Sicurezza in RM
Ospedali Riuniti di Ancona Dipartimento di Scienze Radiologiche
Dott. TSRM Luigi Imperiale
Sicurezza in RM
La normativa di riferimento per quanto riguarda l’esposizione ai campi
magnetici statici e la sicurezza degli impianti
• D.M. 02/08/1991 (limite esposizione induzione elettromagnetica)
• D.M. 11/08/1993 (limiti SAR e dB/dt)
• NORMA CEI EN 60601-2-3 del 4 Febbraio 2004 (3 livelli dB/dt)
• D.P.R. 542/94 (classificazione degli apparecchi e degli esperti e
responsabili della sicurezza)
• ISPESL
Attualmente la normativa di riferimento è abbastanza datata ma era
stato previsto dalla 81/2008 Art. 212 che…….
……«Il Ministero della salute, avvalendosi degli organi tecnicoscientifici del Servizio sanitario nazionale, sentita la Conferenza
permanente per i rapporti tra lo Stato, le regioni e le province
autonome di Trento e di Bolzano, entro due anni dalla data di
entrata in vigore del presente decreto, elabora le linee guida per
l'applicazione del presente capo nello specifico settore dell'utilizzo in
ambito sanitario delle attrezzature di risonanza magnetica».
Sicurezza in RM
In un sito di RM vengono identificate
due zone classificate secondo il limite
massimo di induzione magnetica
ammesso, queste sono:
-Zona ad accesso controllato (ZAC)
-Zona di rispetto.
Il valore di campo disperso di induzione
magnetica presente nella zona ad
accesso controllato è pari o superiore
a 0,5 mT (5 Gauss)
Il valore di campo disperso di induzione
magnetica presente nella zona di
rispetto deve essere compreso tra 0,1
mT (1 Gauss) e 0,5 mT (5 Gauss)
ZAC
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PERICOLO:
Proprieta’ o qualita’ intrinseca di un determinato fattore
avente il potenziale di causare danni.
RISCHIO:
Probabilita’ che sia raggiunto il limite potenziale di danno sulle
condizioni di impiego ovvero di esposizione di un determinato
fattore.
R = f (P;G)
Il rischio è la probabilità che un evento si verifichi; la sua entità è
tanto maggiore quanto è più grande la gravità delle conseguenze.
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Fattori di rischio in un sito di Risonanza Magnetica
Presenza di dispositivi elettronici impiantati nel corpo del
paziente che possono interferire con il CMS
Effetti fisiopatologici dovuti all’esposizione ai campi magnetici
Attrazione esercitata dal CMS sui materiali ferromagnetici che
possono essere impiantati nel corpo del paziente o che possono
trovarsi nelle vicinanze del magnete
Potenziali danni del sistema uditivo dovuti al rumore prodotto
dall’apparecchiatura
Presenza di gas criogeni (tomografi superconduttivi)
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Prima
di
procedere
accompagnatore
all’esame,
ogni
paziente
o
in caso di minori,
DEVE compilare la
scheda delle controindicazioni per accertare che questi possa
accedere al sito di RM e quindi in sala magnete per essere
sottoposto ad un esame di Risonanza magnetica.
Sulla scheda delle controindicazioni deve essere apposta la firma
del paziente o del tutore legale ( pazienti minori) per attestare
che ha fornito le risposte al questionario, e del medico
responsabile dell’esame.
Sicurezza in RM
Sicurezza in RM
Sicurezza in RM
Una volta accertato che il paziente non ha nessuna
controindicazione all’esecuzione dell’esame, solo allora
potrà entrare nella sala magnete.
Per qualsiasi dubbio sui materiali utilizzati per qualsiasi tipo
di intervento chirurgico, il medico responsabile dell’esame
dovrà decidere se è necessario effettuare altri esami per
accertare la natura o la sede dell’impianto.
Oppure se far portare al paziente una dichiarazione scritta
di compatibilità dei materiali alla RM ad alto campo fatta
direttamente dal chirurgo che ha effettuato l’intervento.
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Se si hanno a disposizione i
nomi precisi dei materiali
(rilevabili ad esempio dalla
cartella
clinica
sulla
descrizione dell’intervento),
è possibile consultare dei
siti specializzati.
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Energie somministrate in RM
Gli effetti biologici, ricordando i principi di funzionamento di
uno scanner MR, sono dovuti, quindi, alla presenza di tre tipi di
campi elettromagnetici:
-campo magnetico statico (B0);
-campi magnetici variabili nel tempo (dB/dt);
-campo magnetico a radiofrequenza (B1).
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Effetti dovuti al CMS
Il campo magnetico statico generato dagli apparati RM per usi
clinici o di ricerca è caratterizzato da livelli di induzione magnetica
che possono variare da 10 mT a più di 10 T.
Questi valori sono di circa 104-105 volte superiori a quelli del
campo magnetico statico terrestre che misura in media 40-50μT.
I campi magnetici statici possono avere diversi tipi di effetti che
possono costituire potenziali cause di rischio:
• effetti biologici
• effetti meccanici
• effetti di interferenza su dispositivi elettronici impiantati
• effetto missile per attrazione di oggetti ferromagnetici
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Effetti Biologici
sono riferibili alle interazioni tra i campi magnetici statici e le
molecole che costituiscono i tessuti:
• interazioni elettrodinamiche con gli elettroliti in
movimento;
• interazioni magnetomeccaniche:
- traslazione di molecole para.., dia.. e ferromagnetiche;
- orientamento di molecole diamagnetiche e paramagnetiche;
- distorsione di molecole con anisotropia magnetica
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Le possibili conseguenze di queste interazioni elettrodinamiche
possono essere:
Interazioni con il sistema nervoso centrale (CMS elevati >2T)
Alterazioni con il sistema cardiovascolare:
gli effetti magneto-emodinamici possono indurre biopotenziali e
alterazioni del tracciato ECG.
(Kangarlu et al 1999 CMS >8T)
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Effetti Meccanici
Diventano importanti nel caso di presenza di impianti metallici nelle
vicinanze di vasi sanguigni o tessuti delicati.
• protesi metalliche, perni dentali, graffe per aneurismi cerebrali,
di cui il paziente è generalmente a conoscenza;
• schegge metalliche, della cui presenza il paziente può non essere
consapevole.
Questi oggetti sono sottoposti a forze di rotazione se immersi in
un campo statico, e di traslazione se il gradiente del campo è
diverso da zero, costituendo un rischio estremamente serio.
Da tener presente anche gli effetti di produzione di artefatti sulle
immagini prodotte e conseguente alterazione del risultato
diagnostico.
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Effetti di interferenza
La presenza di dispositivi elettronici impiantati come ad esempio il
Pace-Maker o anche solamente gli elettrodi del Pace-Maker esterno
costituiscono al momento attuale in Italia una controindicazione
assoluta (??) all’esecuzione di un esame di RM.
Altri dispositivi elettronici come ad esempio gli elettrostimolatori
impiantati nel cervello o nella colonna non sono compatibili.
I Pace-Maker non devono mai oltrepassare la linea di isocampo dei
0,5mT (5 Gauss)
Oltre questo limite, il Pace-Maker potrebbe avere dei
malfunzionamenti o addirittura essere inibito; inoltre gli elettrodi
potrebbero funzionare da antenna e trasmettere al cuore impulsi
elettrici indotti dalle radiofrequenze usate durante l’esame.
Le eventuali componenti ferromagnetiche dell’apparecchio
potrebbero essere sottoposte a forze di attrazione e di torsione e
di conseguenza dislocarsi.
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Effetto missile
E’ importante porre
particolare attenzione al
personale che entra in
sala magnete, ad esempio
gli anestesisti e il
personale infermieristico
che accompagnano i
pazienti che effettuano
esami in narcosi e che
potrebbero introdurre
inconsapevolmente
oggetti metallici come
forbici, pinze chirurgiche
o bombole di ossigeno!!!
Sicurezza in RM
In realtà, attualmente, gli unici rischi reali per il
paziente connessi al campo magnetico statico
prodotto dagli apparati RM sono quelli dovuti alla
presenza di dispositivi elettronici impiantati o corpi
ferromagnetici estranei nel corpo del paziente.
Effetti collaterali rilevati su volontari esposti a
campi più elevati (3, 4-8T) richiedono ulteriori
approfondimenti in previsione dei futuri sviluppi
delle applicazioni cliniche su tali sistemi.
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Protezione dai rischi del campo
magnetico statico
Mappatura del campo magnetico
nelle tre direzioni principali
Segnaletica di divieto
Metal detector
Informazione paziente - lavoratore
regolamento interno
norme di sicurezza
corsi di formazione
Il carrello di emergenza, la barella e gli estintori
devono essere amagnetici!!
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PROTEZIONE DEI LAVORATORI DAL CMS
VALORI LIMITE DI ESPOSIZIONE D.M. 2/8/91
Esposizione
Esposizione giornaliera
max
Induzione magnetica
Corpo
1 ora
200 mT
Corpo
15 minuti
2T
Arti
1 ora
2T
Arti
15 minuti
4T
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Effetti dovuti ai gradienti
Il gradiente di campo è una variazione nello spazio del campo
magnetico. Esso viene comunque attivato o disattivato in tempi brevi
durante l’acquisizione, per cui è importante considerare anche le
variazioni temporali di intensità di campo.
I campi di gradiente oscillano a frequenze che arrivano fino a qualche
kilohertz.
A queste frequenze i campi magnetici possono indurre stimolazione dei
tessuti nervosi e muscolari, elettricamente eccitabili, se vengono
superate delle soglie che in RM vengono espresse in termini di dB/dt (la
derivata temporale dell’induzione magnetica).
Il dB/dt è un parametro connesso alla capacita dei campi di gradiente di
indurre correnti elettriche all’interno del corpo del paziente le quali, se
sufficientemente elevate, possono, all’aumentare del grado di
stimolazione dei tessuti eccitabili, indurre percezione di fastidio o
dolore, e, al limite, fibrillazione ventricolare a livello cardiaco.
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Effetti dovuti ai gradienti
Effetti sanitari a breve termine:
• connessi a brevi esposizioni ad alti livelli di campo
• scientificamente accertati
Effetti sanitari a lungo termine:
• connessi a esposizioni prolungate a bassi livelli di campo
• non accertati dalla ricerca scientifica
Effetti associati ai gradienti
Gli effetti a breve termine sono sostanzialmente:
• Effetti di stimolazione dei tessuti muscolari e nervosi elettricamente
eccitabili da parte delle correnti elettriche indotte nel corpo umano da
campi elettrici e magnetici esterni (prevalenti alle frequenze più basse).
• Effetti termici connessi al riscaldamento dei tessuti del corpo umano da
parte dell’energia elettromagnetica convertita in calore all’interno del
corpo umano (prevalenti alle frequenze più alte).
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International
Electrotechnical
Commission
La norma IEC prevede tre modi di funzionamento: normale, controllato
di primo livello e controllato di secondo livello.
La differenza tra i tre modi di lavoro dipende dal grado di stress
fisiologico cui il paziente può rischiare di essere esposto quando è
sottoposto ad un indagine RM
Normale - Valore limite per dB/dt (T/sec): 20
Controllato di primo livello - Valore limite per dB/dt (T/sec): 66
Controllato di secondo livello - Valore limite per dB/dt (T/sec): > 66
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Effetti dovuti alla Radiofrequenza (RF)
Anche i campi magnetici a radiofrequenza inducono correnti elettriche
nel corpo, ma tali correnti non sono in grado, alle frequenze radio di
stimolare i tessuti elettricamente eccitabili.
Il meccanismo responsabile di diversi effetti fisiologici potenzialmente
pericolosi è invece il riscaldamento dei tessuti indotto dalle correnti.
La grandezza dosimetrica utilizzata per indicare l’assorbimento di
energia elettromagnetica nei tessuti è il tasso di assorbimento specifico
(Specific Absorption Rate, SAR), cioè la potenza assorbita nell’unita di
massa di tessuto (W/Kg)
Se il SAR è calcolato sull’intero corpo, esso dà una misura del
sovraccarico complessivo a cui è sottoposto il sistema termoregolatore.
In realtà questa informazione non è sufficiente per valutare un
potenziale rischio sanitario di tipo termico, in quanto la distribuzione del
SAR nelle varie parti del corpo può essere estremamente disomogenea,
dando luogo per esempio ad assorbimenti estremamente elevati in
qualche organo particolare; pertanto è generalmente necessario
calcolare, mediante complesse tecniche numeriche, il SAR locale.
Sicurezza in RM
La valutazione dell’assorbimento viene effettuata mediante l’impiego
del SAR (Specific Absorption Rate, cioè tasso di assorbimento
specifico), calcolato :
SAR
E RF
t esp Pcampione
dove ERF è l’energia totale dell’impulso RF dissipata nel campione
espressa in Joule, tesp è il tempo di esposizione in secondi e Pcampione
è il peso del campione in Kg.
In pratica, il SAR è la grandezza dosimetrica più appropriata per
quantificare l’esposizione del paziente, in modo da prevenire stress
termico sul corpo intero ed un eccessivo riscaldamento localizzato nei
tessuti.
Sicurezza in RM
Il corpo umano può ben tollerare un aumento di temperatura inferiore
a 1°C, o a 0,5°C nel caso di bambini, donne in gravidanza e persone con
difetti del sistema cardiocircolatorio.
L’ICNRP (Commissione internazionale per la protezione dalle radiazioni
non ionizzanti) raccomanda che la temperatura del paziente non superi
0,5 °C negli esami di routine. Al fine di mantenere il rialzo di
temperatura entro 0,5°C, sono stati definiti dei limiti di esposizione in
termini di SAR.
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Utilizzo di criogeni: QUENCH
Per i sistemi a RM superconduttivi un potenziale fattore di rischio è il quench. Sia l’elio che il
magnete sono mantenuti sottovuoto. Il quench è un’improvvisa evaporazione di tutto il liquido
criogenico, l’He, dovuto a cause spontanee o volontarie.
Proprietà fisiche dell’ 4He liquido
– Temperatura di liquefazione 4.2°K (-269°C)
– Inodore, non tossico, non infiammabile
– In evaporazione produce vapori freddi che si
diffondono (nube bianca)
A T = 20°C un litro di elio liquido produce circa
750 litri di elio gassoso
Lesioni da freddo
Spruzzi di liquido sulla pelle provocano lesioni
simili a bruciature (indumenti appositi durante le
operazioni di rabbocco: guanti, visiere, ecc. )
Pericolo di soffocamento
Composizione dell’aria:
78% azoto, 21% ossigeno,1% gas nobili
Concentrazione di ossigeno < 11%
!!! ASFISSIA !!!
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Pompa elio
La pompa dell’elio serve a riportare
l’elio,
che
evapora
in
maniera
naturale, all’interno della camera del
magnete attraverso la Cold Head.
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Sensore di Ossigeno
Nella sala magnete deve essere presente uno
strumento di misura della concentrazione di O2
(Rilevatore di O2)
L’ossimetro, di norma, è tarato su due livelli
d’allarme:
• 21 % di O2
• 18 % di O2
La sala magnete è dotata di un impianto di ricambio
d’aria che funziona in modalità normale con 10
ricambi/h (21 % di O2 ) mentre in caso di emergenza
(18 % di O2 ) aumenta a 20 ricambi d’aria /h
In caso di necessità è presente un pulsante di
attivazione manuale della modalità di emergenza.
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RUMORE
L’elevato rateo di corrente passante nelle bobine di gradiente
produce vibrazioni nel campo delle frequenze udibili.
Livelli accettati internazionalmente: 140 dB (picco) 99 dB (medio)
I rumori generati da una RM possono arrivare anche a 115 dB,
quando la soglia limite è di 90 dB.
Il rumore può causare disturbi variabili dal semplice fastidio alla
perdita temporanea o permanente dell’udito.
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