Risonanza Magnetica:Sicurezza
per
l’operatore ed il paziente
Dr. Paola Mangili
IRCCS S. Raffaele, Milano
II° modulo – parte a
Campi elettromagnetici
Lo schema riassume lo spettro delle radiazioni elettromagnetiche
ed i loro diversi impieghi. Si nota come durante il
funzionamento di un tomografo a risonanza magnetica vi sia la
co-presenza di tre diverse tipologie di campi elettromagnetici:
Campo magnetico statico
Campo magnetico a RadioFrequenza
Campo magnetico variabile nel tempo
Il campo magnetico disperso che il magnete produceattorno a sé diminuisce con il cubo della distanza dalcentro del magnete
Aumenta intensità di campo
Aumenta gradiente di intensità di campo
La forza attrattiva esercitata dal magnete aumenteràpiù rapidamente avvicinandosi al magnete stesso
Campi elettromagnetici Campo Magnetico Statico CMS
Schermatura CMS:
Per garantisce il contenimento delle linee di campo
- Deviazione delle linee isomagnetiche; la legge diHopkinson (f.m.m.=) afferma che le linee dicampo si addensano laddove trovano unapermeabilità magnetica m maggiore (cfr. Fe)
Schermatura a parete Schermatura passiva
- Bobine di controcampo
Schermatura attiva
Il campo disperso seppur ridotto è sempre presente
Schermatura CMS:
Affinché il campo magnetico disperso ad alta intensità (ossia lelinee di campo superiori e uguali a 0.5 milli-Tesla) siano confinateall’interno della sala magnete, si utilizzano delle appositeschermature.Vi sono due tipologie di schermature possibili:-una utilizza del materiale con elevata permeabilità magnetica,come per esempio il ferro, capace di addensare al suo interno lelinee di campo. La schermatura può essere a parete della salamagnete oppure in prossimità della apparecchiatura stessa (inquesto caso si parla di schermatura passiva);-una seconda tipologia, utilizza delle bobine di controcampoposte esternamente alla bobina del campo magnetico principale,capaci di produrre un campo magnetico contrario al precedentediminuendo così il campo magnetico disperso nello spaziocircostante l’apparecchiatura
Schermatura CMS:
Ferro
In figura viene mostrato come si addensano le lineedi campo in presenza di una lastra di ferro e a lato lostrumento, chiamato tesla-meter, utilizzato pereffettuare misure di campo magnetico
effetti magneto -meccanici
La forza di attrazione tra un oggetto metallico ed ilmagnete è determinata dall’intensità del campomagnetico, dalla suscettività magnetica e dalla massadell’oggetto. Con una certa approssimazione possiamodire che la forza che agisce su un corpo metallicoferromagnetico di massa M posto alla distanza x dalmagnete và come:
F M/x2
quindi maggiore è la massa dell’oggetto e maggiore è laforza attrazione. Queste forze possono dar luogo anche adei momenti di forza, ed agiscono su tutti gli oggetti,impianti e dispositivi ferromagnetici presenti all’internodel paziente o nelle vicinanze del magnete.
effetti magneto -meccanici
Zona 1: area circostante l’isocentro magnetico, che ècontenuta all’interno del magneteZona 2: area esterna al magnete che è strutturata congradienti di intensità decrescente in senso centrifugo(ossia il campo diminuisce allontanandosi dalmagnete)
Gli effetti meccanici sono classificabili in due gruppi:
effetti torsiometrici (Zona 1 e Zona 2)
effetti dinamici (Zona 2)
Gli effetti torsiometrici possono verificarsi quando il pazienteha oggetti metallici al suo interno i quali sotto l’effetto delcampo magnetico subiscono una grande forza rotazionale, ditorsione, che comporterà una possibile lesione dei tessuticircostanti.
Gli effetti dinamici si producono se inavvertitamente vieneintrodotto un oggetto metallico all’interno o in prossimità delmagnete. In tal caso questo verrà rapidamente attratto e spintocon violenza verso il magnete con conseguenze facilmenteimmaginabili per il paziente e la macchina stessa.
N.B. piccoli oggetti metallici (forcine, monete, etc..), introdottiper errore nella sala esame, possono rimanere incastratiall'interno del gantry del magnete deteriorandone l'omogeneità
Rischi di tipo meccanico
L’effetto dinamico è
comunemente chiamato anche
Effetto Proiettile
Rischi di tipo meccanico
Regione ad alto campo
Rischi di tipo meccanico: incidenti
P Coletti, Jmri-2004
07/2001 bambino di 6 anni colpito alla testa da bombola di ossigeno
deceduto dopo 4 giorni
11/2002 bombola di ossigeno ferisce tecnico di sala e danneggia
apparecchiatura
2001 forcina dimenticata nei capelli, si inserisce attraverso il naso nella
faringe -> paziente operata
06/2009 piccolo tavolo in metallo entra in sala esami, ferisce paziente e
danneggia apparecchiatura
Rischi di tipo meccanico: incidenti
ATTENZIONE ai carrelli e a tutto ciò che ha ruote!
2009 carrello colpisce alla testa uno specialist Siemens.
Gravi lesioni (deficit neurologico e perdita vista da un occhio)
Rischi di tipo meccanico: incidentiSgabello esternamente in plastica ma con anima in ferro
provoca rottura della copertura del gantry
Forbice dimenticata nel camice viene attratta dal magnete
….. e sfiora bimbo di 12 anni
Forbice dimenticata nel camice viene attratta dal magnete
Stecca metallica di busto ortopedico colpisce la superficie
cranica di una paziente provocandole una ferita da taglio
Molti incidenti derivano da distrazione. MAI abbassare il livello di attenzione!
Compatibilità magnetica
La Compatibilità Elettromagnetica, spesso abbreviata con
l’acronimo EMC ovvero ElectroMagnetic Compatibility, si
prefigge di studiare:
1. le condizioni sotto le quali gli apparati elettrici conservano
le prestazioni previste, in presenza di disturbi (immunità)
2. il livello dei disturbi emessi che possono degradare le
prestazioni degli altri apparati operanti nello stesso
ambiente.
Compatibilità Elettromagnetica: è la capacità di
un’apparecchiatura di funzionare in modo soddisfacente
nel suo tipico ambiente elettromagnetico senza, in ogni
caso, introdurre disturbi intollerabili
Immunità: è la capacità di un’apparecchiatura di garantire
determinate prestazioni anche in presenza di disturbi
elettromagnetici
Compatibilità magnetica
Compatibilità magnetica
I campi magnetici possono interferire con il funzionamento dieventuali dispositivi elettronici impiantati nel corpo del paziente,quali ad esempio i pacemaker, i defibrillatori cardiaciimpiantabili….Il paziente portatore di pacemaker ha una assolutacontroindicazione all’esame RMN. Anche campi magnetici diappena 1milli-Tesla possono causare gravi malfunzionamenti. Inpiù, nei pazienti in cui è stato rimosso il pacemaker rimangono deifili elettrici che possono agire da antenna e produrre fibrillazionicardiache a causa delle correnti indotte. Ecco dunque l’importanzadi segnalare la zona di campo di 0.5 mT, che deve essere interdettaa tutti i portatori di pacemaker.In verità oggi vi sono dei recenti modelli RM conditional, ma per ilmomento la normativa italiana vieta ai portatori di pacemaker dientrare in zone in cui il campo magnetico statico è superiore a 0.5mT
Non bisogna dimenticare comunque che non solo i dispositivi elettronici
possono essere influenzati dalla presenza di un campo magnetico statico, ma
anche l’apparecchiatura a RM può risentire della presenza di oggetti metallici
(in movimento e non) posti nelle vicinanze (questo crea una momentanea o
permanente perdita di omogeneità del campo magnetico principale creando
un decadimento delle performance dell’apparecchiatura)
Compatibilità magnetica
Apparecchiature B (mT)
Videoterminali, supporti magnetici di dati, carte di credito
2-3
(20-30 gauss)
Calcolatori (hd), tubi a raggi X, apparecchi ad ultrasuoni
1
(10 gauss)
Pace-maker cardiaci, camere multiformato0.5
(5 gauss)
Intensificatori di immagine, gamma camera, TC, acceleratori lineari, microscopi elettronici
0.1
(1 gauss)
Effetti di interferenza su dispositivi elettronici
Compatibilità magnetica
12/2/92 Paz con pacemaker deceduto durante esame RM
9/18/89 Paz con pacemaker deceduto a termine di esame RM.
Il Medico Legale ha determinato che la morte era da attribuirsiad un’interruzione del dispositivo durante l’esame RM
Compatibilità magnetica: incidenti
E’ bene inoltre ricordare che la compatibilità magnetica dipende
dall’intensità di campo entro cui il dispositivo deve funzionare (MR
conditional). Può essere infatti che un dispositivo funzioni correttamente
entro determinate linee di campo, ma aumentando l’intensità di campo perda
la sua immunità. Come per esempio i respiratori amagnetici, il cui corretto
funzionamento è assicurato solo al di sotto della la linea di campo dei 40
milli-Tesla
N.B. Le informazioni sulla RM-compatibilità dei vari dispositivi biomedicali
a 3 T sono attualmente limitate e non completamente affidabili (Schellock)
Nomenclatura
Norma IEC 62570:2014
MR safe
MR conditional
MR unsafe
La norma riguarda l’etichettatura di un generico dispositivo medico (e non) in
relazione alle sue possibili interazioni con l’ambiente MR al fine di
minimizzare gli incidenti
MR unsafe
Unsafe 1: il dispositivo è noto per rappresentare un pericolo
in tutti gli ambienti RM causa la forte forza di attrazione che
il campo magnetico statico esercita su di esso
Unsafe 2: il dispositivo è ritenuto pericoloso, e quindi
controindicato, per le possibili correnti indotte o l’eccessivo
riscaldamento che si generano nel dispositivo durante l’esame
RM o per il movimento stesso dell’individuo (portatore di tale
dispositivo) all’interno di un ambiente ove presente un intenso
campo magnetico.
MR conditional
Il dispositivo ha dimostrato di non porre rischi reali in un determinato
ambiente MRI, sotto specifiche condizioni di utilizzo. La condizioni di
esposizione che definiscono lo specifico ambiente MRI includono
l’intensità del campo magnetico, il gradente spaziale e le variazioni
temporali (dB/dt) dello stesso, e l’energia depositata espressa in termini
di SAR (Specific Absorption Rate). Possono inoltre essere richiesti
requisiti aggiuntivi, come una particolare configurazione del dispositivo
MR conditional
definizione vecchia
MR compatible
definizione nuova
MR safe
La nuova terminologia MR safe, MR conditional e MR unsafe
non è stata applicata retroattivamente a protesi e dispositivi
che erano stati classificati “MR compatible” prima del 2005
Particolare attenzione a dispositivi marcati “MR safe” ma con
componenti metallici!
Categorie dispositivi “MR conditional” (testing)
MR conditional
Conditional 1: debolmente ferromagnetici nei test, accettabili
per il paziente o persona in ambiente RM
Conditional 2: stent, clip e altri impianti incorporati nei tessuti
o negli organi da almeno 6 settimane (non necessario per
impianti totalmente amagnetici)
Conditional 3: cerotti trasdermici e dispositivi con componenti
metalliche che, pur non subendo l’effetto di attrazione, possono
produrre riscaldamento eccessivo durante le procedure RM
MR conditional
Conditional 4: dispositivi con componenti ferromagnetiche e
interazione con campi magnetici non definite sebbene non siano
riportati in letteratura effetti lesivi sul paziente
Conditional 5: dispositivi accettabili solo seguendo le
raccomandazioni evidenziate nelle istruzioni del produttore
Conditional 6: dispositivi accettabile solo per campi magnetici
statici < 3 Tesla, gradienti di campo < 720 gauss/cm, SAR
<3wKg mediato sul corpo intero per 15 minuti. La qualità
dell’immagine potrebbe risentirne ed è quindi opportuna una
ottimizzazione dei parametri da utilizzare per la procedura RM
MR conditional
Conditional 7: non andrebbe introdotto nel gantry e quindi
interferire con una procedura RM
Conditional 8: dispositivi classificati solo per rispetto ai
tomografi RM da 1,5 e 3 Tesla, gradienti di campo < 720
gauss/cm. La qualità dell’immagine potrebbe risentirne ed è
quindi opportuna una ottimizzazione dei parametri da utilizzare
per la procedura RM
I rischi legati alla presenza di oggetti metallici all’interno del paziente non
riguardano solo i materiali ferromagnetici (per i quali si ha una interazione con il
campo magnetico statico) ma tutti gli oggetti metallici, in quanto per il fatto di
essere conduttori possono surriscaldarsi per l’assorbimento di energia dei campi a
RF oppure possono essere sede di correnti indotte dai gradienti di campo.
legge di Faraday-Neumann: una spira conduttrice immersa in uncampo magnetico variabile nel tempo è percorsa da una correnteanch’essa variabile nel tempoLegge di Lenz: a sua volta la corrente genera un campo magneticovariabile nel tempo di segno opposto al campo magnetico che la haindotta
Muovendo un conduttore metallico non ferromagnetico didimensioni significative (per esempio una bombola di ossigeno nonferrosa!!) verso il bore del magnete si genera un campo magneticoche si oppone al movimento del conduttore verso il bore delmagnete bisogna diminuire la velocità di traslazione per riuscire adiminuire la forza di opposizione
Legge di Lenz
Campi elettromagnetici a RF
L’apparecchiatura a risonanza magnetica risente dell’ambiente
esterno non solo per la presenza di oggetti ed apparecchiature
che possono indurre modificazioni del campo magnetico
statico principale, ma anche per l’interferenze che onde
elettromagnetiche provenienti dall’esterno possono avere con
il segnale proveniente dal campione in esame (nel nostro caso
dal distretto corporeo che si vuole indagare). Tali interferenze
possono infatti deteriorare le immagini (si possono avere
artefatti, distorsioni, errori di ricostruzione dell’immagine….)
inficiando la valenza clinica dell’esame.
Gabbia di Faraday (schermatura in materialeconduttore, cfr. Cu): garantisce il massimocontenimento dei disturbi provenienti da sorgentiesterne di onde e.m. a RF
Guide d'onda: consentono il passaggio di cavi in fibraottica e/o tubi in materiale plastico senzacompromettere l'efficienza della schermatura (vietatointrodurre cavi elettrici)
Durante l'esame non deve mancare il contattoelettrico tra tutte le componenti della schermatura (laporta deve rimanere CHIUSA!)
Schermatura RF:
Gabbia di Faraday
Nelle immagini si può vedere come viene assemblata la gabbia
entro la sala esami. La gabbia è composta da pannelli di legno e
fogli di rame
La gabbia di Faraday serve ad attenuare le radiazioni EMprovenienti dall’esterno che potrebbero interferire con il campo RF.
L’efficienza della schermatura (SE) si misura in dB (decibel), e seconsideriamo il campo elettrico, essa è data dal rapporto:
gabbia di Faraday
essendo Ei ed Et il campo elettrico rispettivamente incidente etrasmesso. Per esempio, una tipica efficienza di schermatura di 90dB, significa che il segnale viene attenuato di un fattore 104.5 =31622.
Ei Et
SE(dB) = 20log (Ei/Et)
Gabbia di Faraday
Se consideriamo per semplicità uno schermo costituito daun involucro metallico continuo, possiamo dire chel’attenuazione delle onde EM avviene per assorbimento(l’onda dissipa energia nello spessore del metallo) e perriflessione alla due superfici di passaggio (aria-metalloall’ingresso, metallo-aria all’uscita).
Anche una rete metallica può essere utilizzata perattenuare le onde EM: l’attenuazione sarà tanto minorequanto maggiori saranno le dimensioni dei fori della rete.Un esempio è dato dalla visiva del locale comandi
Gabbia di Faraday
Risonanza Magnetica:Sicurezza
per
l’operatore ed il paziente
Dr. Paola Mangili
IRCCS S. Raffaele, Milano
II° modulo – parte b
I rischi biologici potenziali associati all’utilizzo diapparecchiature diagnostiche a Risonanza magnetica Nuclearesono classificati secondo i seguenti agenti fisici:
effetti di campi magnetici statici
effetti legati all’assorbimento di campi elettromagnetici a RF(radiazioni non ionizzanti)
effetti legati a campi magnetici variabili nel tempo
Effetti Biologici
Quench
termici: si verificano quando una sufficiente quantità di energiaviene somministrata ad un sistema biologico determinandovi unsignificativo incremento di temperatura (>0,1 °C)
atermici: si verificano quando viene somministrata ad un sistemabiologico una quantità di energia in grado di provocare uninnalzamento della temperatura, che tuttavia non è apprezzabileper l'intervento di meccanismi endogeni o esogeni al sistema diregolazione della temperatura
non termici: si verificano quando la quantità di energiasomministrata ad un sistema biologico è inferiore a quella in gradodi determinare un incremento di temperatura.
Effetti Biologici
Campi magnetici statici
Gli effetti biologici dei c.m. statici sono riconducibiliessenzialmente all’orientamento di sistemi molecolari e all’azionedella forza di Lorentz su cariche elettriche in moto.
Il campo magnetico esplica la sua azione in funzione del’intensitàe della durata di esposizione, mediante quattro tipi di interazione:1)molecolare e submolecolare (atomico ed elettronico)2)magnetoidrodinamica,3)magnetomeccanica4)elettrodinamica
Sulla base di dati sperimentali si ritiene che l’esposizionedell’intero corpo a campi magnetici statici non comporti unrischio sanitario per livelli di induzione magnetica fino a 4 T(FDA fino a 8 T)
Effetti Biologici
L’esposizione a breve termine al CMS di tutte le intensità di
utilizzo clinico (da 0.2 a 3.0 Tesla) e anche fino a 8 Tesla (a scopo
di ricerca), è stato approvato dalla FDA americana come non
dannosa per l’organismo
L’esposizione a lungo termine è ancora sotto osservazione
scientifica in quanto studi in vitro hanno dimostrato effetti
potenzialmente dannosi per i tessuti apparentemente sotto una
soglia di significatività clinica
Effetti Biologici
Campi magnetici statici
Campi magnetici statici
Meccanismi di interazione
Diversi sono i meccanismi di interazione tra campi magnetici statici esistemi biologici, per fare alcuni esempi
effetti sugli stati di spin elettronico con possibili modifiche dellacinetica di reazioni biochimiche
effetti magnetoidrodinamici: la forza di Lorenzt produce dellepressioni che vengono trasmesse ai tessuti. E’ stato visto ad esempioche tale pressione quando agisce sui tessuti endolinfaticidell’orecchio umano, provoca delle sensazioni di nausea e vertigini.Orientamento e/o traslazione per effetto magnetomeccanico(per esempio dei bastoncelli della retina)
Effetti Biologici
Campi magnetici statici
Meccanismi di interazione
Interazioni elettrodinamiche con elettroliti in movimento. Infatti, unacarica che si muove con una certa velocità in un campo magnetico, èsoggetta alla forza di Lorentz che risulta essere perpendicolare alladirezione della velocità e del campo Ciò che in pratica accade è che gliioni dei due segni trasportati dal flusso sanguigno tendono aconcentrarsi sulle pareti opposte dei vasi, e di conseguenza tra talipareti si instaura una differenza di potenziale. Tale effetto causaun’alterazione dell’onda T nel tracciato elettrocardiografico.
Induzione di magnetofosfeni : si tratta di un effetto che è statoregistrato per campi di 4 T, che sembra associato al movimento degliocchi o della testa in un campo magnetico statico non omogeneo, eche consiste nella produzione di sensazioni visive transitorie descrittecome lampi di luce.
Effetti Biologici
Campi magnetici statici
E’ scarsa l’informazione di tipo sperimentale su possibilieffetti di esposizioni croniche. Ad oggi, non esiste alcunaevidenza di possibili effetti a lungo termine
Non vi è alcuna evidenza convincente sul potenziale dimutagenicità del campo magnetico statico. L’assenza dimutagenicità suggerisce che le esposizioni non siano in gradodi iniziare la carcenogenesi. Anche la progressione e lapromozione tumorale sembrano non risentire di esposizioni acampi di induzione magnetica dell’ordine del Tesla
Effetti Biologici
Campi e.m. a radiofrequenza
I campi e.m. a radiofrequenza (RF) sono caratterizzati dafrequenze, e di conseguenza energie del singolo fotone,tali che non possa avvenire il fenomeno dellaionizzazione all’interno del materiale biologico. Siamoquindi nel campo delle radiazioni NON IONIZZANTI
Il meccanismo responsabile dei diversi effetti fisiologici,consistenti in alterazioni delle funzioni cardiovascolari,riproduttive, visive, uditive, endocrine e nervose, è ilriscaldamento dei tessuti causato per effetto Joule dallecorrenti indotte dal campo magnetico a RF
Effetti Biologici
Campi e.m. a radiofrequenzaQuando un’onda elettromagnetica (e.m.) incide sul corpo umano,parte di essa viene riflessa e parte viene assorbita all’interno deitessuti. Alle frequenze di interesse clinico una parte dell’energiaassorbita viene convertita in calore. Il riscaldamento è causatodall’energia trasmessa dall’impulso RF che genera un campoelettrico che a sua volta induce correnti elettriche; tali correntipossono determinare per effetto Joule riscaldamento dei tessuti
Effetti Biologici
Coefficiente
di riflessione
dipende dalla
frequenza
Solo una piccola parte dell’energia ad RF trasmessa alpaziente viene assorbita dai nuclei di idrogeno e quindiconcorre alla formazione dell’immagine. La maggior parteviene infatti trasformata in calore all’interno del corpo delpaziente.
Le condizioni ambientali (temperatura ambiente, umidità,ventilazione) influenzano i cambiamenti di temperatura delcorpo del paziente, pertanto l’impianto di climatizzazionedella sala esami deve garantire una temperatura compresa tra20 -22 °C ed una umidità tra 40-50%.
Campi e.m. a radiofrequenza
Effetti Biologici
La dissipazione dell’energia dell’onda e.m.avviene con la cessione di calore ai tessuti(infatti le cariche che vengono messe inmoto dal campo e.m producono calore perattrito con le strutture circostanti) conconseguente aumento della temperaturacorporea. A questo punto l’organismoreagisce all’aumento di temperaturacercando di eliminare il calore in eccesso,principalmente per convenzione attraversola circolazione sanguigna ed in parteminore attraverso processi di conduzionetra i vari tessuti. Se il calore smaltito conquesti meccanismi non equilibra quelloprodotto dall’onda e.m., allora si ha unrialzo termico dei tessuti al di sopra deivalori fisiologici.
Effetti BiologiciCampi e.m. a radiofrequenza
Organi critici
-Cristallino
-Gonadi maschili
Campi e.m. a radiofrequenza
La grandezza “dosimetrica” utilizzata per indicare l’assorbimento dienergia elettromagnetica nei tessuti è il tasso di assorbimentospecifico (Specific Absorption Rate, SAR) espresso in watt per kg ,cioè la potenza assorbita nell’unità di massa di tessuto:
SAR = P / M
Le apparecchiature attuali sono provviste di un sistema di autolimitazione del SAR. Il SARgenerato durante un esame RM è una funzione complessa di numerose variabili quali lafrequenza (determinata dal campo magnetico statico), il tipo ed il numero di impulsi adRF, il tempo di ripetizione, il tipo di bobina usata, il volume di tessuto contenutoall’interno della bobina, etc. Più fette per il tempo di ripetizione aumentano il SAR. Piùimpulsi ad RF per fetta aumentano il SAR. Angoli di flips maggiori richiedono più energiae quindi comportano SAR maggiori. In particolare NON si deve inserire un valore erratodel peso del paziente, il peso è infatti uno dei valori che il sistema utilizza per il calcolo delSAR e quindi per eventualmente bloccare l’esecuzione della sequenza.Il fenomeno del riscaldamento è minore in magneti a basso campo (0,5 Tesla) rispetto amagneti da 1,5 o 3 Tesla dal momento che l’assorbimento di potenza è proporzionale allafrequenza del campo RF. Il SAR varia a seconda della sequenza utilizzata. Una pausa di 5minuti tra una sequenza e la successiva può permettere la totale dissipazione del calore.
Effetti Biologici
L’effetto biologico dell’assorbimento di campi elettromagnetici aRF è essenzialmente limitato ad una dissipazione termica e quindiad un riscaldamento del tessuto (cfr. vibrazioni di cariche legate).
L’esposizione ai campi a radiofrequenza è prevalentementelimitata alla parte del corpo esaminata L’aumento locale ditemperatura dipende anche dal metabolismo e dalle caratteristichetermiche delle strutture interessateIl corpo umano può ben tollerare un aumento di temperaturainferiore a 1oC, o a 0.5oC nel caso di bambini, donne in gravidanzae persone con difetti del sistema cardiocircolatorio
Le disomogeneità tissutali possono dar luogo a picchi localizzatidi potenza elettromagnetica assorbita e quindi provocareinnalzamenti locali di temperatura (“hot spots”). Un esempio puòessere la presenza di tatuaggi nella regione da indagare
Campi e.m. a radiofrequenza
Effetti Biologici
Campi e.m. a radiofrequenza
Effetti Biologici
I rischi legati alla RF non sono solo legati al SAR, ma anche allapresenza delle seguenti situazioni:
•pazienti con lenti a contatto (il riscaldamento potrebbe asciugare lostrato di liquido lacrimale tra occhi e lente con conseguenteattaccamento della stessa sulla superficie dell’occhio)
•pazienti con cerotti trasdermici (hot spots)
•contatto pelle-bobine di trasmissione, contatto pelle-cavi delle
bobine, contatto pelle-pelle (hot spots, formazione di scariche
elettriche)
•formazione di anelli con i cavi delle bobine (formazione di scaricheelettriche)
Campi e.m. a radiofrequenza
Effetti Biologici
L’utilizzo di sequenze veloci ha comportato un aumento degli
incidenti legati all’assorbimento di calore (ustioni)
Campi e.m. a radiofrequenza
Effetti Biologici
Le ustioni si producono prevalentemente alle estremità del corpo
Campi e.m. a radiofrequenza
Effetti Biologici
La causa di incidente maggiormente riportata in letteratura è il
contatto tra il corpo del paziente ed il bore dell’apparecchiatura
Campi e.m. a radiofrequenza
Effetti Biologici
3° degree Burn on a child in
Alabama due to unsafe practices
during an MRI.
Campi e.m. a radiofrequenza
Effetti Biologici
In figura dx viene riportato il corretto posizionamento del
paziente e l’utilizzo dei cuscinetti in dotazione al sito RM
Campi magnetici variabili
Il principale meccanismo di interazione dei campi magneticivariabili nel tempo con il corpo umano è l’induzione dicampi elettrici all’interno dei tessuti (legge di Faraday-Neumann)
Le intensità dei campi elettrici e delle densità di correntedipendono sia dalle caratteristiche del campo magnetico chedel soggetto esposto
Effetti Biologici
Campi magnetici variabili
Il campo magnetico utilizzato per i gradienti, variando nel tempocon una velocità di variazione dB/dt, induce nei pazienti uncampo elettrico la cui intensità è direttamente proporzionale adB/dt. La corrente indotta risulta essere perpendicolare alladirezione del campo magnetico
Effetti Biologici
Campi magnetici variabili
Correnti indotte da un campo magnetico variabile nel tempo
Effetti Biologici
Flussi di corrente
perpendicolari
Campo magnetico
Un campo magnetico variabile nel tempo genera una forza elettromotrice
indotta e quindi, se vi sono delle cariche libere (ioni) una corrente indotta. I
flussi di corrente seguono i flussi di sangue (e comunque in genere di
elettroliti) all’interno del corpo del paziente.
Campi magnetici variabili
Le correnti elettriche indotte nei tessuti possono dare luogoessenzialmente a due tipi di effetti:
la stimolazione di tessuti eccitabili muscolari e nervosi
il riscaldamento dei tessuti (effetto minore)
Il maggior rischio sembra essere quello associato allastimolazione del sistema nervoso periferico (contrazionimuscolari di tipo tetanico) ed alla stimolazione cardiaca(fibrillazione cardiaca a densità di corrente > di 0.1 - 1mA/cm2)
Effetti Biologici
Studi sperimentali hanno evidenziato che:
1-10 mA/m2 : nessun effetto di rilievo
10-100 mA/m2 : effetti non nocivi dipendenti dalla frequenza
100 –1000 mA/m2 : stimolazione dei tessuti eccitabili, anche cardiaci.
> 1000 mA/m2 : fibrillazione ventricolare
E’ stato studiata la dipendenza dei valori di soglia di dB/dt (T/s)che inducono stimolazione nervosa e cardiaca in funzione delladurata della rampa di salita (Reilly), come mostrato in figura nelladiapositiva successiva:
Campi magnetici variabili
Effetti Biologici
Campi magnetici variabili
La stimolazione del sistema nervoso periferico è utilizzatacome parametro fisiologico di sicurezza, perché il nonsuperamento della sua soglia protegge anche dalla fibrillazioneventricolare
Effetti Biologici
Valori medi delle
soglie di stimolazione
- Reilly
(ovvero durata dell’esposizione)
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