Il bianco che compare sulla radiografia
Un materiale radiopaco attenua fortemente i raggi X e nell’immagine radiografica appare chiaro, spesso bianco pieno. È il polo opposto della radiotrasparenza e obbedisce alla stessa fisica letta dall’altra parte: contano il numero atomico degli elementi che lo compongono, la densità e lo spessore attraversato. I dizionari lo registrano semplicemente come non penetrabile dai raggi X.
Poiché l’assorbimento cresce con una potenza alta del numero atomico, bastano quantità modeste di un elemento pesante per cambiare del tutto il comportamento di un oggetto leggero. È la leva su cui si regge tutta l’ingegneria della visibilità radiografica.
Bario, iodio, tungsteno, piombo
Gli elementi impiegati stanno tutti nella parte bassa della tavola periodica. Lo iodio ha numero atomico 53, il bario 56, il tungsteno 74 con una densità di circa 19,3 grammi per centimetro cubo, il piombo 82, il bismuto 83. Confrontati con il carbonio, che ne ha 6, e con l’ossigeno, che ne ha 8, la differenza di assorbimento non è graduale ma di ordine di grandezza.
La scelta fra loro non dipende solo dall’assorbimento. Il solfato di bario è insolubile e chimicamente inerte, ragione per cui la letteratura tecnica lo descrive come non aggressivo verso i tessuti; l’ossicloruro di bismuto ha un bianco che non altera il colore del pezzo; il tungsteno rende molto in poco volume perché è denso. Il piombo, che a parità di spessore assorbe più di tutti, ha problemi di tossicità e resta il materiale della schermatura, non quello dei dispositivi che entrano nel corpo.
Il repere radiopaco dentro un dispositivo
Il primo dei due usi è segnalare. Un oggetto destinato a stare dentro il corpo, o a contatto con esso, viene reso volutamente visibile perché una radiografia possa dire dov’è. I cateteri venosi periferici hanno la cannula in materiale radiopaco; sondini e tubi portano lungo la parete una linea longitudinale che in una lastra disegna il percorso e mostra la punta; le garze chirurgiche contengono un filo o una banda al solfato di bario, ed è per quel filo che una garza dimenticata in un campo operatorio si può cercare con un esame radiografico.
Il modo di misurare la proprietà è codificato. La ASTM F640, che porta il titolo Standard Test Methods for Determining Radiopacity for Medical Use ed è arrivata alla revisione del 2023, copre tecniche a raggi X che vanno dalla fluoroscopia all’angiografia alla tomografia computerizzata alla densitometria a doppia energia. La misura si fa per confronto: qualitativo, mettendo a fianco l’immagine del campione e quella di uno standard definito dall’utilizzatore, oppure quantitativo, calcolando la differenza di densità ottica o di intensità dei pixel. Non esiste un’unità propria, e questo dice molto sulla natura della grandezza.
Come si rende radiopaca una plastica
Un polimero da solo non si vede. Lo si carica con una polvere ad alto numero atomico dispersa nella massa, e la quantità necessaria è tutt’altro che simbolica: il solfato di bario si incorpora in genere fra il dieci e il quaranta per cento in peso, con punte al sessanta; l’ossicloruro di bismuto si muove su intervalli simili; con il tungsteno alcune formulazioni superano l’ottanta per cento.
Il compromesso è meccanico ed è il vero problema di questa famiglia di materiali. La carica minerale irrigidisce il polimero e lo infragilisce: uno studio su tubi medicali ha trovato campioni troppo fragili già al trenta per cento in peso di solfato di bario, mentre l’ossicloruro di bismuto manteneva la flessibilità con effetti minimi su trazione e resistenza all’urto. Sotto una certa soglia di carica il pezzo non si distingue dai tessuti molli; oltre un’altra soglia si vede benissimo e si rompe.
Lo stesso principio usato al contrario: schermare
Il secondo uso è fermare la radiazione che non deve passare. Camici, collari tiroidei, guanti, paraventi e vetri piombati sono materiali ad alto assorbimento messi fra la sorgente e chi lavora in sala. Qui una grandezza esiste, ed è lo spessore equivalente di piombo: lo spessore di piombo che darebbe la stessa attenuazione del materiale in prova.
Anche il metodo è normato. La serie IEC 61331, nella seconda edizione pubblicata nel maggio 2014, si divide in tre parti: la prima stabilisce come si determinano il rapporto di attenuazione e lo spessore equivalente di piombo dei materiali, comprese le formulazioni a piombo ridotto o senza piombo, la seconda riguarda le lastre protettive trasparenti e la terza gli indumenti, gli occhiali e gli schermi per il paziente. Il valore che si legge su un camice, scritto in millimetri di piombo equivalente, vale alla qualità di radiazione con cui è stato determinato e non a ogni energia.
Il mezzo di contrasto non è un materiale radiopaco
Resta una confusione ricorrente. Le sostanze che si somministrano per rendere visibile una cavità o un vaso, a base di iodio o di solfato di bario, sfruttano la stessa proprietà fisica ma non sono un materiale del dispositivo: vengono introdotte, agiscono per il tempo dell’esame e poi eliminate. Un catetere si vede perché è fatto così; un tratto di intestino si vede perché gli è stato dato qualcosa da contenere.
Nel referto, infine, la parola torna a descrivere il paziente e non un oggetto: una formazione radiopaca è una struttura del corpo che assorbe più del tessuto intorno, per esempio un calcolo o una calcificazione. Stessa parola, tre livelli di lettura, e vale la pena sapere su quale ci si trova.
