Lezione n.10

La gestione RM
in condizioni di sicurezza
CONOSCERE e VALUTARE
• Caratteristiche dell’impianto
• Effetti sanitari sulle persone
• Guasti o malfunzionamenti dei dispositivi di
allarme e sicurezza o delle apparecchiature
medicali all’interno del sito
FONTI DI RISCHIO
SEMPRE PRESENTI
• Campo magnetico
statico (B0)
• Liquidi criogenici
(He)
PRESENTI SOLO
DURANTE L’ESECUZIONE
DELL’ESAME
• Campi magnetici
variabili nel tempo
(dB/dt) generati dai
gradienti
• Campi e.m. a RF
campo
magnetico
statico
gradienti
di campo
operatori
RISCHIO
campo RF
pazienti
visitatori
ambiente
liquidi criogenici
INTERAZIONE
1 Tesla = 10000 gauss
B0 e tessuti biologici
• Effetti elettrodinamici ed magnetoidrodinamici
( B0 induce correnti elettrolitiche – ioniche - che determinano
alterazione nella propagazione dei potenziali di azione in SNC e
nervi periferici)
Esempi: effetti neuromuscolari ed effetti cardiaci
• Interazioni a livello atomico ed elettronico
(Alterazione reazioni biochimiche con trasferimento di carica,
non osservati per campi 5T < B0 < 20T)
Situazioni particolari
• Paziente con pacemaker
o defibrillatori
• Paziente gravida
• Paziente con protesi
• Altri…
Gli unici rischi reali per pz sottoposti ad esami RM e connessi
a B0 sono dovuti alla presenza dispositivi elettronici
impiantati (possibili interferenze per campi > 0,5 mT) e/o a corpi
ferromagnetici estranei presenti nel corpo del pz.
INTERAZIONE
campi magnetici variabili e tessuti
biologici
• effetti sanitari a BREVE TERMINE, connessi a brevi
esposizioni e a elevate intensità di campo
• effetti di stimolazione dei tessuti muscolari e nervosi elettricamente
eccitabili da parte delle correnti indotte, effetti a soglia e prevalenti
alle basse frequenze
• effetti termici connessi al riscaldamento dei tessuti da parte
dell’energia e.m. convertita in calore, prevalenti alle alte frequenze
(effetto Joule prodotto dalle correnti indotte)
• effetti sanitari a LUNGO TERMINE, connessi a esposizioni
prolungate a bassi livelli di campo
NB: la stimolazione del sistema nervoso periferico è utilizzata come parametro
fisiologico di sicurezza perché il non superamento della sua soglia protegge anche dalla
fibrillazione ventricolare
INTERAZIONE
(dB/dt ) e tessuti biologici
• Produzione di campi elettrici indotti e correnti
indotte nei tessuti conduttivi
Dipende da (dB/dt) e dalla conducibilità elettrica dei tessuti.
INTERAZIONE
campi e.m. e tessuti biologici
Effetti biologici associati al riscaldamento dei tessuti
Affinché la temperatura dei tessuti aumenti
significativamente, il calore generato per assorbimento
di energia e.m. deve essere tale da non riuscire ad
essere smaltito dal sistema.
Carico termico totale del corpo
RATEO DI ASSORBIMENTO SPECIFICO MEDIO
SAR
Il SAR è la grandezza dosimetrica più appropriata in relazione
agli effetti termici connessi all’assorbimento dell’energia e.m.
nei tessuti. L’unità di misura è (W/kg).
Il calcolo del SAR è molto complesso dato che dipende da molti
fattori (frequenza, intensità, forma d’onda e polarizzazione del
campo RF), nonché dalle caratteristi elettriche del tessuto e
dalla configurazione geometrica della regione anatomica
interessata.
Studi sperimentali su animali hanno mostrato effetti sul
comportamento per SAR > 4 W/kg.
Questo valore di SAR corrisponde ad un aumento della
temperatura corporea dell’uomo non superiore a 1°C,
innalzamento ben tollerato da un adulto.
L’aumento della temperatura dipende da:
• SAR
• sistema di termoregolazione
• condizioni ambientali (temperatura, umidità, ventilazione)
• stato fisiologico.
Limiti di esposizione per il paziente
campi magnetici variabili nel tempo
valori di dB/dt < 6T/s
campi RF :
per t > 30 min
∆T < 0,5°C
SAR < 1 W/kg
per 15 < t < 30 min SAR < (30/t(min)) W/kg
per t < 15 min
SAR < 2 W/kg
2010
Recepite dal Decreto Legislativo n.81, 9 aprile 2008
In materia di tutela della salute e della sicurezza nei luoghi di lavoro
Limiti di Esposizione Operatore
D.M.1991 e Circolare ISPESL 1992
⇒ concetto dosimetrico
(esposizione intervallata)
Parte esposta
Intensità di
campo
Durata
massima
esposizione
Corpo
200 mT
1 ora/giorno
Corpo
2T
15 min/giorno
Arti
2T
1 ora/giorno
SICUREZZA nell’AMBIENTE
l’interazione avviene
sempre in entrambe le direzioni
RM
Ambiente
FONTI DI RISCHIO
SEMPRE PRESENTI
• Campo magnetico
statico (B0)
• Liquidi criogenici
(He)
PRESENTI SOLO
DURANTE L’ESECUZIONE
DELL’ESAME
• Campi magnetici
variabili nel tempo
(dB/dt) generati dai
gradienti
• Campi e.m. a RF
Necessità di istituire un programma di
GESTIONE DEI DISPOSITIVI DI SICUREZZA
Con lo scopo di effettuare verifiche periodiche sul
mantenimento delle condizioni ambientali
predisposte in fase di collaudo in merito a:
- misura campo magnetico disperso
- campo RF: verifica tenuta gabbia di Faraday
- gestione criogenici.
EFFETTO
MISSILE
Limiti di prossimità vs Campo
Magnetico
Campo Magnetico
(mT)
Apparecchiature
medicali e supporti dati
2 mT
3 mT
Videoterminali, nastri e dischi
magnetici, carte di credito
1.0 mT
Hard disk, tubi RX, US
0.5 mT
Pace-maker cardiaco
0.1 mT
IB, Gamma Camere, TC,
Acceleratori lineari, Microscopi
elettronici
MISURA Campi Magnetici
G
A
U
S
S
M
E
T
R
O
Distribuzione
Campo Magnetico
RM 1 T Ge
Linea isomagnetica
5 Gauss
Zona interrata
No schermatura
Distribuzione
Campo Magnetico
RM 1.5 T Ge
Linea isomagnetica
5 gauss
schermatura
Il sistema di confinamento magnetico mira a contenere
il campo magnetico disperso. I materiali principalmente
utilizzati sono quelli ad elevata permeabilità magnetica
(indice fisico che descrive l’attitudine di un materiale a presentare
una bassa resistenza all’attraversamento delle linee di campo
magnetico) e a basso costo (tipicamente lamiere di ferro o
lamierini di ferro al silicio)
L’EFFETTO MISSILE
Il campo magnetico esercita inoltre sulle correnti rapidamente
variabili che percorrono le bobine di gradiente una forza che
determina urti meccanici delle stesse contro le strutture di
supporto: RUMORE!!!
MATERIALI AMAGNETICI
GABBIA di FARADAY
Schermo elettromagnetico realizzabile con 3 diverse
tipologie costruttive:
• cabina in rame (pannelli in rame con telai in legno)
• cabina in acciaio (pannelli in acciaio)
• pannelli a sandwich (rame – schiuma – acciaio)
L’obiettivo è quello di ottenere un’attenuazione del segnale RF
(in reciprocità, interno/esterno) di almeno 90dB attorno alla
banda di frequenze di eccitazione usata dalla RM.
Componenti speciali delle gabbie di Faraday:
• porta
• visiva
• filtri aria
• filtri elettrici
• penetrazione fluidi
Le misure sono eseguite secondo la normativa MIL-STD 285 e la nuova
norma IEEE STD 299 “Efficienza di schermaggio”
Viene misurata l’attenuazione in decibel (dB) di un segnale RF all’interno
della gabbia nel range di frequenza di lavoro dell’apparecchiatura RM. La
misura valuta la differenza di ampiezza del segnale prodotto da un
sistema di trasmissione RF e rilevato da un sistema di ricezione in
condizioni di presenza e di assenza di schermatura RF.
Data l’entità delle lunghezze d’onda in gioco, piccoli “varchi” della
superficie non connessi o isolati possono essere fonte di “passaggi di
segnale indesiderati”. Quindi particolare attenzione deve esser rivolta a
tute le connessioni, in particolare i punti minimi dove è necessario
effettuare la misura sono: PORTA, VISIVA, PANNELLO FILTRI
MACCHINA.
La prima verifica viene effettuata subito dopo l’installazione della RM;
secondo la normativa italiana i controlli periodici devono essere eseguiti
ogni 2 anni e dopo i 5 anni di attività della macchina annualmente e
comunque qualora si presentino artefatti nelle immagini dovuti a segnali
RF esterni ovvero a seguito di interventi significativi sulla gabbia.
Attenuazione da parte di una lastra piana
Misure efficienza di schermaggio
2
1
2
1
CATENA di
TRASMISSIONE RF
(Generatore RF, Antenna TX)
Generatori a radiofrequenza: range
di frequenza, potenza di emissione
CATENA di
RICEZIONE RF
(Antenna RX, attenuatori,
Ricevitore selettivo)
Ricevitore selettivo (analizzatore
di spettro): range di frequenza,
larghezza di banda, filtri
Come si verifica ?
Fase di calibrazione: si posiziona il generatore RF all’esterno della gabbia e
si collega ad un’antenna trasmittente: si genera un segnale RF di una data
potenza ad una data frequenza. Un’antenna ricevente collegata ad un
misuratore selettivo, posta ad una data distanza dipendente anche dalla
frequenza di misura, rileva il segnale
Fase di misura: si ripete la misura di cui sopra interponendo la gabbia tra
le due antenne. La differenza tra i due valori letti nella fase di calibrazione
e in quella di misura, espressa in dB, rappresenta l’efficienza di
schermaggio “SE”.
SE netta= SE(dB)(senza schermo) – SE(dB)(con schermo)
IMPIANTO di CLIMATIZZAZIONE
Le caratteristiche termoigrometriche richieste di solito sono quelle
tipiche, ovvero:
Temperatura: 20-22°C±1°C
Umidità: 50%±5%
L’impianto di distribuzione prevede la mandata nella parte anteriore
della stanza (zona lettino), mentre la ripresa nella parte posteriore
della stanza.
In CONDIZIONI NORMALI la stanza dovrà essere in equilibrio
pressorio con un ricambio dell’aria nell’intervallo (6-10) Vol/h.
E Quando si verifica l’EMERGENZA?
IL QUENCH
“E’ la transizione non controllata
della conducibilità elettrica di una
bobina superconduttiva percorsa da
corrente, da uno stato
superconduttivo alla normale
conducibilità, con la conseguente
ebollizione del liquido criogenico.”
Gas Criogenici
Nocivi per la salute
Inodori
Infiammabili
Non tossici
Producono vapori freddi per evaporazione
che si diffondono intorno
I vapori di elio si accumulano verso il
soffitto
I vapori di azoto si abbassano rapidamente
verso il pavimento
DANNI DA GELO SULLA
PELLE = BRUCIATURE
PERICOLO
GAS
CRIOGENICI
CONDENSAZIONE
DELL’OSSIGENO
BASSA TEMPERATURA DEL
CONTENITORE >RISCHIO DI
INCENDIO
SOFFOCAMENTO
(abbassamento
concentrazione O2)
ATTENZIONE !!!!
A temperatura ambiente (20 ° C) …..
750 litri
di elio
gassoso
1 litro di elio
liquido
700 litri di
azoto
gassoso
1 litro di
azoto liquido
SISTEMA di MONITORAGGIO O2
E’costituito da:
• una cella elettrochimica posta
all’interno della sala esame
vicino alla flangia di
collegamento
• una centralina posta in sala
comandi che consenta la
visualizzazione della
percentuale di ossigeno rilevata
e la programmazione di 2
SOGLIE di ALLARME (preallarme
e allarme)
Le CONDIZIONI di EMERGENZA si presentano quando il magnete
va in “quench” (evaporazione dell’elio allo stato liquido contenuto
nel magnete e fuoriuscita dell’elio in fase gassosa) e la tubazione
di estrazione sia recisa in parte o totalmente, CON FUORIUSCITA
DI ELIO ALL’INTERNO DELLA SALA ESAME.
In questo caso si avvia AUTOMATICAMENTE, tramite un SENSORE
di OSSIGENO posto all’altezza del soffitto nelle vicinanze della
tubazione del “quench”, la VENTILAZIONE di EMERGENZA, ovvero
la stanza dovrà essere in condizioni di depressione con un
ricambio dell’aria ≥ 20 Vol/h.
La ventilazione di emergenza può essere attivata MANUALMENTE
anche dall’operatore.
Il sistema di emergenza può prevedere l’impiego di una ripresa e
di una mandata SPECIFICHE per l’emergenza stessa e che tuttavia
sono posizionate, come le altre, rispettivamente nella zona
posteriore e in quella anteriore della sala esame.
I PERICOLI NEL QUENCH
Carenza di O2 nella sala rischio
soffocamento
Raffreddamento degli oggetti con
cui l’elio gassoso viene in
contatto
Esplosione del sistema di
espulsione
Produzione d una nube di colore
bianco, per raffreddamento
molecole di acqua presenti nella
zona posta nelle vicinanze del
magnete
Possibili danni al magnete
Cosa fare:
INSERIMENTO
VENTILAZIONE
FORZATA
ESTRAZIONE
PAZIENTE DALLA
SALA ESAME
IMPIEGO
RESPIRATORI
OPERAZIONI DI RABBOCCO
DEI GAS CRIOGENICI
Legislazione vigente
Riferimento
Legislativo
Decreto
Ministeriale
Decreto
Ministeriale
Decreto
Ministeriale
Decreto
Presidente della
Repubblica n.542
Data
Validità
29/11/1985 Artt. 1 e 2
02/08/1991 Art. 7 e Allegati (1-6)
Artt. 2, 4, 5 allegati
03/08/1993
A, B
08/08/1994 Tutti gli articoli
SICUREZZA DEI LAVORATORI
ATTIVA
persone
PASSIVA
apparecchiatura
ambiente
Norme di sicurezza
Barriere fisse
Sorveglianza fisica
Segnaletica
Sorveglianza medica
Dispositivi
I RESPONSABILI della SICUREZZA
MEDICO
RESPONSABILE
ESPERTO
RESPONSABILE
Competenze
prevalentemente cliniche
Stesura di protocolli per la
corretta esecuzione degli
esami e per il pronto
intervento su pazienti nei
casi di emergenza
Compiti principalmente tecnici
Validazione del progetto
esecutivo e verifica della
corretta esecuzione
Stesura delle regole da seguire
in caso di emergenza nel sito
Sorveglianza fisica
dell’ambiente
Controlli periodici del
perdurare delle caratteristiche
tecniche dell’impianto
M.R. ed E.R.
congiuntamente devono
Elaborare, portare a conoscenza di
tutte le persone che hanno accesso al
sito e far rispettare, tramite tutte le
misure necessarie, un Regolamento
che contenga tutte le norme interne di
sicurezza
Eseguire i Controlli di Qualità
STRUMENTI OPERATIVI
Delimitazione delle Zone
Zona Accesso Controllato - Zona di Rispetto
Segnaletica
Regolamento di sicurezza
Misure di sicurezza per il paziente
Misure di sicurezza per l’operatore
Verifiche periodiche
LE ZONE
segnaletica
- Individuazione
- Delimitazione
- Controllo accesso
STRUMENTI PER LA GESTIONE
IN SICUREZZA DI UN SITO RM
• Dispositivi di monitoraggio e di controllo
dell’intensità dei campi magnetici
• Installazione e controllo periodico funzionamento
sensori ossigeno
• Verifica periodica sistemi di sicurezza (pressione gas
criogenico, integrità sistemi di espulsione vapori di boil off e
di quench)
• Adeguata segnaletica
• Norme interne
• Formazione del personale
VERIFICHE PERIODICHE
Controlli di esistenza/funzionalità
(sistemi di ventilazione e climatizzazione, canalizzazione gas
criogenici, valvole di sicurezza, rivelatore O2, sistema di
aspirazione di emergenza, verifiche elettriche, rivelatore di
metalli, sistema di disattivazione del magnete, ...)
Controlli di presenza nel sito RM
(locale di emergenza, defibrillatore…)
Controlli di accesso al sito
Controlli di accesso alla sala RM
Tenuta della Gabbia di Faraday
Distribuzione delle curve isomagnetiche
Sistemi di prevenzione incendi.