vol. 5 3/2016 Inżynier i Fizyk Medyczny
114
radiologia
\
radiology
artykuł naukowy
\
scientific paper
w stanie nadprzewodzącym. Jeśli jakikolwiek element cewki
tego magnesu zacznie przewodzi prąd w sposób oporowy, bę-
dzie to równoznaczne z gwałtownym wydzielaniem się ciepła.
W przypadku niezadziałania mechanizmów zabezpieczających
przed wzrostem temperatury magnesu powyżej 4,2 K, dojdzie
do stanu wrzenia ciekłego helu i jego ulotnienia przez gwałtow-
ne odparowanie. Współczesne systemy bezpieczeństwa zapew-
niają awaryjne odprowadzenie gazów poza obszar budynku,
jednak może się zdarzy , że gazowy hel wypełni pomieszczenie
skanera, wytłaczając zeń tlen. Hel nie jest gazem trującym, lecz
nie podtrzymuje on oddychania. Wypadki tego rodzaju są nie-
zwykle rzadkie – ale mogą zajś w wyniku wibracji lub nagłego
wstrząsu magnesu, niewłaściwego napełniania magnesu helem
(w przypadku systemów wymagających uzupełniania), zanie-
dbań w prawidłowym montażu osłon chłodzących ciekłym azo-
tem czy przy mechanicznym uszkodzeniu cewek magnesu, np.
balistycznym, przez metalowy obiekt (Rys. 3).
Zagrożenia związane z systemem
gradientowym MR
Układ cewek gradientowych generuje impulsy niskiej często-
tliwości (~1 kHz, lecz z harmonicznymi do ~10 kHz), które indu-
kują w tkankach prądy. Prądy te stymulują nerwy obwodowe
i unerwienie serca [26]. Stymulacja nerwów obwodowych, np.
przy stosowaniu szybkich technik gradientowych (takich jak
EPI,
Echo-Planar
Imaging
), może wywoływa uczucie łaskotania,
mrowienia lub drżenie pęczkowe mięśni, zaś niektórzy pacjenci
mogą odczuwa ból.
Prądy zmienne w cewkach gradientowych oddziałują ze
stałym polem magnetycznym B
0
(siła Lorentza), powodując
wibracje cewek, co generuje hałas. Poziom hałasu jest wyższy
w urządzeniach wysokopolowych. Hałas panujący w skanerze
rezonansu magnetycznego, porównywalny z hałasem koncertu
rockowego, może działa irytująco i czasowo upośledza słuch.
Normy akustyczne są jednak spełnione we wszystkich urządze-
niach MRI dopuszczonych do zastosowań medycznych. Co wię-
cej, w badaniach satysfakcji tylko 22% pacjentów wskazało na
hałas jako podstawowy powód ich dyskomfortu związanego
z badaniem MR [27].
Zagrożenia związane z impulsami RF
Impulsy RF (impulsy pola elektromagnetycznego o częstości ra-
diowej) są generowane jedynie w trakcie sekwencji impulsowej.
Dla stałych pól magnetycznych z przedziału 0,15-4 T częstotli-
woś impulsów RF mieści się w zakresie 6-170 MHz. Powodują
one depozycję energii w tkankach, co prowadzi do lokalnego
wzrostu temperatury ciała – zazwyczaj wzrost ten nie przekra-
cza 1°C i nie zaburza sprawności mechanizmów termoregulacyj-
nych organizmu [28].
Miarą depozycji energii jest współczynnik absorpcji swo-
istej SAR (
Specific Absorption Rate
): uśredniony na masę ciała
współczynnik szybkości pochłaniania energii RF przez tkanki bio-
logiczne, zwykle określany w W/kg. SAR i wygenerowany przez
depozycję energii wzrost temperatury ciała pacjenta są ze sobą
powiązane, cho nie są tożsame. SAR zależy od wagi pacjenta,
jego ułożenia i kształtu ciała, przewodnictwa tkankowego, po-
datności magnetycznej tkanki, natężenia pola magnetycznego
skanera, zastosowanej cewki oraz sekwencji impulsowej i jej pa-
rametrów. Z kolei na wzrost temperatury pacjenta będzie miał
wpływ SAR, ale też temperatura otoczenia, zdolności termo-
regulacyjne organizmu pacjenta czy perfuzja w obrazowanym
regionie ciała. Producenci urządzeń MR oszacowują wartości
SAR dla poszczególnych cewek i sekwencji na podstawie zakła-
danych modeli tkankowych i narzucają – ze względów bezpie-
czeństwa – ograniczenia przed przekroczeniem SAR. Ich celem
jest zapobieganie niekontrolowanemu wzrostowi temperatury
ciała w trakcie badania MRI. Ze względu na zależnoś SAR od B
0
i B
1
(SAR ~ ω
0
2
B
1
2
~ B
0
2
α
2
, gdzie ω
0
to częstoś Larmora, B
1
to
zmienne pole o częstości radiowej (impuls RF), B
0
to stałe pole
magnetyczne, zaś α to kąt odchylenia wektora magnetyzacji)
limity bezpieczeństwa są szczególnie ważne w wysokich po-
lach, powyżej 3 T. ICNIRP zaleca, by w badaniach diagnostycz-
nych SAR dla całego ciała nie przekraczał 4 W/kg, a w przypadku
głowy 3,2 W/kg [12], bowiem absorpcja większych ilości energii
może prowadzi do nieodwracalnych uszkodzeń termicznych
komórek i tkanek. Wytyczne te zostały uwzględnione w wy-
maganiach bezpieczeństwa dla diagnostycznych urządzeń MRI
(norma IEC-601-2-33 oraz zharmonizowana z nią norma polska
PN:EN 60601-2-33:2011) [14, 19]. Na zaleceniach ICNIRP jest też
oparta Dyrektywa 2013/35/UE [20].
Niektóre metalowe urządzenia (w tym np. implanty, druty)
mogą działa jak antena i koncentrowa energię lokalnie, co
zwiększa ryzyko oparzeń [29]. Opisywane są przypadki oparzeń
spowodowanych elektromagnetyczną reakcją ferromagnetycz-
nego pigmentu użytego do tatuażu (tlenek żelaza) [30]. Takie ta-
tuaże generują też artefakty obrazowe. Również niektóre tkani-
ny, np. zawierające cząstki srebra, mogą wywoła oparzenia [31].
Międzynarodowe oznakowania
kompatybilności materiałów
medycznych wobec MRI
W 2005 roku zaktualizowano i ujednolicono międzynarodowe
oznaczenia kompatybilności materiałów medycznych ze środo-
wiskiem MRI. Na opakowaniach i ulotkach wprowadzono kla-
syfikację:
MR Safe
(zazwyczaj kolor zielony),
MR Conditional
(za-
zwyczaj kolor żółty) i
MR Unsafe
(kolor czerwony lub czarny), co
znacznie ułatwia określenie ich własności w polu magnetycznym
[32] (Rys. 4).
Za bezpieczne z punktu widzenia badań MRI (
MR safe
) uzna-
wane są nieprzewodzące, niemetaliczne i niemagnetyczne
materiały, np. plastiki. W przypadku takich materiałów nie jest
konieczne przeprowadzanie testów specjalistycznych, bowiem
wystarczy naukowe uzasadnienie braku zagrożeń z ich strony.
