МРТ обычно рассматривается как безопасный метод визуализации. Например, в отличие от КТ при МРТ не применяется ионизирующее излучение.
При правильном использовании в современной медицинской практике электромагнитные поля не взаимодействуют с тканями организма таким образом, чтобы обусловить какие-либо постоянные изменения. На практике это означает отсутствие риска их повреждения при МРТ. Тем не менее МРТ не свободна от случайных опасностей.
При МРТ послойные изображения человеческого тела генерируются при помощи 3 электромагнитных полей: очень мощного статического магнитного поля В0, быстро изменяющихся магнитных полей, дополняющих главное поле (градиентные поля, G), и пульсирующего РЧ-поля В1.
Обычно эти поля безвредны, однако неосторожное обращение и ошибки при выполнении процедуры могут нанести серьезный урон здоровью пациента и персонала и привести к выходу из строя самого сканера.
а) Опасности, связанные со статическим магнитным полем. Статическое магнитное поле создается полями катушек MP-томографа, и в его центре собирают данные для создания изображений. Максимальная и почти однородная индукция поля присутствует в радиусе примерно 25 см от центра туннеля томографа. За этими пределами индукция поля быстро спадает. Поле не ограничивается пространством внутри катушки.
Существуют «поля рассеивания» измеримой силы, которые распространяются на несколько метров за пределы магнита. Поле сверхпроводящих магнитов, которые используются в большинстве современных томографов, не может быть выключено после исследования. Магнитное поле существует вокруг таких томографов всегда.
1. Биологическое действие. До настоящего времени при исследованиях биологического действия магнитных полей не обнаружено побочных воздействий на здоровье при индукции поля, используемого для клинических исследований, вплоть до 4 Тл. Движение крови, являющейся проводником электричества, может наводить электрический потенциал. Этот эффект, получивший название «магнитогидродинамического», может обусловить маленькую ЭДС поперек кровеносных сосудов в магнитном поле, и ЭКГ продемонстрирует удлинение зубца Т.
Это препятствует ЭКГ-мониторированию пациента, хотя и не вызывает побочных биологических эффектов. Тем не менее, пациентам, исследуемым при индукции поля свыше 2 Тл, должен проводиться мониторинг («первый уровень контролируемого операционного режима» по стандарту IEC 60601-2-33, до 4 Тл).
2. Действие на ферромагнитные предметы. Важно рассмотреть действие магнитного поля на ферромагнитные предметы, изготовленные из железа или никеля, так как они могут притягиваться к магниту с большой силой. Эта сила увеличивается в зависимости от массы таких предметов: крупные предметы притягиваются с большей силой, чем мелкие. Сила притяжения возрастает ближе к центру магнита. Как только сила притяжения превысит вес предмета, он будет лететь с ускорением по направлению к магниту, подобно снаряду.
Так как сила воздействия магнитного поля зависит от изменения индукции поля на единицу длины, она выше в случае экранированных магнитов, чем магнитов более старого типа, которые создают более протяженные поля рассеивания. На экранированных магнитах сила, притягивающая ферромагнитный предмет, сказывается на более коротких расстояниях от магнита, чем на неэкранированных, но в какой-то точке действие ее неожиданно и внезапно увеличивается.
Когда становится заметной сила, действующая на тяжелый предмет - пульсоксиметр, инфузионную помпу или баллон с газом, как правило, уже слишком поздно удерживать этот предмет от притяжения к магниту. Он может ударить по магниту со значительной силой, а люди, оказавшиеся на его пути, могут получить потенциально летальные повреждения. Более мелкие предметы могут вызвать повреждения глаз.
Наибольшее увеличение индукции магнитного поля происходит у краев входа в туннель магнита. Поэтому опасность смещения ферромагнитных имплантатов в теле пациента наибольшая в моменты ввода пациента в туннель магнита и вывода из него. Сила притяжения слабее в самом туннеле, где поле однородное. Однако вытянутые в длину объекты подвергаются в туннеле магнита действию значительных вращающих сил, которые имеют тенденцию поворачивать ось таких объектов параллельно линиям магнитного поля. Такой поворот может повредить ткани, окружающие предмет.
Указанные эффекты отмечаются там, где индукция поля высокая, т.е. внутри помещения магнита. Поле уменьшается с увеличением расстояния от магнита, но не блокируется окружающими стенами, даже если они экранированы от РЧ-волн. Таким образом индукция поля в прилежащих помещениях еще может быть достаточной, чтобы нарушить работу чувствительного электронного оборудования и других устройств.
Даже слабое поле может вызвать интерференцию с медицинскими устройствами, имеющими электронное, электрическое или магнитное управление: водителями ритма, нейростимуляторами, инсулиновыми помпами, дренажными клапанами. Индукция поля 0,5 мТл (5 гаусс) рассматривается как верхний предел безопасности для подобных медицинских устройств. Поэтому линия 0,5 мТл представляет собой границу области контролируемого доступа для всех лиц с водителями сердечного ритма и сходными устройствами.
Нахождение ферромагнитных объектов в помещении томографа не допускается. Электронные медицинские приборы должны быть выведены за линию 0,5 мТл.
б) Опасности, связанные с быстро переключаемыми (градиентными) магнитными полями. В то время как статическое магнитное поле включено всегда, даже во время укладки пациента на стол магнита, градиентные поля (так же как РЧ-поля - см. ниже) включают только во время сбора данных. Эти изменяющиеся во времени магнитные поля, имеющие силу примерно 10 мТл, накладываются на главное поле, обеспечивая пространственное кодирование MP-сигнала. Градиентные поля включаются с миллисекундными интервалами в зависимости от применяемой ИП, генерируя колебания со звуковыми частотами.
Эти поля ограничиваются главным образом пространством, заключенным внутри туннеля магнита.
1. Стимуляция периферических нервов. Очень быстрые изменения градиентов в широком диапазоне значений поля могут наводить электрические токи в теле, которые воздействуют на нервную ткань. Этот феномен, обозначаемый как стимуляция периферических нервов (СПН), может вызвать движения пациента или расстройства чувствительности, особенно в конечностях. Возникающие ощущения могут быть неприятными, но они не опасны. Большее значение имеет стимуляция нервов жизненно важных органов, например сердца.
Исследования значений индукции магнитного поля показывают, что порог стимуляции сердца значительно выше, чем порог СПН. Таким образом, пока изменения градиентов не превышают порога СПН, опасность необратимых эффектов отсутствует.
Пределы безопасности заложены в сами MP-томографы как защита от возникновения клинически значимых инцидентов. Если теоретический порог СПН превышен, на коисоли томографа появляется предостережение (при значении dB/dt не выше 20 Тл/с; при периоде переключения длиннее 1 мс стимуляция сердца может произойти с превышением 200 Тл/с у наиболее восприимчивой части популяции; при более коротком времени переключения этот предел увеличивается до еще больших значений).
Так как индивидуальный порог может быть ниже теоретического значения, необходимо мониторирование пациента после появления предостерегающего сигнала (переход от нормального операционного режима к «контролируемому операционному режиму 1-го уровня»). Если происходит СПН, сканирование должно быть остановлено.
Слух. Переключение градиентных полей создает значительные акустические шумы при MP-томографии. Чем мощнее усилитель градиента, тем громче может быть шум. Пациентам необходимо всегда вставлять беруши или надевать наушники, чтобы защитить органы слуха. Вредное действие шума не зависит от его сознательного восприятия. Дети, защищенные седативными средствами, и пациенты, находящиеся под наркозом, остаются полностью восприимчивыми к повреждениям слуха, которые обусловлены шумом, и у них также должны быть приняты специальные защитные меры.
Во время исследования должны применяться средства защиты органов слуха. Если во время сканирования происходит СПН, нужно уменьшить силу и скорость изменения градиентных полей.
в) Опасности, связанные с радиочастотным полем. Импульсы электромагнитной энергии в РЧ-диапазоне подаются в процессе исследования, чтобы возбудить ядерные спины. Продолжительность импульсов измеряется в миллисекундах. Частота их колеблется от 21 МГц при 0,5 Тл до 128 МГц при 3,0 Тл. РЧ-поле действует в пределах возбуждающей катушки, которая может иметь малый объем, как, например, катушка для головы. Туловище, как правило, исследуют при помощи катушки для всего тела, которая окружает пациента и имеет размеры, превышающие максимальное поле обзора.
РЧ-поле всегда действует по всему объему катушки независимо от размеров изображаемой области или локализации приемной катушки.
1. Нагревание. РЧ-поле наводит переменные токи во всех проводящих веществах, включая и ткани тела человека. Частота поля слишком высока, чтобы вызвать стимуляцию нервов, и энергия подводится к тканям только в форме тепла. Несмотря на очень большую мощность РЧ-импульсов (в диапазоне кВт), они имеют слишком короткую продолжительность, чтобы вызвать оцениваемое нагревание тканей тела. Эта передача энергии измеряется в единицах удельного коэффициента абсорбции (SAR). Безопасный предел определяется как 2 Вт/кг массы тела, усредняясь на протяжении 15 мин (нормальный операционный режим).
В случае мониторирования жизненно важных показателей пациента этот предел может быть увеличен до 4 Вт/кг массы тела (при «контролируемом операционном режиме 1-го уровня»). При этом уровне нагревание происходит максимально на 1°С, что находится в безопасных пределах. В МР-томографах имеются встроенные контролирующие устройства безопасности, которые предотвращают более значительное поглощение энергии. При сканировании пациентов с высоким риском вследствие нарушенной терморегуляции (например, с высокой лихорадкой или болезнями сердца) должны быть приняты меры, предотвращающие перегревание пациента (например, легкая одежда пациента или вентилятор).
У пациентов с высоким риском, обусловленным нарушенной терморегуляцией, должны мониторироваться жизненно важные показатели или использоваться ИП с низким SAR.
2. Контакт кожа-кожа. При соприкосновении различных частей тела пациента точки контакта могут служить проводниками наведенных токов с высоким сопротивлением. В этих случаях не происходит равномерного рассеивания тепла по телу, а вся энергия выделяется в виде тепла в этих точках соприкосновения, что может привести даже к локальным ожогам. Поэтому необходимо предотвращать такие кожные контакты, особенно конечностей (не прикрытые одеждой голени или стопы соприкасаться не должны).
3. Металлические проводники. Металлы, в том числе и немагнитные, являются отличными проводниками электричества. Они могут поглощать значительную энергию РЧ-поля благодаря индукции и сильно нагреваться. Магнитный компонент электромагнитного РЧ-поля наводит вихревые токи в кольцевидных структурах и петлях проводников. Инструкции по безопасности часто включают предостережения о возможном нагревании, обусловленном эффектами индукции. Однако часто упускается из вида тот факт, что электрический компонент РЧ-поля может также наводить значительную ЭДС в длинных проводниках, не имеющих форму петель, таких как стержни и провода.
ЭДС, наведенная в линейных проводниках (особенно при условии их резонирования с приложенным переменным полем), может быть столь высокой, что при внезапном перерыве цепи («прерывистый контакт») в зазоре между концами проводников может проскочить искра и зажечь воспламеняемое вещество. Наведенная ЭДС может также вызвать нагревание имплантированных металлических объектов. Длина электромагнитных волн в теле составляет только около 1/9 их длины в воздухе. В результате резонансные феномены, например стоячие волны, могут возникать даже в коротких имплантатах, нагревая концы проводника.
Степень индукции, которая наводится в проводниках, зависит от многих факторов. Распределение РЧ-поля в MP-томографе, как правило, настолько сложное, что точно предсказать появление резонанса невозможно. Даже если многочисленные исследования завершены без происшествий при наличии металлического объекта внутри томографа, легкие изменения положения катушки, пациента или проводника могут обусловить внезапную индукцию высокого напряжения. Поэтому металлические проводники, которые не являются частью MP-томографа, не должны находиться внутри магнита.
Все кабели и провода, относящиеся к оборудованию томографа (ЭКГ-электроды, катушки), должны быть удалены друг от друга и от пациента на безопасное расстояние.
Металлические проводники, не являющиеся частью MP-томографа, особенно линейные проводники (провода или электроды длиной, превышающей ’Д длины волны РЧ-излучения), не должны находиться внутри магнита.
4. Имплантаты. Металлические объекты и внешние устройства часто довольно неосторожно признаются за «МР-совместимые», если они не ферромагнитные. Однако одинаково важно убедиться в том, что объекты, находящиеся внутри туннеля магнита во время сканирования, невосприимчивы к индукции. Пациенты с имплантатами должны сканироваться только при условии, что имплантат не только немагнитный, но и мало нагревается индукцией. Может возникнуть резонанс с наведением очень высокой ЭДС, если объект длиннее, чем половина длины волны РЧ-излучения внутри тела пациента. Поэтому критический предел составляет 79 см при 0,5 Тл, но только 13 см при 3,0 Тл.
Детальная информация об МР-совместимости тестируемых объектов доступна на сайте www.MRIsafety.com).
Допускается ввод в туннель магнита пациентов только с немагнитными имплантатами или не подвергающимися нагреванию вследствие индукции.
5. Одежда пациента. Так как всегда существует опасность возникновения искры вследствие нарушения функционирования томографа (особенно MP-катушек и ЭКГ-монитора), пациент не должен быть одет в легко воспламеняемую одежду.
Контактных пациентов нужно просить сообщать непосредственно персоналу о необычных ощущениях тепла на теле или внутри тела.
Опасности, связанные с различными видами полей, суммированы в таблице 1.8, а важные инструкции, направленные на снижение этих опасностей, перечислены ниже.
г) Основные рекомендации по безопасности МРТ:
1. Все лица (пациент, сопровождающие его лица, медицинский персонал) с электронными медицинскими устройствами (водитель сердечного ритма, нейростимуляторы, инсулиновые помпы и др.) не должны допускаться в помещения, где сила поля достигает 0,5 мТ или выше. Лица, у которых установлены ферромагнитные имплантаты, не должны входить в помещение магнита.
2. Все, кто входят в помещение магнита, должны оставить все ферромагнитные объекты (ножницы, ключи, монеты и устройства на электрических батарейках (сотовые телефоны), содержащие никель украшения). К ферромагнитным предметам относятся также скрепки, заколки для волос, шариковые ручки с пружинным механизмом.
3. На теле и внутри тела пациента не должно быть ферромагнитных и других металлических объектов. У неконтактных пациентов (например, из реанимационных отделений) может понадобиться использование детекторов металла. Особое внимание нужно обращать на длинные провода, электроды и металлические пленки, скрытые одеждой. МРТ может быть допустимой у пациентов с определенными имплантатами, но перед началом сканирования должна быть подтверждена MP-совместимость имплантатов. Запрещаются также хирургические салфетки с рентгеноконтрастными маркерами.
4. Провода и кабели, входящие в туннель магнита, не должны образовывать петель и перекрещиваться, а также не должны образовывать узлов или наматываться перед отверстием. Все провода должны проходить на безопасном расстоянии друг от друга и не должны лежать непосредственно на поверхности тела пациента. Не разрешено нахождение проводов и кабелей, не являющихся частью МР-томографа, вблизи от передающей катушки или в туннеле магнита.
5. ЭКГ-электроды должны находиться в тесном контакте с кожей. Неплотно прилежащие электроды могут вызвать ожоги кожи. Кожа пациента, при необходимости улучшить контакт, может быть обработана.
6. Прямое соприкосновение кожи двух конечностей должно быть устранено. Иначе говоря, не должны касаться друг друга оголенные части ног, а кисти рук не должны быть сложены вместе.
7. Так как всегда имеется опасность искрения контактов, одежда пациента не должна быть изготовлена из легковоспламеняемых (синтетических) материалов.
8. Теплообразование должно быть устранено у пациентов с повышенной температурой тела или нарушенной терморегуляцией (легкая одежда, вентилятор в туннеле магнита, адекватное кровообращение). В случае необходимости может использоваться ИП с низким удельным коэффициентом поглощения (SAR).
9. Все лица в помещении магнита должны быть обеспечены средствами защиты слуха во время сканирования. Это относится также к пациентам в бессознательном состоянии и находящимся под наркозом.
Видео различий КТ и МРТ, показаний и прототивопоказаний к ним
