GE Signa HDxt 3.0T磁共振成像系統(tǒng)的安全性的探討

武國宏,孟凡榮

(佳木斯大學(xué)附屬第一醫(yī)院磁共振室,黑龍江佳木斯154003)

GE Signa HDxt 3.0T磁共振成像系統(tǒng)的安全性的探討

武國宏,孟凡榮

(佳木斯大學(xué)附屬第一醫(yī)院磁共振室,黑龍江佳木斯154003)

磁共振成像;超高磁場;安全性;SAR值管理

進(jìn)行磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)檢查時受檢者需要暴露于靜磁場、射頻(radio frequency,RF)場及梯度場的輻射中,從理論上講上述各種場都將產(chǎn)生相關(guān)的生物學(xué)效應(yīng)。GE Signa HDxt 3.0T超導(dǎo)MRI系統(tǒng)與普通MRI系統(tǒng)相比,在安全方面有以下幾個顯著不同。一是梯度場的生物效應(yīng),HDxt 3.0T超導(dǎo)MRI系統(tǒng)比普通的MRI系統(tǒng)有著更高的切換率,高的切換率會引起周圍神經(jīng)組織的刺激效應(yīng)。二是RF場的生物效應(yīng),主要是其致熱效應(yīng),即人體組織吸收射頻能量后可導(dǎo)致組織溫度升高。RF輻射量一般用特殊吸收率(specific absorption rate,SAR)來表示。SAR值是指單位質(zhì)量生物組織中RF功率的吸收率,單位為W/kg,SAR值與場強(qiáng)的平方成正比。三是在靜磁場中,鐵磁性物質(zhì)的投射效應(yīng)、受檢者體內(nèi)植入物、MRI噪聲、幽閉恐懼癥、妊娠和制冷劑安全性等安全方面比普通MRI系統(tǒng)有更為嚴(yán)格的要求,稍有疏忽大意,可能給患者和機(jī)器本身帶來重大的傷害。本文就HDxt 3.0T超導(dǎo)MRI系統(tǒng)的安全性做一探討。

1 材料和方法

1.1 一般材料

使用設(shè)備為GE Signa HDxt 3.0T超導(dǎo)MRI系統(tǒng),我院從2010年7月投入使用,已完成10262例患者的MR檢查,包括腦部檢查,脊柱檢查,腦部和頸部血管的MRA檢查,腦垂體的動態(tài)增強(qiáng)掃描,四肢關(guān)節(jié)檢查,盆腔檢查,腹部平掃和動態(tài)增強(qiáng)掃描(LAVA),乳腺增強(qiáng)掃描(V I BRAN T),心臟掃描,頸動靜脈、腎動靜脈、腹主動脈等血管的增強(qiáng)掃描(CEMRA 和TR ICKS)。年齡為1～ 88歲。

1.2 方法

患者預(yù)約登記和進(jìn)入掃描室前需要填寫病人安全調(diào)查表,經(jīng)篩查后分出:①絕對禁忌證:身體內(nèi)裝有心臟起博器及神經(jīng)刺激器者嚴(yán)禁掃描,并避免進(jìn)入5高斯線以內(nèi) (即磁體間內(nèi))。體內(nèi)存有動脈瘤夾、眼球內(nèi)金屬異物者應(yīng)禁止掃描。高燒患者應(yīng)禁止掃描。②相對禁忌證:如體內(nèi)的金屬異物(假牙、避孕環(huán)、金屬植入物、術(shù)后金屬夾等)位于掃描范圍內(nèi)時,應(yīng)慎重掃描,以防止金屬物運(yùn)動或產(chǎn)熱造成病人損傷,金屬物亦可產(chǎn)生偽影而防礙診斷。如掃描其它部位,亦應(yīng)注意病人有無不適感。昏迷、神志不清、精神異常、易發(fā)癲癇或心臟驟停者、嚴(yán)重外傷、幽閉癥患者、幼兒及不配合的病人應(yīng)慎重掃描,要在醫(yī)生或家屬監(jiān)護(hù)下進(jìn)行。孕婦和嬰兒應(yīng)征得醫(yī)生同意再行掃描。

掃描時應(yīng)注意:患者必須去除一切金屬物品,最好更衣,以免金屬物被吸入磁體而影響磁場均勻度,甚或傷及病人。掃描過程中病人身體(皮膚)不要直接觸碰磁體內(nèi)壁及各種導(dǎo)線,防止病人灼傷。紋身(紋眉)、化妝品、染發(fā)等應(yīng)事先去掉,因其可能會引起灼傷。病人應(yīng)帶耳塞或棉球,以防聽力損傷。準(zhǔn)確輸入患者體重,以防SAR值過高。使用平面回波成像(echo planar imaging,EP I)掃描時,要注意病人有無外周神經(jīng)刺激癥狀,如病人有肢端的刺麻感,肌肉的抽搐等癥狀,應(yīng)立即停止EP I掃描,而改用其它脈沖序列掃描。給患者報警球,以能及時了解檢查過程中患者的情況。按不同部位選擇相應(yīng)的線圈和符合SAR值管理規(guī)范的掃描序列完成檢查。嚴(yán)禁各類大型金屬物體進(jìn)入磁體間,如鐵制的車、床、擔(dān)架,氧氣瓶。各種線圈導(dǎo)線,心電門控導(dǎo)線不能打折,成袢,亦不要直接接觸患者皮膚及磁體內(nèi)壁。心電門控不能與各種表面線圈合用。各種搶救設(shè)備不要帶入磁體間。

2 結(jié)果

本組在統(tǒng)計的MRI檢查病例中,經(jīng)MR室工作人員的耐心指導(dǎo)和心理督導(dǎo),10262例符合HDxt 3.0T超導(dǎo)MRI系統(tǒng)所要求,順利完成了MR的檢查。其中5例裝有心臟起搏器,19例裝有動脈瘤夾,7例裝有動脈支架,35例體內(nèi)裝有鋼板或其他金屬異物,5例高熱患者,12例患者神智不清或不能配合,這些人不能在GE HDxt 3.0T超導(dǎo)MRI系統(tǒng)上檢查。27例患者因患幽閉恐懼癥不能完成檢查。由于嚴(yán)格執(zhí)行了GE Signa HDxt 3.0T超導(dǎo)MRI系統(tǒng)所要求的安全措施,未發(fā)生一例安全事故。

3 討論

3.1 3.0T超導(dǎo)MRI系統(tǒng)在勵磁后就有非常強(qiáng)大的靜磁場。MRI設(shè)備對其周邊環(huán)境及設(shè)備使用存在磁影響,磁影響通常在5高斯線區(qū)域內(nèi)非常顯著,而在5高斯線以外區(qū)域逐漸減弱,因此在MRI設(shè)備磁體的5高斯線處應(yīng)設(shè)立醒目的警示標(biāo)記。

3.0T的強(qiáng)磁場潛在的危險性首先來自鐵磁性物質(zhì)的投射效應(yīng),投射效應(yīng)是MRI系統(tǒng)最大的安全性之一。越接近磁體,磁場的強(qiáng)度將迅速增大。任何被磁體吸引的物體都會對患者造成嚴(yán)重傷害,也會破壞磁場的均勻性。所以,患者在進(jìn)入MR檢查室前,應(yīng)仔細(xì)詢問,嚴(yán)格檢查,杜絕一切磁共振相容性有疑問的物品進(jìn)入?；颊呒覍倩蚺惆獒t(yī)生也要求與病人做同樣的檢查準(zhǔn)備。

3.0T的強(qiáng)磁場還會使受檢者體內(nèi)各種鐵磁性物質(zhì)在磁力和磁扭矩的作用下發(fā)生位移或傾斜,MRI的射頻電磁波還有可能是植入體內(nèi)的某些電子設(shè)備失靈,這些都會對受檢者造成傷害。因此,在對病人體內(nèi)植入物的磁特性缺乏了解的情況下,進(jìn)行MRI檢查必須非常謹(jǐn)慎,否則有可能造成不堪設(shè)想的后果。

3.2 HDxt 3.0T超導(dǎo)MRI系統(tǒng)的SAR值管理非常重要,SAR值過高會引起患者被RF能量所灼傷,MRI在掃描過程中對必須對SAR值進(jìn)行全過程實時智能動態(tài)監(jiān)控。MRI系統(tǒng)的RF場對人體的致熱效應(yīng)使RF能量幾乎都被人體的蓄積轉(zhuǎn)化成熱能,體現(xiàn)在SAR值上。美國食品藥品管理局(Food and D rug A dministration,FDA)制定的醫(yī)療用途RF電磁場安全標(biāo)準(zhǔn)為:全身平均SAR0.4W/kg。

SAR值閾值是將最壞患者體位姿態(tài)作為體重的函數(shù)而保守估計的,患者體位和體重會對SAR值產(chǎn)生影響。HDxt 3.0T超導(dǎo)MRI系統(tǒng)會顯示兩個SAR值累計水平,6分鐘的平均SAR值和10秒的平均SAR值。6分鐘的平均SAR值超過50%時機(jī)器操作屏?xí)棾鎏嵝汛?超過99%會迫使機(jī)器暫停掃描等待散熱。合理安排掃描序列及參數(shù)設(shè)計是避免SAR值超標(biāo)的關(guān)鍵。

不管何種RF脈沖都能產(chǎn)生熱量。以單次激發(fā)快速自旋回波(single shot fast spinecho,SSFSE)RF脈沖產(chǎn)生的熱量最多,其次是快速自旋回波(fast spin echo,FSE)序列,EP I序列RF脈沖產(chǎn)生的熱量最少。梯度回波(Gradient recalled echo,GRE)序列RF能量居中。因此在掃描中,先完成SAR值較高的SSFSE或FSE掃描,中間可穿插SAR值相對稍低的擾相GRE(spoiled GRE,SPGR)和EP I掃描,以保證掃描的順利進(jìn)行。

回波鏈長度(echo train length,ETL)越長,回波間隙(echo spacing,ES)越小,SAR值增加越明顯。掃描層數(shù)增加,飽和帶增寬增多,SAR值也會相應(yīng)增加。重復(fù)時間(repetition t ime,TR)時間越短,SAR值越高。腹部,盆腔,脊柱FSE掃描序列中,有時為了保證掃描,在不影響圖像質(zhì)量的前提下,可適當(dāng)增加TR時間。雖然增加了一點(diǎn)掃描時間,卻能有效降低SAR值。

3.3 3.0T超導(dǎo)MRI系統(tǒng)的梯度場會引起人體的周圍神經(jīng)組織刺激效應(yīng),高切換率會引起人體周圍神經(jīng)組織刺激效應(yīng)更加明顯,使患者肢端的刺麻感,肌肉的抽搐等癥狀加重。美國FDA梯度場安全的標(biāo)準(zhǔn)是,MRI掃描過程中患者所經(jīng)受的梯度場切換率不能達(dá)到甚至超過使外周神經(jīng)組織出現(xiàn)誤刺激的閾值,且至少要有三倍以上的安全系數(shù)和裕量,最大梯度場切換率在6T/s以下。EP I序列是引起梯度電流最大的序列,SSFSE引起梯度電流最小。用EP I掃描時,病人兩手不能交叉放在一起,雙手亦不要與身體其它部位的皮膚直接接觸,這樣可減少外周神經(jīng)刺激效應(yīng)的出現(xiàn)。

梯度場是MR掃描時的噪聲主要來源,MRI的噪聲隨著磁場強(qiáng)度的增大而增大。噪聲不僅影響醫(yī)患之間的交流,而且還可能對患者造成傷害,如暫時的聽力下降,恐懼心理加劇等。美國FDA頒布的MRI系統(tǒng)噪聲水平標(biāo)準(zhǔn)是聲壓水平大于99dB時需要聽力保護(hù)。HDxt 3.0T超導(dǎo)MRI系統(tǒng)在檢查時引起的噪聲一般在65～110dB范圍內(nèi)。我們給患者帶耳塞或棉球,以防聽力損傷,并能減少心慌等不適感。

3.4 MRI檢查一直被認(rèn)為是一種安全的檢查手段,但對妊娠婦女的安全性仍然是一個有爭議性話題。迄今為止,有關(guān)MRI致畸方面的研究不多且不夠深入。美國FDA至今未對孕婦(胎兒)、嬰兒接受MRI檢查的安全性予于肯定,英國NRPB也建議妊娠3個月內(nèi)的孕婦謹(jǐn)慎應(yīng)用MRI檢查。這主要考慮到胎兒發(fā)育的前3個月是一段非常敏感的時期,強(qiáng)磁場可能對發(fā)育中的胎兒產(chǎn)生生物效應(yīng),干擾細(xì)胞的正常發(fā)育。另外妊娠3給月以內(nèi)的MRI工作人員也應(yīng)該盡量脫離高磁場環(huán)境,以避免接受MRI產(chǎn)生的小劑量輻射。

3.5 幽閉恐懼癥是一種在封閉空間內(nèi)感到明顯而持久的過度恐懼的疾病。在臨床MRI檢查中,有3%～10%的受檢者會出現(xiàn)緊張、恐慌的精神反映,甚至不能完成MRI檢查,幽閉恐懼癥是其中較為嚴(yán)重的反應(yīng)。對于嚴(yán)重幽閉恐懼癥患者可適當(dāng)使用鎮(zhèn)靜藥物,或選則CT等其他的檢查方法。

4 結(jié)論

重視檢查前對患者的篩查及檢查的安全性和適應(yīng)性,認(rèn)真做好MRI檢查前的各項準(zhǔn)備,包括身體的和心理上的。嚴(yán)格按檢查要求擺位,充分利用軟墊子分隔各種線圈導(dǎo)線,心電門控導(dǎo)線,不要讓其直接接觸患者皮膚及磁體內(nèi)壁。掃描過程中合理設(shè)計掃描序列,進(jìn)行科學(xué)的SAR值管理。這樣就能充分利用好GE Signa HDxt 3.0T超導(dǎo)MR成像系統(tǒng)這個平臺,順利安全地完成的MR各種常規(guī)檢查,并能開展多種MRI的新技術(shù),為臨床提供更多的優(yōu)良的影像信息,更好的為患者和臨床一線服務(wù)。

[1]楊正漢,馮逢,王霄英.磁共振成像技術(shù)指南-檢查規(guī)范、臨床策略及新技術(shù)應(yīng)用[M].北京:人民軍醫(yī)出版社,2007,451-458

R445.2

B

1008-0104(2011)06-0060-02

2011-05-13)

武國宏(1965～)男,黑龍江佳木斯人,學(xué)士,主任技師。