PROBLEMI DI SICUREZZA CONNESSI ALL UTILIZZO DI UNA APPARECCHIATURA A RISONANZA MAGNETICA

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1 Novembre 2015 RMN 5

2 PROBLEMI DI SICUREZZA CONNESSI ALL UTILIZZO DI UNA APPARECCHIATURA A RISONANZA MAGNETICA È possibile schematizzare i problemi di sicurezza in 3 classi distinte: 1. effetti biologici dei campi magnetici 2. effetti meccanici del campo magnetico (già visto) 3. problemi connessi all utilizzo dell LHe È da tener presente che tali effetti possono essere concomitanti e sinergici.

3 CAMPO STATICO: EFFETTI BIOLOGICI DIRETTI 1.Il campo statico è in grado di orientare le molecole In teoria, tutte le molecole magneticamente anisotrope esposte ad un campo magnetico subiscono una forza che può determinarne la rotazione e quindi l orientazione con il campo. Il DNA in soluzione all 1% si orienta in un campo di 13 T. Il segmento esterno dei bastoncelli retinici e le emaziefalciformi deossigenate si orientano in campi magnetici inferiori a 1T. Per questo motivo si ritiene che spostandoci verso campi magnetici elevati essi possano costituire un pericolo per le persone affette da anemia falciforme (con formazione di trombi ematici). Attualmente tuttavia non si conoscono altri rischi associati all orientazione delle molecole con il campo. Fonte: DR. Massimo Mattozzi - Ispesl

4 Normativa Europea Limiti di esposizione a campi elettromagnetici per il personale addetto

5 LIMITI DI ESPOSIZIONE (LAVORATORI)

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7 Limiti Derivati per la popolazione Raccomandazione Europea GU CE 30/07/1999

8 Lo studio sviluppa / indaga: Il calcolo delle correnti indotte nel corpo umano dovute al movimento dell operatore in un gradiente di campo magnetico statico. L Esposizione ai campi magnetici variabili dei gradienti pulsati delle macchine RM E RIFERITO A TOMOGRAFI REALMENTE ESISTENTI: INFINION DA 1,5 T SIEMENS DA 4 T EMI DA 7 T HA MISURATO POI L ESPOSIZIONE AL CAMPO MAGNETICO STATICO CON DOSIMETRI PERSONALI PER VERIFICARE I LIVELLI DI ESPOSIZIONE NELLE NORMALI PRATICHE CLINICHE (dosimetri composti da sonde hall e sonde per il db/dt) Fonte: DR. Massimo Mattozzi - Ispesl

9 LO STUDIO CROZIER- Alcuni risultati Valori di densità di corrente prodotti dal movimento alla velocità di 1 m/s nel campo magnetico statico di un impianto RM. Da confrontare con il limite di 40 ma/m 2 rms ovvero A/m 2 (56.57 ma/m 2 di picco)

10 Altri- studi z Movimento del lavoratore in un gradiente di campo magnetico statico Correnti indotte da gradienti di campo statico (magnete da 1,5 Tesla). In ascissa distanza z dall estremità del magnete. Fonte: DR. Massimo Mattozzi - Ispesl

11 Limiti di esposizione ancora validi in Italia Si limita il tempo di permanenza in zone con un determinato livello di campo. D.M. 2/8/1991 (di cui restano in vigore solo gli allegati, che contengono gli standard di sicurezza), stabilisce i limiti di esposizione dei lavoratori al campo magnetico statico (corpo intero): 2T...15 min/giorno 200 mt...1 ora/giorno I nuovi standard di sicurezza (quando usciranno) prevedono per l esposizione dei lavoratori (corpo intero): 2 T min/giorno 200 mt...8 ore/giorno 8 T...10 min/giorno

12 CRIOGENO (LHe) Il magnete, essendo superconduttore, deve essere mantenuto alla temperatura di circa 4 K (-269 C). Tale temperatura viene raggiunta immergendo la bobina in LHe. I pericoli potenziali maneggiando l elio liquido derivano essenzialmente da queste caratteristiche:

13 1. il liquido è estremamente freddo; l elio è il più freddo tra i liquidi criogeni; la bassissima temperatura dell elio liquido fa condensare e solidificare l aria; 2. piccolissime quantità di elio vengono convertite in grandi volumi di gas 3. l elio non tiene in vita

14 Precauzioni da osservare in caso di contatto con l LHe Il contatto accidentale con l LHe o gas freddo uscente con la pelle o gli occhi può provocare una lesione simile al congelamento. Proteggere gli occhi e coprire la pelle ove esiste possibilità di contatto col liquido, il gas freddo o i tubi e le parti dell apparecchio più freddi Avvertimento per il pronto soccorso

15 Precauzioni da osservare in caso di contatto con l LHe Nel caso in cui una persona venisse intontita o perdesse i sensi a contatto con l LHe, trasportarlo immediatamente in un area ben ventilata Se si è interrotto il respiro, applicare la respirazione artificiale. Nel caso di perdita di sensi, chiamare immediatamente un dottore Le ustioni criogeniche devono essere trattate come le ustioni da fuoco; trattate come ustioni chimiche peggiorerebbero

16 Precauzioni da osservare in caso di contatto con l LHe La ventilazione interna comunque è in grado di garantire la massima sicurezza in caso di fuoriuscita di He. Normalmente vengono garanti 10 ricambi d aria/ora e 20 in caso di emergenza (fuoriuscita di He); quando la concentrazione di ossigeno scende al di sotto del 18%, il rilevatore di ossigeno posto all interno della sala del magnete fa entrare in funzione la ventola di emergenza che porta a 20 i ricambi d aria/ora.

17 CARATTERISTICHE DELL He Formula chimica He Peso molecolare 4,0026 Punto di solidificazione 4,21 K Densità del liquido 125 kg/m 3 Densità del gas a 273 K e 1 bar 0,176 kg/m 3 Espansione di volume da liquido a gas a 20 C e 1 bar Colore Odore Sapore 742:1 Nessuno Nessuno Nessuno

18 PROTEZIONE DAGLI INCENDI Il gas elio non è combustibile, tuttavia esiste la possibilità di potenziali rischi dovuti a fughe di gas e condensazioni di ossigeno. Non far uso di fiamme libere e divieto assoluto di fumare in sala magnete IMPORTANTE Non usare materiali sintetici per coprire il paziente; usare solo carta, cotone o lino Informare i Vigili del Fuoco della presenza di un magnete presso la casa di cura

19 PULSANTI DI EMERGENZA Sono previsti per motivi di sicurezza 2 tipi di pulsanti: SPEGNIMENTO DEL MAGNETE (Quench) SPEGNIMENTO DEL SISTEMA ELETTRONICO (Emergency ShutDown)

20 SPEGNIMENTO DEL MAGNETE (Quench) Se un paziente rimane attaccato al magnete a causa di un oggetto ferromagnetico, e a causa di ciò se verifica un emergenza sanitaria oppure una qualunque emergenta legata al campo magnetico, provocare un quench del magnete. Se non c è emergenza attendere prima di provocare il quench del magnete

21 SPEGNIMENTO DEL MAGNETE (Quench) Nei sistemi dove l Unità di Disattivazione del Magnete (Magnet Rundown Unit, MRU) viene chiamata Unità di Disattivazione d Emergenza (Emergency Rundown Unit), sollevare l interruttore del riscaldamento e posizionarlo su A o B e premere il pulsante rosso di Disattivazione d Emergenza (Emergency Rundown). Se nella prima posizione l interruttore non funziona, selezionare l altra e premere di nuovo il pulsante rosso.

22 SPEGNIMENTO DEL MAGNETE (Quench) Nei sistemi dove l unità si chiama Unità di Disattivazione del Magnete (Magnet Rundown Unit, MRU), sollevare il coperchio di plastica e premere il pulsante rosso di disattivazione. Questo pulsante, situato sul muro vicino al magnete, disattiva (quench) il magnete in 2 minuti circa.

23 SPEGNIMENTO DEL MAGNETE (Quench) Un quench è una reazione subitanea al calore. Fa evaporare rapidamente i criogeni che, a loro volta, causano la dispersione del campo magnetico statico. Da ricordare: un quench del magnete comporterà diversi giorni di inattività, per cui si consiglia di premere il pulsante solo in caso di vera e propria emergenza. Non cercare di testare questo pulsante; solo personale qualificato del servizio di assistenza può farlo.

24 SPEGNIMENTO DEL SISTEMA ELETTRONICO (Emergency ShutDown) Tale pulsante spegne completamente l apparecchiatura scollegandola dalla rete elettrica (senza toccare il magnete) ed è da utilizzare nei seguenti casi: Pericolo per il paziente Incendio Pericolo per l apparecchiatura

25 SISTEMA DI CONDIZIONAMENTO E RICAMBIO D ARIA All interno della sala RM è presente un sistema di ricambi d aria idoneo per questo tipo d impianti. All uopo sono stati previsti 20 ricambi d aria/ora nella sala magnete. Tali ricambi d aria sono azionati automaticamente da un sistema di rilevazione dell ossigeno che, quando la percentuale di O 2 scende sotto una certa soglia (18%), attiva il sistema di espulsione rapida.

26 SISTEMA DI CONDIZIONAMENTO E RICAMBIO D ARIA Sebbene la quantità di elio presente all interno del magnete sia elevata (alcuni centinaia di litri), questa quantità ben difficilmente andrà in ambiente, a causa della presenza di del diaframma di rottura (burnst disk) che provvede alla sua rottura non appena dovesse verificarsi un quench. Il gas prodotto fuoriuscirebbe quindi, attraverso il sistema di tubature, all esterno, attraverso il tubo di quench.

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28 Caratteristiche del Sensore Ossigeno Il sensore ossigeno è direttamente collegato ad una centralina di comando La taratura del sensore deve prevedere la possibilità di settare una soglia di pre-allarme (19-20%)in corrispondenza della quale si attiva l avvisatore sonoroluminoso collegato alla centralina, e una soglia diallarme ( rigorosamente al18%) che implichi l attivazione automatica di un sistema di ventilazione di emergenza

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30 Normativa Nazionale per il SAR (D.M.S. del 03/08/ Pazienti) ALLEGATO A Modifica del punto E.2.c dell all. 1 e del punto D.2.b dell all. 4 del decreto ministeriale 2 agosto 1991 Campi elettromagnetici (e.m) a radiofrequenza I) Si raccomanda che l'esposizione di pazienti o volontari sani a campi elettromagnetici a radiofrequenza sia tale da evitare che la temperatura corporea subisca un innalzamento a 0.5 C. In condizioni ambientali adeguate (temperatura ambiente 22 C, umidità relativa < 50%) il rispetto di tale soglia viene assicurato limitando il valore medio del rateo di assorbimento specifico medio (SAR) a corpo intero - mediato su qualunque intervallo temporale di 15 minuti - come segue:

31 Tempo di esposizione (minuti) Valori di SAR (W/kg) t > 30 < 1 15 < t < 30 < 30/t t < 15 < 2 Questi stessi limiti vengono raccomandati anche per i lavoratori. II) E' tuttavia possibile estendere l'esposizione di pazienti e volontari sino ad un innalzamento massimo della temperatura corporea di 1 C, e a soglie di SAR medio a corpo intero (mediato su qualunque intervallo temporale di 15 minuti e sempre in condizioni ambientali adeguate), previa valutazione da parte del medico responsabile dell'analisi, del beneficio derivante al paziente dall'analisi stessa, a fronte dei possibili rischi:

32 Normativa Nazionale per il SAR (D.M. 03/08/1993 All. A) Tempo di esposizione (minuti) Valori di SAR (W/kg) t > 30 < 2 15 < t < 30 < 60/t t < 15 < 4 Nella valutazione dei rischi associati a tali estensioni dei limiti di esposizione, è necessario tener presente che pazienti affetti da alcune patologie (quali alterazioni nella funzionalità cardiovascolare; termoregolazione compromessa o ridotte; stati febbrili; ipertensione, etc.), pazienti trattati con alcuni farmaci (quali diuretici, tranquillanti, sedativi, vasodilatatori, etc.), bambini, anziani, pazienti in gravidanza o soggetti obesi, sono più suscettibili di soggetti normali ai possibili danni indotti dal riscaldamento tessutale indotto da campi elettromagnetici.

33 Poiché le categorie di pazienti sensibili non sono ben definite, si raccomanda che in tutti i casi in cui il medico decida di estendere le condizioni di esposizione secondo quanto sopra precisato, vengano comunque effettuati sul paziente i normali controlli dei principali parametri fisiologici (battito cardiaco, temperatura corporea, pressione sanguigna, etc.). E' altresì necessario considerare che: a) disomogeneità tessutali possono dar luogo a picchi localizzati di potenza assorbita e quindi provocare innalzamenti locali di temperatura ("hot spots"); b) in prossimità della bobina a radiofrequenza, possono verificarsi effetti di surriscaldamento locale; c) l'esposizione a campi elettromagnetici a radiofrequenza durante analisi a risonanza magnetica è prevalentemente confinata alla parte del corpo esaminata. In nessun caso il valore medio del SAR localizzato in distretti corporei può essere tale da indurre un innalzamento della temperatura locale al disopra di 38 C in qualunque tessuto della testa; di 39 C in qualunque tessuto del tronco; di 40 C in qualunque tessuto degli arti. In condizioni ambientali adeguate si ritiene che il rispetto di tali soglie termiche venga assicurato limitando il valore medio del rateo di assorbimento specifico medio (SAR) a corpo intero (mediato su qualunque intervallo temporale di 6 minuti) come segue:

34 Tempo di esposizione (minuti) Valori di SAR (W/kg) t > 30 < 2 15 < t < 30 < 60/t t < 15 < 4 Testa Tempo di esposizione (minuti) Valori di SAR (W/kg) t > 30 < 4 15 < t < 30 < 120/t t < 15 < 8 Tronco Tempo di esposizione (minuti) Valori di SAR (W/kg) Arti t > 30 < 6 15 < t < 30 < 180/t t < 15 < 12

35 III) Per proteggere tessuti scarsamente vascolarizzati, come ad esempio l'occhio, si raccomanda che tali tessuti non siano esposti a valori di SAR superiori a 0.1 W/10 g per periodi di durata superiore a 10 minuti. IV) Gli utenti di apparati diagnostici a risonanza magnetica generalmente non dispongono di mezzi adeguati per la determinazione dell'energia depositata nel corpo del paziente. Si raccomanda quindi che l'utente richieda alla casa costruttrice informazioni dettagliate e i dati necessari al rispetto delle norme e raccomandazioni di sicurezza in materia.

36 Stimolazione dei Nervi Periferici ATTENZIONE a causa del tasso di variazione del campo magnetico (db/dt) usato durante alcune scansioni, una piccola percentuale di pazienti potrebbe essere soggetta a formicolii o a sensazioni cutanee anomale

37 Normativa Nazionale per il SAR (Magneti Gradienti) ALLEGATO B Modifica del punto E.2.b dell all. 1 e del punto D.2.c dell all. 4 del decreto ministeriale 2 agosto 1991 Campi magnetici variabili nel tempo (esclusi campi a radiofrequenza) I) Durante analisi a risonanza magnetica, i campi magnetici variabili nel tempo (db/dt), associati all'accensione e allo spegnimento rapido dei gradienti di localizzazione spaziale, inducono potenziali elettrici e correnti circolanti nel corpo del paziente (o del volontario sano).

38 Normativa Nazionale per il SAR (D.M. 03/08/1993 All. B) I principali effetti fisiopatologici associati a tali induzioni possono essere: a) alterazioni nei potenziali di azione di cellule eccitabili; b) stimolazione neuromuscolare; c) fibrillazione cardiaca. Si ritiene che valori di db/dt inferiori a 6 T/s non rappresentino rischio per la salute del paziente

39 Normativa Nazionale per il SAR (D.M. 03/08/1993 All. B) II) E' tuttavia possibile estendere l'esposizione di pazienti e volontari a campi magnetici variabili nel tempo contenuti al disotto dei limiti di seguito specificati, previa valutazione da parte del medico responsabile dell'analisi, del beneficio derivante al paziente dell'analisi stessa, a fronte dei possibili rischi: t (tempo di esposizione alle rf in µs) Variazione del campo magnetico in T/s (db/dt) t > < t < /t t <

40 Normativa Nazionale per il SAR (D.M. 03/08/1993 All. B) Nella valutazione dei rischi associati a tali estensioni dei limiti di esposizione, è necessario tener presente che pazienti affetti da alcune patologie cardiocircolatorie o neurologiche nonché pazienti sottoposti a terapie a base di attivatori neuronali, possono essere particolarmente sensibili all'esposizione a campi magnetici variabili nel tempo.

41 Normativa Nazionale per il SAR (D.M. 03/08/1993 All. B) E' pertanto necessario che in tutti i casi in cui il medico consideri l'opportunità di estendere le condizioni di esposizione a valori di db/dt > 6 T/s, predisponga un preventivo controllo della funzionalità cardiaca del paziente (ECG). Si raccomanda inoltre che il medico effettui controlli sia sulla stimolazione periferica che sulla funzionalità cardiocircolatoria del paziente, durante analisi che prevedono l'impiego di db/dt superiori a 6 T/s.

42 Normativa Nazionale per il SAR (D.M. 03/08/1993 All. B) III) Gli utenti di apparati diagnostici a risonanza magnetica generalmente non dispongono di mezzi adeguati per la determinazione accurata dei valori di db/dt utilizzati nei diversi protocolli clinico-diagnostici. Si raccomanda quindi che l'utente richieda alla casa costruttrice informazioni dettagliate e i dati necessari al rispetto delle norme e raccomandazioni di sicurezza in materia.

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