GE Signa HDxt 3.0T磁共振成像系統的安全性的探討

武國宏,孟凡榮

(佳木斯大學附屬第一醫院磁共振室,黑龍江佳木斯154003)

GE Signa HDxt 3.0T磁共振成像系統的安全性的探討

武國宏,孟凡榮

(佳木斯大學附屬第一醫院磁共振室,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生相關的生物學效應。GE Signa HDxt 3.0T超導MRI系統與普通MRI系統相比,在安全方面有以下幾個顯著不同。一是梯度場的生物效應,HDxt 3.0T超導MRI系統比普通的MRI系統有著更高的切換率,高的切換率會引起周圍神經組織的刺激效應。二是RF場的生物效應,主要是其致熱效應,即人體組織吸收射頻能量后可導致組織溫度升高。RF輻射量一般用特殊吸收率(specific absorption rate,SAR)來表示。SAR值是指單位質量生物組織中RF功率的吸收率,單位為W/kg,SAR值與場強的平方成正比。三是在靜磁場中,鐵磁性物質的投射效應、受檢者體內植入物、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系統有更為嚴格的要求,稍有疏忽大意,可能給患者和機器本身帶來重大的傷害。本文就HDxt 3.0T超導MRI系統的安全性做一探討。

1 材料和方法

1.1 一般材料

使用設備為GE Signa HDxt 3.0T超導MRI系統,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,腦垂體的動態增強掃描,四肢關節檢查,盆腔檢查,腹部平掃和動態增強掃描(LAVA),乳腺增強掃描(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掃描(CEMRA 和TR ICKS)。年齡為1～ 88歲。

1.2 方法

患者預約登記和進入掃描室前需要填寫病人安全調查表,經篩查后分出:①絕對禁忌證:身體內裝有心臟起博器及神經刺激器者嚴禁掃描,并避免進入5高斯線以內 (即磁體間內)。體內存有動脈瘤夾、眼球內金屬異物者應禁止掃描。高燒患者應禁止掃描。②相對禁忌證:如體內的金屬異物(假牙、避孕環、金屬植入物、術后金屬夾等)位于掃描范圍內時,應慎重掃描,以防止金屬物運動或產熱造成病人損傷,金屬物亦可產生偽影而防礙診斷。如掃描其它部位,亦應注意病人有無不適感。昏迷、神志不清、精神異常、易發癲癇或心臟驟停者、嚴重外傷、幽閉癥患者、幼兒及不配合的病人應慎重掃描,要在醫生或家屬監護下進行。孕婦和嬰兒應征得醫生同意再行掃描。

掃描時應注意: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壁及各種導線,防止病人灼傷。紋身(紋眉)、化妝品、染發等應事先去掉,因其可能會引起灼傷。病人應帶耳塞或棉球,以防聽力損傷。準確輸入患者體重,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刺激癥狀,如病人有肢端的刺麻感,肌肉的抽搐等癥狀,應立即停止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的線圈和符合SAR值管理規范的掃描序列完成檢查。嚴禁各類大型金屬物體進入磁體間,如鐵制的車、床、擔架,氧氣瓶。各種線圈導線,心電門控導線不能打折,成袢,亦不要直接接觸患者皮膚及磁體內壁。心電門控不能與各種表面線圈合用。各種搶救設備不要帶入磁體間。

2 結果

本組在統計的MRI檢查病例中,經MR室工作人員的耐心指導和心理督導,10262例符合HDxt 3.0T超導MRI系統所要求,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MRI系統上檢查。27例患者因患幽閉恐懼癥不能完成檢查。由于嚴格執行了GE Signa HDxt 3.0T超導MRI系統所要求的安全措施,未發生一例安全事故。

3 討論

3.1 3.0T超導MRI系統在勵磁后就有非常強大的靜磁場。MRI設備對其周邊環境及設備使用存在磁影響,磁影響通常在5高斯線區域內非常顯著,而在5高斯線以外區域逐漸減弱,因此在MRI設備磁體的5高斯線處應設立醒目的警示標記。

3.0T的強磁場潛在的危險性首先來自鐵磁性物質的投射效應,投射效應是MRI系統最大的安全性之一。越接近磁體,磁場的強度將迅速增大。任何被磁體吸引的物體都會對患者造成嚴重傷害,也會破壞磁場的均勻性。所以,患者在進入MR檢查室前,應仔細詢問,嚴格檢查,杜絕一切磁共振相容性有疑問的物品進入。患者家屬或陪伴醫生也要求與病人做同樣的檢查準備。

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

3.2 HDxt 3.0T超導MRI系統的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值進行全過程實時智能動態監控。MRI系統的RF場對人體的致熱效應使RF能量幾乎都被人體的蓄積轉化成熱能,體現在SAR值上。美國食品藥品管理局(Food and D rug A dministration,FDA)制定的醫療用途RF電磁場安全標準為:全身平均SAR0.4W/kg。

SAR值閾值是將最壞患者體位姿態作為體重的函數而保守估計的,患者體位和體重會對SAR值產生影響。HDxt 3.0T超導MRI系統會顯示兩個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%時機器操作屏會彈出提醒窗,超過99%會迫使機器暫停掃描等待散熱。合理安排掃描序列及參數設計是避免SAR值超標的關鍵。

不管何種RF脈沖都能產生熱量。以單次激發快速自旋回波(single shot fast spinecho,SSFSE)RF脈沖產生的熱量最多,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。掃描層數增加,飽和帶增寬增多,SAR值也會相應增加。重復時間(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,在不影響圖像質量的前提下,可適當增加TR時間。雖然增加了一點掃描時間,卻能有效降低SAR值。

3.3 3.0T超導MRI系統的梯度場會引起人體的周圍神經組織刺激效應,高切換率會引起人體周圍神經組織刺激效應更加明顯,使患者肢端的刺麻感,肌肉的抽搐等癥狀加重。美國FDA梯度場安全的標準是,MRI掃描過程中患者所經受的梯度場切換率不能達到甚至超過使外周神經組織出現誤刺激的閾值,且至少要有三倍以上的安全系數和裕量,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刺激效應的出現。

梯度場是MR掃描時的噪聲主要來源,MRI的噪聲隨著磁場強度的增大而增大。噪聲不僅影響醫患之間的交流,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系統噪聲水平標準是聲壓水平大于99dB時需要聽力保護。HDxt 3.0T超導MRI系統在檢查時引起的噪聲一般在65～110dB范圍內。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個月內的孕婦謹慎應用MRI檢查。這主要考慮到胎兒發育的前3個月是一段非常敏感的時期,強磁場可能對發育中的胎兒產生生物效應,干擾細胞的正常發育。另外妊娠3給月以內的MRI工作人員也應該盡量脫離高磁場環境,以避免接受MRI產生的小劑量輻射。

3.5 幽閉恐懼癥是一種在封閉空間內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重的反應。對于嚴重幽閉恐懼癥患者可適當使用鎮靜藥物,或選則CT等其他的檢查方法。

4 結論

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

[1]楊正漢,馮逢,王霄英.磁共振成像技術指南-檢查規范、臨床策略及新技術應用[M].北京:人民軍醫出版社,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,學士,主任技師。