Biztonsági kockázatok

   Tankönyv Fizikusoknak  »  The principles of MRI  »  Biztonsági kockázatok

Az MRI-vizsgálatnak mai ismereteink szerint minimális az egészségi kockázata, azonban fontos, hogy pontosan ismerjük az alanyt érő hatásokat. A vizsgálat során a spin rendszer gerjesztésére használt rádiópulzusok a beteg testében kis részben elnyelődnek. Az elnyelés kis mértékű, de mivel az RF-erősítő több kilowatt teljesítményt sugároz ki, az elnyelt energia sem elhanyagolható. A rádiófrekvenciás sugárzás energiája kicsi, nem ionizáló sugárzás, az anyag kémiai szerkezetét nem változtatja meg, csak melegíti a beteget. Mindazonáltal az ember maghőmérséklete állandó, amit egy hosszú, sok rádiópulzussal járó szekvencia megváltoztathatna, ezért korlátozásokat vezettek be a beteg szövetei által elnyelt teljesítményre (specific absorption rate, SAR; mértékegysége watt/kilogramm). Az elnyelés függ a gerjesztés frekvenciájától (nagyobb frekvencián nagyobb) és a szövetek minőségétől. A biológiai hatást jelentősen befolyásolja a keringés, ami elszállítja a hőt. Általában a lokális RF-tér meghatározása is igen komplex, sokszor csak speciális méréssel megoldható feladat.
A gyorsan változó gradiens terek elektromos feszültséget indukálnak. Igen erős és gyors gradiensek esetén ezek akkorák lehetnek, hogy ingerületbe hozzák a perifériás idegeket. Ez önkéntelen rángásokkal és fájdalmakkal jár, így tilos a betegeket ennek kitenni. A gradienseket általában már a gyártók korlátozzák az adott protokollnak megfelelő biztonságos értékre.
Az MRI berendezésekben a polarizációt létrehozó homogén tér, a hétköznapokban megismert mágnesekhez képes igen nagy. A klinikai gyakorlatban 1,5 és 3 tesla induktivitású tekercseket használnak, míg például egy ajtómágnes indukciója tipikusan 15-20 mT. Ekkora mágnesek közelében bármilyen ferromágneses tárgy megindulhat, és egy lövedék erejével repül a mágnes nyílásába. Egy ilyen baleset a mágnesben fekvő beteg számára halálos veszélyt jelent, és a berendezést is súlyosan károsíthatja.
A nyilvánvaló mechanikai sérüléseken túl, nagyobb ferromágneses tárgyak a mágnes közelében másfajta veszélyt is jelentenek. A nagy mágneses teret az MRI berendezésekben szupravezető tekercsekkel hozzák létre. Ezek a speciális anyagból készült tekercsek igen alacsony hőmérsékleten semmilyen elektromos ellenállást nem mutatnak, így a mágneses tér létrehozásához szükséges áramokat energia betáplálása nélkül fenn lehet tartani. A tekercsek hűtőközege cseppfolyós héliumgáz. Külső zavarok hatására előfordulhat, hogy a szupravezető drót egy kis darabja normálállapotba kerül. (Hasonlattal élve ez olyan, mint a forrás közeli fazék vízben egy gőzbuborék megjelenése.) A normálállapotú anyagban a tekercsban folyó száz amper feletti áram disszipálódni kezd, ami hőt termel. Ennek következtében a tekercs pillanatok alatt normálállapotba kerül, és a mágneses térben tárolt energia eldisszipálódik, elforralva a hűtőközeget. A folyékony gáz ahogy elforr, közel ezerszeresére tágul. Ezt a folyamatot quench-nek nevezik. Bár ritka esemény, a berendezések telepítésénél gondoskodni kell róla, hogy a rendkívül hideg gáztömeg biztonságosan távozni tudjon, ha bekövetkezik egy quench. Az elpárolgó hűtőközeg értéke több tízmillió forint, és a quench könnyen károsíthatja a tekercset is.