ФАКТОРЫ РИСКА В МАГНИТНО-РЕЗОНАНСНОЙ ТОМОГРАФИИ

Прямые биоэффекты

Постоянное магнитное поле. Основное магнитное поле томографа B₀ (чаще всего 1,5 или 3 Тл) включено всегда, но распределено неравномерно. Максимальное значение индукции, как правило, достигается в радиусе 15–20 см от изоцентра магнита, а за пределами комнаты управления это значение, обычно не превышает 1 мТл.

Большая часть биологических тканей является электропроводными. Так, нервные волокна хорошо проводят электрический ток, а крупные кровеносные сосуды, по сути, являются потоком движущихся ионов. Движение таких тканей в магнитном поле высокой индукции, имеющем значительный пространственный градиент, приводит к возникновению электродвижущей силы. В результате быстрое движение головой в области пространства со значительным градиентом индукции (в первую очередь – вблизи томографа) может привести к головокружению или тошноте из-за возбуждения нервной системы дополнительными электрическими импульсами.

Движение крови в аорте при нахождении пациента в поле 0,3 Тл и выше может привести к некорректной регистрации ЭКГ-сигнала, проявляющейся в увеличении амплитуды Т-зубца (рисунок 1). При этом никаких побочных эффектов для организма не наблюдается, а возникшие в результате действия поля явления завершаются сразу после прекращения его воздействия.

Рисунок 1 – ЭКГ-сигнал пациента, зарегистрированный в отсутствие воздействия постоянного магнитного поля МР-томографа (а) и при воздействии постоянного магнитного поля МР-томографа (б) [8]

Для предотвращения таких биоэффектов Международная комиссия по защите от неионизирующих излучений рекомендует не подходить непосредственно к МРТ и не отходить от него слишком быстро [9].

Градиентное магнитное поле. При переключении градиентных катушек появляется переменное магнитное поле, которое, согласно закону Фарадея, создает в теле пациента электрическое поле, а, следовательно, также генерирует в тканях токи. В результате индуцированные в процессе сканирования электрические поля могут генерировать потенциалы действия и приводить к возбуждению периферической нервной системы (ПНС). Этот эффект может влиять на пороговые значения возбудимости тканей, стимулировать нервы и мышцы, вызывать зрительные эффекты – магнитофосфены (слабые мерцающие визуальные эффекты), а на высоких уровнях приводить к кардиостимуляции и фибрилляции желудочков.

Радиочастотное  магнитное  поле.   Воздействие   радиочастотных полей в первую очередь приводит к нагреву тканей. Для оценки степени поглощения энергии РЧ-излучения используется удельный коэффициент поглощения – УКП (specific absorption rate, SAR), который определяется количеством энергии, поглощенной за единицу времени единицей массы тела. Безопасным (нормальный режим контроля) является значение 2 Вт/кг. Для наиболее точного определения УКП (как правило, расчетное значение приводится на консоли оператора) при регистрации пациента в системе необходимо корректно указывать его дату рождения, вес и рост. Проблемы могут возникать при обследовании детей на ранних сроках жизни, когда их рост сопоставим с зоной сканирования (40–50 см).

Как правило, трудности связаны с запуском импульсной последовательности и требуют изменения параметров сканирования.

Важно отметить еще один фактор риска, связанный с радиочастотным магнитным полем: его воздействие может привести к ожогу при контакте

«кожа-кожа» или «кожа-проводник», поэтому следует с максимальной ответственностью подходить к соблюдению правил укладки  пациента  (см. п.1.3).

Косвенные биоэффекты

Постоянное магнитное  поле.  Опасность  для  здоровья  пациента  и  персонала  при  нахождении   в  постоянном  магнитном  поле   связана  с наличием ферромагнитных материалов в теле, в одежде или в комнате сканирования (процедурной).

Ферромагнетики – это вещества, обладающие спонтанной намагниченностью, которая способна усиливать внешнее магнитное поле. В результате изделия из ферромагнитных материалов под действием магнитного поля притягиваются к его источнику. К ферромагнетикам относятся  железо,  кобальт,  никель  и  их  сплавы,  также  сплавы  хрома  и марганца. Из них могут быть сделаны некоторые имплантируемые медицинские изделия, зажимы, осколки и металлическая стружка в теле пациента; ключи, заколки, пуговицы, металлические нити в одежде, либо крупногабаритные предметы: инвалидные коляски, кровати-каталки, кушетки, баллоны со сжатым газом, огнетушители и пр.

Постоянные магнитные поля могут привести к нарушению функций активных имплантируемых медицинских изделий. Например, если в электрокардиостимуляторе (ЭКС) имеется магнитоуправляемый контакт – геркон, который замыкается магнитными импульсами. Высокое постоянное магнитное поле может активировать геркон и вернуть устройство к режиму асинхронной стимуляции, что может привести к выраженным нарушениям ритма и даже гибели пациента.

Градиентное магнитное поле. В градиентных магнитных полях разные изделия могут нагреваться в результате индуцирования электрического тока, о котором мы уже говорили в разделе прямых эффектов, а также начать вибрировать за счет изменения величины магнитного поля, а, следовательно, воздействовать на окружающие ткани.

Еще одним фактором воздействия здесь будет шум, источником которого становятся колебания градиентных катушек, связанные с быстрым изменением знака подаваемого на них напряжения. Уровень акустического шума зависит от типа выбранной последовательности.  Так,  например,  при эхо-планарной последовательности он может составлять порядка 110–120 дБ.

Высокий уровень шума может понизить чувствительность органов слуха и стать причиной тревоги и дискомфорта. Для минимизации воздействия акустического шума применяются наушники и беруши.

Радиочастотное магнитное поле. Аналогично переменным градиентным переменные радиочастотные поля являются источником передаваемой пациенту энергии. Коэффициент удельного поглощения РЧ-энергии применяется и в оценке косвенных биоэффектов, а именно нагрева ферромагнитных материалов, который может стать причиной ожогов. Кроме того, электроды и провода активных имплантов могут действовать как антенна, концентрируя радиочастотную энергию, производимое тепло и электрические токи, которые могут вызвать некроз ткани, стимулировать жизнеугрожающие аритмии. Также может произойти сброс параметров активных имплантов (ЭКС) или истощение батареи.

Криогенная жидкость у МР-томографов со сверхпроводящей катушкой. Основная опасность, связанная с криогенными жидкостями (сжиженный гелий) томографа, заключается в вероятности их быстрого вскипания (квенч). За счет резкого повышения температуры жидкость почти мгновенно  переходит       в        газообразное                    состояние,  резко                   увеличиваясь в объеме. При этом часть газа попадает в процедурную и другие помещения кабинета МРТ, вытесняя воздух и приводя к риску обморожения и гипоксии. Квенч сопровождается выбросом на улицу низкотемпературного газообразного гелия по аварийному газоотводному каналу. Он может произойти не только при нажатии кнопки аварийного отключения магнита, но также при снижении гелия в системе приблизительно до 30 %. При этом сверхпроводимость обмотки магнита теряется, а индукция магнитного поля резко уменьшается за время порядка 20 с.

Восстанавливать работоспособность оборудования после этого затратно не только по времени, но и финансово, поэтому при эксплуатации требуется следить за изменением процентного содержания уровня гелия и наработки компрессора. Также в кабинете МРТ должны быть предусмотрены соответствующие инструкции для персонала [10].