В 1946 г. Felix Block и Edward Purcell впервые продемонстрировали принцип ядерно-магнитного резонанса, и за это открытие в 1952 г. им совместно была присуждена Нобелевская премия по физике. Аппарат для проведения исследования состоит из главной магнитной системы, комплектов градиентных магнитных катушек и радиочастотных катушек, единого блока питания, фильтров и коммуникационного оборудования, приспособлений для укладки больного, а также компенсирующие устройства и принадлежности.
Главное (статическое) магнитное поле генерируется одним из магнитов, постоянным, резистивным или сверхпроводящим.
а) Применение ядерного-магнитного резонанса (ЯМР). Электромагнитные сигналы приходят от обследуемого объекта, образуясь на основе феномена ядерно-магнитного резонанса в статическом магнитном поле, градиентных и радиочастных магнитных полях. Компьютеры суммируют получаемую информацию и выдают изображение, спектр или локальные резонансные данные. Здесь находят применение различные способы построения изображения и протоколы обработки регистрируемых спектроскопических параметров.
б) Клиника вредного влияния МРТ (магнитно-резонансной томографии, ЯМР). Вредное влияние на здоровье человека могут оказывать следующие факторы:
1. Действие статического магнитного поля на все тело человека или на его часть.
2. Изменяющиеся во времени магнитные поля.
3. Та энергия радиочастотного магнитного поля, которая поглощается тканями.
4. Сильный акустический шум.
5. Действие лазерного излучения.
6. Риск электрического и механического воздействия.
7. Недостаточное качество изображения или спектральных данных, следствием чего может быть меньшая информативность результатов для клиники.
- Статические магнитные поля. Статическое магнитное поле, создаваемое главным магнитом, задает резонансную радиочастоту для ядер тех тканей, которые представляют наибольший интерес для исследователя. Действие на все тело или только на область головы магнитных полей напряженностью до 2 тесла в течение 1 ч или менее не может оказать никакого вредного влияния.
- Изменяющееся во времени. Изменяющееся во времени магнитное поле (dB/dt) возникает в момент перемены магнитных градиентов, используемых для определения локализации в пространстве получаемых ядерно-магнитных резонансных сигналов. Тысячи больных уже прошли через воздействие таких изменяющихся во времени магнитных полей ограниченной напряженности без отрицательных последствий.
- Радиочастотное магнитное поле. Радиочастотные магнитные поля возникают при резонансной частоте колебания ядер в исследуемых тканях. Поглощение энергии, генерируемой с радиочастотой, в организме больного может вызвать общее нагревание и местное термическое поражение. Изменяющееся с радиочастотой поле за счет поглощения объектом энергии способно вызвать нагрев металлических имплантатов, обычных татуировок или перманентных косметических татуировок, которые наносят на веки для выделения контура глаз. Риск повреждения можно уменьшить, размещая соответствующие предупреждающие знаки.
- Высокие уровни акустического шума. Сильный шум создают импульсы электрического тока, питающего обмотки градиентных магнитов. Такой шум способен раздражать, вызывать дискомфорт или, достигая определенного уровня, становиться опасным. Риск вредного воздействия может быть нивелирован, если выдерживать стандарт, который определяет интенсивность акустического шума. Последний должен быть ниже уровней, соответствующих профессиональным нормативам для воздействия до 1 ч в течение рабочего дня, или ниже допустимых средних повременных и пиковых шумовых нагрузок, принятых OSHA Американской конференции по промышленной гигиене.
- Лазерная система. В рассматриваемом случае лазерная установка может использоваться для позиционирования больного. Описано свойство лазера вызывать стойкое повреждение органа зрения, однако ни об одном таком происшествии сообщений не поступало.
- Риск электрического тока или механической травмы. Опасности такого рода устраняют соблюдением соответствующих принципов при проектировании и эксплуатации аппаратуры.
- Другие возможные факторы риска. Поле, окружающее магнит, может быть достаточно мощным, чтобы притягивать с огромной силой объекты, обладающие ферромагнитными свойствами. Так, попавшие внутрь него металлические инструменты способны травмировать человека. Эту потенциально опасную ситуацию помогут предотвратить расклеивание предупреждающих надписей, которые запрещают посторонним людям появляться в определенных зонах, и размещение принадлежностей для оказания экстренной помощи пациентам в местах, где магнитное поле незначительно.
Поле, охватывающее больного, способно привести к фатальным последствиям за счет воздействия на находящиеся в рабочем состоянии устройства, такие как кардиальные водители ритма. Статическое магнитное поле может срывать или перемещать ферромагнитные материалы, имеющиеся в теле человека, например внутрикраниальные клеммы, накладываемые на аневризмы сосудов, осколки и протезы с ферромагнитными свойствами. Каждая из таких ситуаций чревата смертельными осложнениями. После недавнего случая со смертельным исходом при проведении ЯМР (ядерного магнитного резонанса) у больного, который в прошлом перенес клипирование интракраниальной аневризмы, FDA призвало врачей быть особенно внимательными при выполнении ЯМР (ядерного магнитного резонанса) у больных с такого рода имплантатами.
Нет абсолютно никаких признаков, которые могли бы гарантировать, что наличие клемм не приведет к тяжелым последствиям. Врачи и больные должны знать о том, что взаимодействие между магнитным полем и наложенными клеммами опасно. Поскольку нет методов для определения магнитных свойств таких изделий, их производители не могут гарантировать, что клеммы не будут взаимодействовать с полями, неизбежно оказывающими свое влияние, когда проводится ЯМР (ядерный магнитный резонанс).
- Действия МРТ (ЯМР) на плод и младенцев. С особой осторожностью выполняется обследование плода или младенцев, поскольку они чрезвычайно чувствительны к перегреву и нуждаются в постоянном контроле за сердечно-сосудистой и дыхательной системами.
- Криогенные среды из жидкого гелия. Жидкий гелий и азот, призванные создавать низкотемпературные условия, находят применение в качестве криогенной среды для охлаждения суперпроводящей обмотки в соответствующем магните. Определенное количество этих газов испаряется во время нормальной работы аппаратуры, но если возникает необходимость в быстром охлаждении магнита, то интенсивность выкипания криогенного тела резко возрастает и газ внезапно вырывается в помещение, угрожая развитием асфиксии у персонала или пациента.
- Клаустрофобия. Конфигурация аппарата для ЯМР и продолжительность обследования иногда приводят к развитию приступа клаустрофобии у некоторых больных.
в) Противопоказания для МРТ (магнитно-резонансной томографии, ЯМР). Суть магнитно-резонансного исследования заключается в воздействии сильного статического, динамически изменяющегося и радиочастотного магнитных полей. Проблемы создаются при наличии каких-либо металлических объектов в организме человека. При выполнении исследования все тело оказывается в магнитном поле. Следовательно, чувствительные к нему органы не могут быть экранированы, подобно тому, как это легко осуществляется при работе с ионизирующей радиацией.
Уборщицы, инженеры и все, кто находится поблизости от пациента, подвергаются тому же воздействию, поэтому только конкретные лица допускаются к работе с ЯМР-аппаратом.
Наличие кардиального водителя ритма — это классическое противопоказание. Людям с пейсмекером запрещено даже входить в отделение, где проводятся ЯМР-исследования. Притяжение магнитов в состоянии вызвать смещение прибора непосредственно в подкожной клетчатке или его необратимое переключение с режима работы по требованию на фиксированный ритм. Внутрикардиально расположенные провода даже при неработающем водителе ритма иногда провоцируют аритмии. Некоторые устройства, работающие на электрическом питании или на основе влияния магнитного поля, например кохлеарные имплантаты, нейростимуляторы, имплантируемые инфузионные насосы и клапаны вентрикулярных шунтов, давление открытия в которых можно менять прямо через кожу, также являются противопоказанием для выполнения ЯМР-исследования.
Съемные принадлежности, такие как магнитные приемники и зубные имплантаты, перед выполнением исследования необходимо удалять. Это же касается и тех глазных протезов, в которых постоянно присутствуют магниты, а также радиотерапевтических имплантатов, способных смещаться или размагничиваться.
Фиксированные имплантируемые металлические элементы, среди которых ортопедические и спинальные пластины и штифты (за исключением закрепляемых по окружности головы), не мешают магнитно-резонансному исследованию. Однако процедуру необходимо сразу же прекратить, если больной начинает жаловаться на боль в месте расположения данного элемента. Вентрикулярные шунты, устанавливаемые для лечения гидроцефалии, и гемостатические скобки практически никогда не создают проблем.
Магнитно-резонансное исследование откладывается на 6 нед после операции клиппирования маточных труб и введения внутрисосудистых спиралеобразных стентов. То же самое касается фильтров, которые приобретают все большую популярность у рентгенологов, занимающихся инвазивными рентгенологическими исследованиями, и требуют надежного закрепления внутри сосуда. Немагнитные зубные имплантаты безопасны, как и внутриматочные, и диафрагмальные контрацептивные средства. Иногда протезы полового члена и грудных желез могут служить противопоказанием для исследования.
Присутствие искусственных клапанов сердца допускает проведение ЯМР-процедуры, хотя раньше утверждалось обратное. Металлические фрагменты, случайно попавшие в тело человека, например дробинки, пули или шрапнель, могут мешать проведению исследования, особенно если после ранения прошло мало времени. Shellock и соавт. составили исчерпывающий перечень металлических имплантатов, материалов, устройств и других объектов. Они также описали возможные перемещения этих элементов или образование опасных перегибов под действием статических магнитных полей.
