Principi fisici e sicurezza RM - Gastaldi
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Transcript of Principi fisici e sicurezza RM - Gastaldi
Introduzione alla Risonanza Magnetica
Principi fisici e sicurezza
Dr. Luca Gastaldi SC Fisica Sanitaria - Novara
Mano di Anna Berthe Roentgen
1895
Rx
- Fonte Toshiba
- Fonte Toshiba
TAC
RM
Un nucleo si comporta come un magnete.
Come tutto è cominciato
1946 Felix Bloch
(1905-1983)
Premio Nobel, 1952
1.
2. Una particella carica, come un protone, che ruoti intorno al proprio asse genera un campo magnetico (“momento magnetico”)
EQUAZIONI di BLOCH
1960 I primi spettrometri confermano le teorie di Bloch
Raymond Damadian (medico armeno)
“Tessuti sani e malati hanno differenti parametri RM”
Costruisce la prima apparecchiatura superconduttiva per imaging RM (“L’Indomita”)
La prima scansione umana richiede circa 5 ore
Nel frattempo…
Sempre nel frattempo…
Paul Lauterbur (1929- )
Paul Laterbur, professore di chimica alla State University di New York, segue un percorso analogo
Nel 1973 pubblicherà sulla rivista Nature l’articolo:
Formazione dell’immagine per interazione locale indotta; impiego della RM
Chi è arrivato prima…? Bho!
Ogni produttore di apparecchiature di imaging medicale ha cominciato a studiare e produrre scanner RM clinici
dal 1980
GE
Siemens
Picker
Philips
RMN = Risonanza Magnetica Nucleare
Nucleare …perché sono i nuclei degli atomi a reagire
Magnetica …perché ha luogo in un campo magnetico
Risonanza …perché i trasferimenti di energia ai nuclei
avvengono in condizioni di ‘risonanza’ (stessa frequenza)
La RMN studia, mediante l’impiego di radiofrequenze, le proprietà magnetiche dei nuclei per produrre immagini del corpo umano in grado di fornire informazioni morfologiche e funzionali
In assenza di campi magnetici esterni , i p iccol i magnet i s i distribuiscono liberamente nello spazio…
…ma, all’interno di un campo magnetico, sono quasi tutti orientati allo stesso modo:
.. cioè le nostre ‘trottoline’ sono
disordinate …
Il campo magnetico esterno
A questo punto con opportuni segnali a radiofrequenza (RF) i nuclei
vengono eccitati e orientati tutti in una stessa direzione.
Quando l’impulso viene spento, i nuclei ritornano nel loro stato iniziale
emettendo un segnale:
Segnale FID
I segnali raccolti, opportunamente processati,
danno luogo alla formazione dell’immagine
Tipologie di apparecchiature cliniche per RMN
Magneti permanenti
B0
Vantaggi • Non richiede alimentazione
• Campo di dispersione limitato
• Nessun raffreddamento
• Limitati costi di gestione
Svantaggi • Peso elevato • Sensibile a variazioni termiche
• Limitata intensità di campo
0.2 -‐‑ 0.3 Tesla
Vantaggi • Non richiede criogeni
• È disaPivabile
Svantaggi • Elevato consumo di energia
• Raffreddamento ad acqua
• Elevati costi di gestione
Fino a 0.6 – 0.7 Tesla
Magneti resistivi
Vantaggi • Elevata intensità di campo
• Elevata omogeneità di campo
• RidoPo consumo di energia
Svantaggi • Necessità di criogeni
• Elevati costi di acquisto Fino a 9 – 10 Tesla (imaging)
Magneti superconduttivi
è Esistono Rischi concreti !!!!
I tomografi a Risonanza Magnetica
sono tra le apparecchiature più “pericolose” presenti in ospedale
per il maggior rischio di incidente
2 figure professionali sono dedicate sicurezza in RM:
q Esperto Responsabile per la sicurezza
q Medico Responsabile per la sicurezza
La normativa di riferimento è datata : D.M. 2/8/91
“Autorizzazione alla installazione e uso di apparecchiature diagnostiche a risonanza magnetica”
Per ogni approfondimento :
ISPESL (Istituto Superiore per la Prevenzione e la Sicurezza sul Lavoro)
“Procedure autorizzative e gestionali relative all’installazione ed uso di apparecchiature diagnostiche a Risonanza Magnetica” (2004)
www.ispesl.it
Responsabili per la sicurezza
Esperto Responsabile per la Sicurezza in Risonanza Magnetica Medico Responsabile per la Sicurezza
Validazione del progetto esecutivo
Verifica della corretta esecuzione del progetto
Classificazione delle zone di lavoro
Stesura Regolamento di Sicurezza (con MR)
Stesura norme di emergenza
Controllo sui dispositivi di sicurezza (sonda ossigeno, ventilazione emergenza, ecc.)
Verifica perdurare caratteristiche tecniche
Verifica delle schermature e delle isomagnetiche
Segnalazione incidenti di tipo tecnico
Responsabili per la sicurezza
Medico Responsabile per la Sicurezza in Risonanza Magnetica Esperto Responsabile per la sicurezza
Stesura Regolamento di sicurezza (con ER)
Stesura dei protocolli per la corretta esecuzione degli esami
Stesura dei protocolli per il pronto intervento sul paziente in emergenza
Predisposizione, nel sito RM, delle apparecchiature di primo intervento medico
Segnalazione incidenti di tipo medico
Controllo, per gli addetti, del sussistere dell’idoneità all’attività lavorativa in RM
NOTA
Medico Responsabile per la Sicurezza
Medico Responsabile delle Prestazioni ≠
q Valuta le richieste di esami e decide sull’opportunità di accoglimento e sulle modalità di esecuzione dell’esame stesso
q Accerta possibili controindicazioni con questionario pre-esame
q Informa il paziente sulle possibili controindicazioni all’esame (rischi, problemi legati a claustrofobia, ecc.)
QUESTIONARIO RM
Zona ad Accesso Controllato (Z.A.C.) B > 0.5 mT
Zona di rispetto 0.1 mT < B < 0.5 mT
Zona di libero accesso B < 0.1 mT
Classificazione delle zone
Nota 1: interferenza su apparecchi elettronici
0.2 mT
0.5 mT
Nota 2: forze di attrazione magnetica
Ferromagnetico (?)
Ferromagnetico
Nota 2: forze di attrazione magnetica
30 µT 70 µT
poli equatore
T = Tesla = 100 Gauss
Nota 3: campo magnetico terrestre
Programma di garanzia della sicurezza
ü Sistema di rilevazione dell’ossigeno
ü Sistema di ventilazione (normale e emergenza)
ü Sistemi di schermatura (RF e campo statico)
ü Metal detector
ü Criogeni e quench
ü Segnaletica
Sistema di rilevazione dell’ossigeno
Cella ossigeno
Misura la quantità di ossigeno presente in ambiente
Sistema di rilevazione dell’ossigeno
Esempi di centraline di controllo
Sistema di rilevazione dell’ossigeno
Cella ossigeno
Livello ottimale di ossigeno
> 20 % Prima soglia (allarme)
19 %
Seconda soglia (allarme + Vent.Forz.)
18 %
Sistemi di ventilazione L’ambiente di RM dispone di 2 impianti: normale e emergenza
Sistemi di ventilazione
Condizioni normali
6-10 ricambi/ora
Emergenza
18-20 ricambi/ora
Sistemi di schermatura (RF e campo statico)
Esempio di gabbia di Faraday
Sistemi di schermatura
Immagini tratte dal sito IMEDCO
La gabbia di Faraday scherma da campi variabili e radiofrequenze
Il campo statico è normalmente schermato dai muri
stessi, eventualmente rinforzati da spessori metallici
Sistemi di schermatura
Porta Visiva
Penetration Panel
Gas medicali
Immagini tratte dal sito IMEDCO
Sistemi di schermatura
Porta
Fingers
Immagini tratte dal sito IMEDCO
Verifica della schermatura RF (gabbia di Faraday) La misura viene effettuata con antenne accoppiate, prima in assenza e
poi in presenza della schermatura
Misure di campo magnetico statico
La ditta che installa un’apparecchiatura a RM deve fornire anche delle
planimetrie corredate dalle cosiddette curve ISOMAGNETICHE
Sviluppo tridimensionale
delle isomagnetiche!
Gaussmetro e punti di misura
Verifica delle curve isomagnetiche
Metal detector
Immagini tratte da www.vallon.de
Metal detector
Immagini tratte da www.metrasens.com
Il campo magnetico statico, nel caso dei magneti superconduttivi, viene prodotto attraverso raffreddamento con liquido criogeno (normalmente elio liquido).
L’elio viene mantenuto allo stato liquido (T = -269°C) mediante appositi compressori.
Si parla di QUENCH quando vi è passaggio di tutto l’elio dallo stato liquido a quello gassoso.
Il Quench può essere spontaneo o “pilotato”
Criogeni e Quench
Nota A temperatura ambiente (20°C) 1litro di elio liquido
produce circa 750 litri di elio gassoso
Tutte le apparecchiature a RM superconduttive
dispongono di un sistema di canalizzazione dell’elio
gassoso verso l’esterno
Se l’impianto di canalizzazione funziona correttamente, tutto l’elio gassoso
viene espulso all’esterno. Altrimenti può invadere la sala magnete!
Flangia di
connessione
Tubo di quench
Criogeni e Quench
Ø DANNI DA GELO
schizzi sulla pelle provocano ustioni
Ø SOFFOCAMENTO
una concentrazione di O2 nell’aria < 17-18% non è sufficiente alla respirazione umana
Ø CONDENSAZIONE DELL’OSSIGENO
la temperatura superficiale del contenitore di elio può essere tanto bassa da provocare la condensazione di ossigeno o di aria arricchita di ossigeno, con rischio supplementare di incendio
Pericoli associati a gas criogeni
Segnaletica
Porta esterna sito RM (1.i)
Dettaglio porta esterna sito RM (1.ii)
Porta interna sito RM (1.iii)
Porta esterna sito RM (2.i)
Dettaglio porta esterna sito RM (2.ii)
Porta interna sito RM (2.iii)
Un’ultimo invito…
… cercate di non finire come lui !!!