SLIKANJE Z MAGNETNO RESONANCO (MR)

Opis

Slikanje z magnetno resonanco (MRI) je tehnika, s pomočjo katere je mogoče pridobiti tridimenzionalno sliko notranjosti človeškega telesa. Za uspešno slikanje je potrebno pacienta namestiti v zelo močno statično magnetno polje, ki znotraj MR naprave dosega 1,5 T in več, saj je kakovost slike odvisna prav od jakosti tega polja. Poleg statičnega magnetnega polja je za vzbujanje atomov med slikanjem potreben tudi kratek impulz močnega visokofrekvenčnega EMS (10 – 400 MHz), katerega moč lahko dosega do 35 kW v impulzu, uporabljajo pa se tudi dodatna gradientna magnetna polja, ki sicer sama po sebi niso močna (do 40 mT), a se sorazmerno hitro vklapljajo in izklapljajo (frekvenca do nekaj kHz).

Sevalne obremenitve – magnetno polje

Interakcija med EMS, ki so prisotna med MR slikanjem, in človekom je kompleksna, saj je človek izpostavljen kar trem različnim komponentam EMS: statičnemu magnetnemu polju, pulzirajočemu gradientnemu magnetnemu polju ter pulzirajočemu visokofrekvenčnemu elektromagnetnemu sevanju.

Magnetno polje se v človeku širi enako kot v praznem prostoru, z razliko od visokofrekvenčnega EMS, na širjenje katerega bistveno vpliva človeško telo.

Znotraj naprave za MR slikanje je stalno prisotno močno statično magnetno polje, ki glede na tip naprave zavzema vrednosti med 1,5 in 5 T. Za primerjavo - zemeljsko magnetno polje znaša približno 30 – 60 μT, priporočena mejna vrednost za statično magnetno polje glede na smernice ICNIRP pa je 200 mT. Magnetno polje v okolici naprave upada s kvadratom oddaljenosti, torej sorazmerno hitro. Statično magnetno polje ne povzroča znanih škodljivih bioloških učinkov na človeško telo, znani pa so nekateri biološki učinki, ki pa nimajo škodljivih posledic. Tako se v močnem magnetnem polju nekatere molekule in celice zavrtijo. To velja za celice ali molekule z dia in paramaganetnimi lastnostmi, kot na primer hemoglobinom, kolagenom, fibrinom in podobno. V močnem magnetnem polju deluje na gibajoče ione v žilah elektrodinamična sila. Ta sila povzroči nastanek električnega potenciala preko žile, kar poznamo kot Hallov pojav. Njegov stranski učinek  je zmanjšan pretok krvi, ki bi po ocenah znašal 5 % za statično polje 10 T in 10 % za statično polje 15 T. Na podlagi znane literature velja, da izpostavitve človeka statičnemu magnetnemu polju jakosti do 8 T ne povzročajo škodljivih bioloških učinkov.

Pojavijo pa se težava zaradi gradienta tega polja – njegovega upadanja z oddaljevanjem od MR naprave. Če se v gradientnem magnetnem polju premikamo, se torej magnetno polje znotraj telesa spreminja (pravzaprav je enako, kot da bi mirovali v spreminjajočem se magnetnem polju), zato se v nas inducira električni tok. Pri gibanju s hitrostjo le 0,5 m/s je sprememba polja približno 0,5 T/s in po izračunih se v človeškem telesu inducira tok z gostoto 100 do 200 mA/m2, kar presega priporočeno mejno vrednost smernic ICNIRP (40 mA/m2). Takšnemu premikanju v magnetnem polju so bolj kot sami pacienti izpostavljeni zaposleni, pacienti pa so znotraj naprave za MR slikanje med samim postopkom izpostavljeni pulzirajočim gradientnim magnetnim poljem. Ta znašajo približno 50 mT/m, preklapljajo pa se s hitrostjo 125 – 200 mT/m/ms. Sprememba polja znaša do 40 T/s. Prav tako kot premikanje v magnetnem polju tudi ta pulzirajoča gradientna magnetna polja povzročajo induciran tok v človeškem telesu. Numerični izračuni so pokazali, koliko znašajo največje vrednosti gostote toka zaradi gradientnega polja med MR slikanjem. Dosežejo vrednosti do 1500 mA/m2, kar je precej več od priporočenih mejnih vrednosti smernic ICNIRP (2 mA/m2). Takšne gostote induciranega toka povzročajo biološke učinke (stimulacija perifernih živcev), vendar številne raziskave o tem niso pokazale na možne škodljive učinke na človeški organizem.

SAR

Pacient, ki se med MR slikanjem nahaja v MR napravi, je izpostavljen kratkim visokofrekvenčnim impulzom, zato se del energije visokofrekvenčnih impulzov absorbira v človeškem telesu. Izračunane vrednosti SAR znašajo do 4 W/kg. Številne raziskave so pokazale, da se v človeškem telesu med slikanjem temperatura ne poveča za več kot 1°C, kolikor znaša največje dovoljeno povečanje temperature zaradi izpostavljenosti visokofrekvenčnim EMS.

Visokofrekvenčna EMS slabijo kovinski deli naprave in zelo hitro upadajo, tako da je tik ob zunanjosti naprave že več kot 1000-krat manjše kot v sredini, zato je medicinsko osebje med slikanjem minimalno izpostavljeno visokofrekvenčnim EMS.

Med vsemi napravami, obravnavanimi v tej zloženki, izstopa naprava za MR slikanje. V njej so tako priporočene mejne vrednosti za statično magnetno polje, gostoto induciranega toka ter tudi mejne vrednosti za visokofrekvenčno EMS presežene. Vendar se v napravi za MR slikanje nahaja samo pacient, v primeru aplikacij v medicini pa je pomembno upoštevati, kolikšna je korist zaradi izvedbe nekega postopka v primerjavi s potencialno škodljivostjo. Prav pri MR slikanju je pomembno, da dosedanje raziskave o vplivih MR slikanja na zdravje niso pokazale na škodljive vplive na zdravje, za razliko od drugih slikovnih metod v medicini (CT, rentgen), kjer so ob večkratni ponovitvi dokazani škodljivi učinki. Ob ustreznem znanju in pozornosti osebja, ki izvaja preiskavo, zato metoda MR slikanja v medicini velja za varno.