Green Radiology: developing sustainable systems to reduce energy consumption and environmental impact in radiology

Radiology is one of the most energy-intensive and environmentally impactful sectors within modern healthcare systems, contributing substantially to hospitals’ overall ecological footprint. Considering the increasing need to align healthcare services with the United Nations Sustainable Development Goals and national decarbonisation strategies, this doctoral thesis examines the environmental sustainability of diagnostic imaging by integrating evidence from multiple research studies conducted between 2023 and 2025. The main objective was to quantify the energy consumption and environmental impact of diagnostic imaging departments, assess radiology staff perceptions regarding sustainability, and identify concrete mitigation strategies capable of supporting the transition toward more sustainable diagnostic services. The work covered multiple scientific domains and methods: qualitative and quantitative investigations into radiology staff perceptions and behaviours; analyses of energy consumption in Italian radiology units; on-site measurements of magnetic resonance imaging electricity usage before and after technological replacement; assessments of environmental product declarations published by major vendors; quantification of waste generation and contrast media wastage; and application of life cycle assessment to evaluate the environmental footprint of nuclear medicine diagnostic procedures. The results consistently demonstrate that diagnostic imaging has a significant and measurable environmental impact. magnetic resonance imaging and computed tomography systems emerge as major contributors due to their high electricity demand and the large share of idle-state consumption. life cycle assessment analyses show that the environmental burden of imaging extends far beyond scanner electricity use: heating, ventilation and air conditioning systems account for a dominant share of overall emissions. Waste analyses indicate that diagnostic activities generate substantial quantities of plastic, paper and glass, as well as significant waste of contrast media. The European survey confirms that radiology staff recognise the importance of environmental sustainability yet show limited knowledge of existing procedures and inconsistent adoption of eco-friendly practices. The multifactorial nature of radiology’s environmental performance is therefore evident. Technological innovation and low-consumption operating modes can lead to significant energy savings, but must be accompanied by organisational strategies, more efficient heating, ventilation and air conditioning management, and improved waste-handling pathways. Furthermore, the progressive decarbonisation of national electricity grids can substantially amplify the impact of local mitigation measures. Overall, this thesis provides an evidence-based foundation for advancing sustainable radiology. It demonstrates that diagnostic imaging contributes meaningfully to healthcare-related emissions yet offers substantial and actionable opportunities for improvement. By integrating engineering, clinical, organisational, and behavioural perspectives, the work presents a coherent framework to support hospital managers, policymakers and radiology professionals in implementing effective strategies to reduce environmental impact. In conclusion, environmental performance must progressively become a criterion for workflow planning, technology procurement, and professional training, enabling radiology to play a leading role in the transition toward a more sustainable and resilient healthcare system.

La radiologia rappresenta uno dei settori più energivori e a maggiore impatto ambientale all’interno dei moderni sistemi sanitari, contribuendo in modo significativo all’impronta ecologica complessiva degli ospedali. Alla luce della crescente necessità di allineare i servizi sanitari agli obiettivi di sviluppo sostenibile delle Nazioni Unite e agli obiettivi nazionali di decarbonizzazione, questa tesi di dottorato analizza la sostenibilità ambientale della diagnostica per immagini integrando le evidenze provenienti da diversi studi condotti tra il 2023 e il 2025. L’obiettivo principale è stato quello di quantificare i consumi energetici e l’impatto ambientale dei reparti di diagnostica per immagini, valutare la percezione dello staff radiologico rispetto ai temi della sostenibilità e identificare strategie concrete di mitigazione in grado di favorire la transizione verso servizi diagnostici più sostenibili. Il lavoro ha compreso ambiti e metodi scientifici molteplici: indagini qualitative e quantitative sulle percezioni e i comportamenti dello staff radiologico; analisi dei consumi energetici in unità operative di radiologia italiane; misurazioni sul campo dei consumi elettrici di sistemi di risonanza magnetica prima e dopo la sostituzione tecnologica; valutazioni delle dichiarazioni ambientali di prodotto pubblicate dai principali produttori; quantificazione della produzione di rifiuti e dello spreco di mezzi di contrasto; applicazione della metodologia “life cycle assessment” per la valutazione dell’impronta ambientale di esami diagnostici di medicina nucleare. I risultati evidenziano in modo coerente come la diagnostica per immagini presenti un impatto ambientale significativo e misurabile. Apparecchiature come risonanza magnetica e tomografia computerizzata emergono come principali contributori, a causa dell’elevata domanda elettrica e dell’ampia quota di consumo in fase di inattività. Le analisi “life cycle assessment” dimostrano che l’impatto ambientale dell’imaging va ben oltre il consumo diretto degli scanner: i sistemi di riscaldamento, ventilazione e condizionamento dell'aria rappresentano una quota predominante delle emissioni complessive. Le analisi sui rifiuti mostrano inoltre che le attività diagnostiche generano notevoli quantità di plastica, carta e vetro, oltre a rilevanti sprechi di mezzo di contrasto. L’indagine europea evidenzia che lo staff radiologico riconosce l’importanza della sostenibilità, ma presenta conoscenze limitate sulle procedure esistenti e un’adozione disomogenea delle pratiche ecologiche. L’innovazione tecnologica e le modalità operative a basso consumo possono determinare risparmi significativi, ma devono essere affiancate da strategie organizzative, da una gestione più efficiente dei sistemi ambientali e da percorsi ottimizzati di gestione dei rifiuti. Inoltre, la progressiva decarbonizzazione delle reti elettriche può amplificare l’efficacia delle misure di mitigazione implementate a livello locale. Nel complesso, questa tesi offre un punto di partenza basato sulle evidenze per promuovere una radiologia maggiormente sostenibile. Essa dimostra che la diagnostica per immagini contribuisce in modo rilevante alle emissioni del settore sanitario, ma presenta al contempo ampie opportunità di miglioramento. Integrando prospettive ingegneristiche, cliniche, organizzative e comportamentali, il lavoro delinea un quadro a supporto di dirigenti ospedalieri, decisori politici e professionisti della radiologia nell’implementazione di strategie efficaci per ridurre l’impatto ambientale. In conclusione, le performance ambientali della radiologia devono progressivamente diventare un criterio per la pianificazione dei flussi di lavoro, per la scelta delle tecnologie e per la formazione professionale, affinché il settore possa assumere un ruolo guida nella transizione verso un sistema sanitario più sostenibile.