vol. 5 3/2016 Inżynier i Fizyk Medyczny
112
radiologia
\
radiology
artykuł naukowy
\
scientific paper
i fizycy medyczni – specjaliści zatrudnieni w pracowniach MR
w Polsce muszą by więc zawodowo przygotowani nie tylko do
monitorowania zagrożeń fizycznych wynikających ze stosowa-
nia technik niejonizacyjnych rezonansu magnetycznego oraz za-
bezpieczania przed nimi pacjentów i personelu medycznego. Na
skuteczności takiego monitoringu waży też inny istotny aspekt
bezpieczeństwa, jakim jest dotychczasowy brak jednolitego
w skali krajowej systemu nadzoru nad kontrolą jakości sprzę-
tu i badań w zakresie MRI. Istotna częś odpowiedzialności za
tworzenie procedur kontroli jakości i nadzór nad ich przestrze-
ganiem także powinny należe do zadań fizyków medycznych,
a szczególnie specjalistów w tej dziedzinie.
Rodzaje zagrożeń związanych
z techniką MRI
Podstawowe zagrożenia dla bezpieczeństwa pacjenta i perso-
nelu w pracowni MR są związane przede wszystkim z fizycznymi
i technicznymi aspektami metody magnetycznego rezonansu
jądrowego. Analiza wypadków w pracowniach MR dokonana
przez amerykańską Agencję Żywności i Leków FDA (
Food and
Drug Administration
) wskazuje, że 92% wypadków można pogru-
powa w trzy kategorie [9]:
1.
Oparzenia wywołane przez impulsy RF w czasie badania
MRI. Szczególną uwagą powinni by objęci pacjenci z im-
plantami magnetycznymi i ciałami obcymi – w tych przy-
padkach zarówno efekty termiczne, jak i przemieszcze-
nia tych obiektów w polu magnetycznym są dla pacjenta
groźne.
2.
Obrażenia wywołane uderzeniem metalowego przedmio-
tu, na który działa silne pole magnetyczne.
3.
Przemijające zaburzenia słuchu pacjenta i personelu wywo-
łane hałasem.
Po wielu latach badań, obserwacji i rejestracji zdarzeń wia-
domo już, że ryzyko związane ze współdziałaniem stałego pola
magnetycznego, zmiennych pól gradientowych i impulsów RF
o częstotliwości radiowej z urządzeniami elektrycznymi i przed-
miotami wykonanymi z substancji ferromagnetycznych zdecy-
dowanie przewyższa ryzyko biologiczne [10].
Odrębną grupę zagrożeń stanowią medyczne czynniki ryzyka,
takie jak efekty uboczne zastosowania środków kontrastowych,
bezpieczeństwo badań u kobiet ciężarnych i badań w pełnym
znieczuleniu, bezpieczeństwo badań u osób cierpiących na klau-
strofobię, kwestie dyskomfortu związanego z brakiem swobody
ruchu oraz zagrożenia biologiczne zakażeń bakteryjnych i wiru-
sowych. W takich przypadkach zabezpieczenie pacjenta należy
głównie do personelu medycznego.
Ostatnia grupa czynników ryzyka wiąże się z kwestiami orga-
nizacji pracy pracowni MR oraz wyszkolenia personelu pracowni
MR. Jak wskazuje doświadczenie dużych ośrodków medycz-
nych, w których najwcześniej zajęto się tymi zagadnieniami, na
poziom bezpieczeństwa istotnie wpływa właściwe określenie
stref dostępu oraz zaplanowanie i wdrożenie odpowiedniego
merytorycznie kształcenia ustawicznego personelu pracowni
MR w zakresie czynników ryzyka w środowisku MR. Rola fizyków
i fizyków medycznych, szczególnie specjalistów w tej dziedzinie,
wydaje się by tu szczególnie istotna.
Zagrożenia ze strony stałego
pola magnetycznego MR
Organizmy żywe funkcjonujące w naturalnym środowisku są nie-
ustannie poddawane działaniu stałego pola magnetycznego Zie-
mi o wartości około 20-70μT [11]. Większoś medycznych skane-
rów MRI korzysta z magnesów o polach znacznie silniejszych: od
0,1 T do 4 T. Natężenie statycznego pola magnetycznego wokół
skanera maleje wraz z odległością
r
odmagnesu jak
1/r
3
. Dodatko-
wo magnes skanera jest zabezpieczony osłonami aktywnymi tak,
by w strefie ogólnodostępnej pole magnetyczne nie przekracza-
ło 0,5 mT – jest to wartoś progowa pola magnetostatycznego
wyznaczająca, według zaleceń międzynarodowych i krajowych,
granicę tzw. strefy ograniczonego dostępu dla osób z implanta-
mi elektronicznymi, a więc np. osób z rozrusznikami serca [12-14].
Wokół magnesu tworzy się przestrzenny gradient pola ma-
gnetycznego (który należy odróżnia od gradientu wytwarzane-
go przez zmieniające się w funkcji czasu polamagnetyczne gene-
rowane przez cewki gradientowe). Gradient przestrzenny wokół
magnesu jest niekiedy odpowiedzialny za odczuwane przez
pacjentów i personel przykre sensacje, takie jak zawroty głowy,
nudności czy zaburzenia koordynacji wzrokowo‐ruchowej.
Efekty oddziaływania stałego pola magnetycznego na orga-
nizm żywy były przedmiotem wielu prac, począwszy od badania
rozwoju płodów zwierzęcych w wysokich polach, do badań epi-
demiologicznych w populacjach ludzkich [15]. Badania te dostar-
czyły szeregu ważnych obserwacji, lecz nie zakwestionowały
bezpieczeństwa ekspozycji na stałe pola magnetyczne nawet
w przypadku pól o indukcji 8 T [16]. Wykazano jednak, że silne
pole magnetyczne zaburza homeostazę organizmu ludzkiego,
wywołując zawroty głowy, mdłości, metaliczny smak w ustach
– efekty te pojawiają się przy ruchu ciała lub głowy w polu ma-
gnetycznym. Ekspozycja na pole magnetyczne ma też wpływ
na ciśnienie krwi i tętno, aczkolwiek pozostają one w zakresie
wartości fizjologicznych nawet w polu 8 T [15]. Ze względu na
oddziaływanie elektrodynamiczne związane z występującymi
w organizmach prądami (siła Lorentza, efekt Halla), mogą wy-
stąpi skurcze dodatkowe serca, arytmia, zaburzenia pamięci
i koordynacji ruchowej [17]. Wszystkie wymienione efekty są
przejściowe, lecz stopień ich nasilenia może by wyższy w wyż-
szych polach magnetycznych. Cho analizie poddano szereg
zagadnień biomedycznych, nie stwierdzono szkodliwości krót-
kotrwałej ekspozycji na stałe pole magnetyczne.
Z punktu widzenia bezpieczeństwa pacjenta i personelu znacz-
nie groźniejsze są efekty magnetomechaniczne związane z ru-
chem obiektów wykonanych z materiałów magnetycznych w sil-
nych polach. Także i w tym przypadku źródłem zagrożenia jest
gradient przestrzenny pola indukujący zagrożenia balistyczne:
