Prevenzione e Sicurezza in RM - Fisica...
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Prevenzione e Sicurezza in RM
Prevenzione e Sicurezza in RM
Marco Francone
Dipartimento di Scienze RadiologicheUniversità degli Studi di Roma La Sapienza
Prevenzione e Sicurezza in RM
Prevenzione e Sicurezza in RM
Prevenzione e Sicurezza in RM
Sicurezza in RM
“Legende urbane nel mondo della RM”
A.D. Elster 1996
Prevenzione e Sicurezza in RM
Radiology 2004
Prevenzione e Sicurezza in RM
Radiol Med 2007
Prevenzione e Sicurezza in RM
Il mondo dellaRadiologia sta
cambiando
L’esposizione a breve termine dei pazienti ad un campo magnetico statico fino a 8.0 T considerata a “rischio biologico non significativo”Radiology ‘04
1994-2004Oltre 150 milioni di RM; pochissimi infortuni gravi riportati in letteraturaRadiology ‘04
Confermato il rischio mortale legato all’uso medico di campi magnetici staticiRadiology ‘93
Prevenzione e Sicurezza in RM
The New York Times July 31, 2001
Prevenzione e Sicurezza in RM
Argomenti
• Considerazioni generali sulla sicurezza in RM• Controindicazioni assolute e relative• Aspetti peculiari
Prevenzione e Sicurezza in RM
Sicurezza del paziente in RM
- Campo Magnetico Statico (B0)- Onde di Radiofrequenza (RF)- Gradienti dinamici variabili nel
tempo- Rumore durante l’acquisizione
Prevenzione e Sicurezza in RM
Campo magnetico statico
Prevenzione e Sicurezza in RM
Rischi per il paziente
• La RM è una metodica di imaging sicura dal punto di vista biologico.
• Esistono numerosi rischi che comportano seri danni o la morte.
Induzione di corrente : ustioni da RF -Stimolazione nervosa periferica
Livelli di rumore
Campo magnetico : “forza“ attrattiva Interferenza con campi elettrici
Con il corpo
Esterni al corpo
Prevenzione e Sicurezza in RM
Campo magnetico (1)• Effetto “proiettile”• Zona 1: circostante l’isocentro magnetico • Zona 2: Area esterna al magnete
Health Device Alerts 2002
TwistingTorsione + traslazione
Prevenzione e Sicurezza in RM
Campo magnetico statico (2)• Effetti reversibili conosciuti : aumento dell’onda T all’ ECG :
il sangue in movimento (=conductive) causa effetti magnetoidrodinamici.
• Il più alto potenziale mai indotto: 64 mV in un campo* da 10T.
Non evidenza di rischi a 1.5T*Budinger, Workshop ISMRM 1998
Prevenzione e Sicurezza in RM
Danni correlati a RF: parte dell’energia assorbita convertita in calore• Riscaldamento tissutale diretto =
multifattoriale» Massa,conduttività» Perfusione tissutale» Temperatura dell’aria e della stanza» Ricambio d’aria
• Pazienti con sistemi di termoregolazione alterati (es. Diabete ipertensione, farmaci vasodilatatori)
• Regolamentazione FDA : limiti SAR -per i tessuti
Prevenzione e Sicurezza in RM
Limiti SAR (specific absortion rate)
• Numero di Watt/kg di peso corporeo• Qualsiasi sequenza di impulsi non deve
produrre un ΔT dei tessuti >1ºC .– < 4 W/kg in tutto il corpo/15 minuti– < 3 W/kg/per esami del capo in 10 minuti– < 8 W/kg/per esami del torace in 5 minuti– < 12 W/kg per le estremità in 5 minuti
• Sistemi d’allarme automatici istallati nella maggior parte dei sistemi di RM
Prevenzione e Sicurezza in RM
SAR• > nelle sequenze GRE rispetto alle Spin Echo
» tra 3 e 4 W/kg
• Massimo nelle SSFP» 4 W/kg
• Media di energia assorbita• per 30 minuti di esame = 6.3 W/kg
Prevenzione e Sicurezza in RM
Bruciature da RF
• In genere dipendono dal posizionamento di sistemi di conduzione contro parti del corpo
• Elettrodi, saturimetro, maschera per ossigeno….
Prevenzione e Sicurezza in RM
Bruciature da RVF
• ..o sono causate dalla formazione di circoli di conduzione in RM : alte resistenze per contatto cute-cute
• Mai incrociare le braccia o le gambe !
Prevenzione e Sicurezza in RM
Variazione dei gradienti nel tempo (dB/dt)
Rapida modificazione di dB/dtStimolazione di nervi e muscoli
Prevenzione e Sicurezza in RM
Prevenzione e Sicurezza in RM
Rumore acustico
• Effetti acustici dovuti alle onde di RF ed ai gradienti applicati su B0.
• FDA : Picco non pesato del livello di pressione sonora inferiore < 140 dB
• Fornire al paziente cuffie o tappi per le orecchie.
Prevenzione e Sicurezza in RM
Effetti del campoAttrazione del magnete di oggetti ferromagnetici
- Materiali interni al paziente
clips chirurgiche,valvole protesiche…
- Materials esterni al paziente
orologio,chiavi …..
Tutti i pazienti devono essere interrogati e controllati per accertarsi che non esistano situazioni pericolose.
L’accesso alle unità di RM dovrebbe essere consentito solo a personale qualificato.
Prevenzione e Sicurezza in RM
Prevenzione e Sicurezza in RM
Controindicazioni
• Pazienti con clips per aneurismi intracranici : pick up rotational torque
• Altre clips, valvole protesiche, giunture protesiche:nessun problema.
• ‘Le linea dei 5Gauss’= 0.0005 Tesla~ localizzazione isocentrica del magnete~ Forza del campo magnetico
si estede in tre direzioni
Prevenzione e Sicurezza in RM
Controindicazioni assolute
• pacemaker cardiaci, neurostimolatori, impianti cocleari, stimolatori nervosi ed ossei.
• Clips per aneurismi intracranici• Corpi estranei intraoculari• Corpi estranei ferromagnetici• Dispositivi sconosciuti• CLAUSTROFOBIA !
Prevenzione e Sicurezza in RM
RM con pace-maker1. Effetti del campo magnetico
Chiusura-apertura del reed switchDislocazione del PMVariazioni dell’ECG
2. Effetti delle onde di RFRiscaldamentoAlterazione del ritmo di stimolazioneResettaggio del PM (“riprogrammazione fantasma”)
3. Effetti dei gradientiVoltaggi indottiApertura chiusura del reed switch
Prevenzione e Sicurezza in RM
RM con pace-maker: si può fare?• Pazienti altamente selezionati con ritmo cardiaco autoctono e
necessità “on-demand” di PM
JACC 2004
Prevenzione e Sicurezza in RM
Interazione con dispositivi elettrici
• Pacemakers : disattivazione e possibile malfunzionamento. Da eseguirsi solo in casi selezionati.
• pompe per Insulina : idem• pompe per Infusione : devono essere lasciati
fuori e connessi con lunghe spiraline : possibili effetti proiettile e eventuale malfunzionamento.
• I dispositivi elettronici possono anche indurre artefatti, interferenza con RF nella gabbia di Faraday
Prevenzione e Sicurezza in RM
• Somministrazione di adenosina o dobutamina durante stress test o insulina
• In genere non compatibili con RM :Da lasciarsi fuoriUtilizzare lunghe spiraline
Pompe di infusione
Prevenzione e Sicurezza in RM
Controindicazioni relative
• Non mettono in pericolo il paziente ma causano artefatti nelle immagini, riducendo l’efficacia diagnostica :
stents, bobine e filtri.Protesi dentarieValvole artificiali cardiache Dispositivi ortopedici
Prevenzione e Sicurezza in RM
Controindicazioni relative
• Non mettono in pericolo il paziente ma causano artefatti nelle immagini, riducendo l’efficacia diagnostica :
stents, bobine e filtri.Protesi dentarieValvole artificiali cardiache Dispositivi ortopedici
Prevenzione e Sicurezza in RM
Prevenzione e Sicurezza in RM
Prevenzione e Sicurezza in RM
Prevenzione e Sicurezza in RM
Prevenzione e Sicurezza in RM
Prevenzione e Sicurezza in RM
• American College of Radiology 1997 Procedura standard
Gravidanza e RM
“ ….In assenza di dati che dimostrino l’embriotossicità diretta di B0 sullo sviluppo del feto, la RM dovrebbe essere consigliata alle donne in gravidanza ,laddove le alternative diagnostiche comportino esposizione a radiazioni ionizzanti…”
“…ogni caso deve essere considerato singolarmente e la RM può essere effettuata solo dopo l’approvazione del medico radiologo …”
Prevenzione e Sicurezza in RM
Gravidanza e RM
Danno termico: maggiore vulnerabilità durante l’organogenesi con elevata suscettibilità del sistema nervoso (I trimestre)
Danno da rumore: elevata suscettiblità dell’apparato uditivo fetale agli stimoli acustici con possibile perdita dell’udito, gravidanza precoce e basso peso alla nascita
Prevenzione e Sicurezza in RM
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Prevenzione e Sicurezza in RM
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Prevenzione e Sicurezza in RM
Prevenzione e Sicurezza in RM
www.mrisafety.com
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www.mrisafety.com
Prevenzione e Sicurezza in RM
Conclusions
• Cardiac MRI requires a special approach
• Sometimes specific hardware is necessary
•The operational hazards associated with the operation of an MRI unit is in practice more important than the (yet unknown) biological factors of being exposed to a high radiofrequency and high magnetic field
Prevenzione e Sicurezza in RM
PremessaPrincipi Fisici
Sicurezza in RM
1. CSM intensità B0 fino a 2T (1T:10.000G) per usi medici
4 tipi di interazione:-A livello molecolare e submolecolare
-magnetoidrodinamica
-magnetomeccanica (forza traente e torsione)
-elettrodinamica
Prevenzione e Sicurezza in RM
Sicurezza
• Effetti biologiciEffetti del campo magnetico staticoDanni collegati a RFEffetti del campo tempo-variabilirumore
• Rischi proceduraliOggetti ferromagneticiProtesiFenomeni proiettile
Prevenzione e Sicurezza in RM
RM con pace-maker1. Effetti del campo magnetico
Chiusura-apertura del reed switchDislocazione del PMVariazioni dell’ECG
2. Effetti delle onde di RFRiscaldamentoAlterazione del ritmo di stimolazioneResettaggio del PM
3. Effetti dei gradientiVoltaggi indottiApertura chiusura del reed switch