MRI 的生物效應與安全性 Bioeffects and Safety 鍾孝文教授台大電機系三軍總醫院放射線部 1 of 95
MRI 的安全性 磁共振影像的生物效應 磁共振影像的安全與防護 2 of 95
生物效應 做 MRI 會不會有害? 沒事還是別亂照? 有辦法的話還是早點改行? 3 of 95
MRI 有這麼危險嗎? 來! 我們看看你的心臟是否正常... 看一下就好 4 of 95
MRI 的產生 人體 = 磁鐵 磁鐵運動 = 感應電流 經過適當計算 = 影像 這些功能需要些什麼設備? 5 of 95
MRI 的儀器硬體 使人體變成磁鐵 : 強磁場 激發與接收信號 : 射頻線圈 把信號編碼 : 梯度線圈 6 of 95
MRI 的儀器硬體 使人體變成磁鐵 : 強磁場 激發與接收信號 : 射頻線圈 把信號編碼 : 梯度線圈 這些設備對人體有無傷害? 7 of 95
MRI 的生物效應 極低, 或沒有 即使有, 亦可立即復原 8 of 95
最常見的觀念 不相信? 寧可信其有? 9 of 95
MRI 儀器元件三要素 M ( 磁 ): 強 ( 超導 ) 磁鐵 R ( 共振 ): 射頻線圈 (RF coil) I ( 影像 ): 梯度線圈 (gradient coil) 10 of 95
MRI 儀器元件三要素 M ( 磁 ): 強 ( 超導 ) 磁鐵 R ( 共振 ): 射頻線圈 (RF coil) I ( 影像 ): 梯度線圈 (gradient coil) 11 of 95
強磁場的生物效應 病人照完相後只會朝北方走? 生殖能力減弱? 細胞不正常分裂? 心電圖 T wave 增強? 12 of 95
心電圖 T 波 (T wave) 的增強 R P T Q S 已知的 MRI 強磁場效應之一 13 of 95
心電圖 T wave 增強效應 Magnetohydrodynamic 效應 血液是導體 導體在磁場中運動, 產生感應電場 反應到體表, 被心電圖測得 14 of 95
Magnetohydrodynamic 效應 心臟血管 Bo 心臟血流 Bo 導體 ( 血液 ) 在磁場中運動產生感應電場 15 of 95
ECG T wave 增強的危險? 對病人應無害 Gating 的錯誤 ( 當成 R wave 了 ) T wave 增強也可能代表心肌梗塞等 在 MRI 掃瞄前後檢查 ECG 對照 16 of 95
強磁場生物效應的研究 Sickled 紅血球整齊排列? 眼球感光細胞整齊排列? BBB 滲透性暫時改變? Phantom limb 痛覺增加? 17 of 95
強磁場的生物效應 目前所有研究結果均無 或爭議性極高 有沒有實例? 18 of 95
Klitzing (1986) 於 0.35 T 腦幹的聽覺痛覺誘發電位改變 四項研究結果不支持此說法 Hong (1990), Muller (1990), Vogl (1991), Buettner (1992) 19 of 95
磁場的生物效應 床位朝南北, 以與地球磁場平行? 枕頭下放置磁鐵有助精神穩定? 健康磁帶可供瘦身除脂? 水晶磁場有助於改善周邊環境? 20 of 95
強磁場的生物效應 您相信科學研究, 還是商人廣告? 反正試試看也沒壞處? 21 of 95
MRI 儀器元件三要素 M ( 磁 ): 強 ( 超導 ) 磁鐵 R ( 共振 ): 射頻線圈 (RF coil) I ( 影像 ): 梯度線圈 (gradient coil) 22 of 95
射頻激發 (RF) 的生物效應 射頻激發 (RF) 類似微波爐? 射頻類似收音機無線電波 RF 過多, 局部體溫會略為提高 23 of 95
梯度迴訊 ( 多切面 ) B1 TR... t Gs... t Gp... t Gr... t 同一 TR 內激發數個切面 (RF 很多 ) 24 of 95
自旋迴訊 ( 多切面 ) 90 0 180 0 RF t Gs t Gp Gr 取樣... t t 25 of 95
射頻激發 (RF) 的生物效應 擔心? 不必! FDA SAR limits: 頭部平均 3.2 W/Kg 以下 全身平均 0.4 W/Kg 以下 局部最高 8.0 W/Kg 以下 26 of 95
射頻激發 (RF) 的熱效應 人體內部自有體溫調節系統 溫度上升, 立刻由血流帶走熱量 27 of 95
MRI 儀器元件三要素 M ( 磁 ): 強 ( 超導 ) 磁鐵 R ( 共振 ): 射頻線圈 (RF coil) I ( 影像 ): 梯度線圈 (gradient coil) 28 of 95
梯度線圈的生物效應 快速磁場變化, 人體又是導體... 磁生電? 病人會觸電? 神經電生理受到擾亂? 29 of 95
梯度迴訊 (Gradient Echo) RF Gs 梯度線圈開關 = 磁場變化 t t Gp Gr... t t 30 of 95
磁磷眩光 Magnetophosphene 快速磁場變化, 磁生電 視神經受到刺激, 好像看到閃光 距離 MRI 中心愈近, 效應愈小 31 of 95
z 梯度線圈關閉時 Bo 馬克士威線圈對 (Maxwell pair) 32 of 95
z 梯度線圈開啟 Bo 各處磁場快速產生變化 33 of 95
z 梯度線圈再關閉 Bo 磁場變化較大 磁場變化較小 距離 MRI 中心愈近, 效應愈小 34 of 95
磁磷眩光 Peripheral nerve stimulation 一旦停止掃瞄, 反應立刻消失 視神經並未受到損壞 只有 EPI 才會出現 35 of 95
面迴訊成像 (EPI) 脈衝序列 RF t Gs Gp Gr...... t t t Echo Planar Imaging 36 of 95
Peripheral Nerve 刺激 眼睛 : 雖無害卻十分擾人 同樣原理可能刺激心肌? 刺激心肌所需強度 : 10 倍以上 37 of 95
摘要 : MRI 的生物效應 T wave 增強 ( 磁場 ) 局部體溫有時略為上升 (RF) 有時會有磁磷眩光 ( 梯度線圈 ) 38 of 95
摘要 : MRI 的生物效應 病人 醫師 放射師 : 均無害 正常操作下, 根本毋須擔心 39 of 95
不少人下課後會想 說歸說, 信不信由我 40 of 95
鍾教授你錯了, 我告訴你... 我朋友做了 MRI 之後說眼睛好痛... 真的是因為 MRI 的關係嗎? 還是不信? 41 of 95
請問... 台電是否願將核電廠蓋在家門口? 醫師沒事是否願意照照 X 光? 鍾教授沒事是否願意照照 MRI? 42 of 95
風險 (risk) 與利益 (benefit) MRI 帶給病人更精確的診斷 MRI 放射師有無放射線的工作環境 MRI 提供醫師另一隻透視的利眼 MRI 讓鍾教授得以靠嘴巴混飯吃 43 of 95
MRI 有這麼危險嗎? 來! 我們看看你的心臟是否正常... 看一下就好 44 of 95
您怕 MRI 的生物效應嗎? 請便! 不勉強 45 of 95
MRI 的安全性 磁共振影像的生物效應 磁共振影像的安全與防護 46 of 95
磁共振影像的安全與防護 既然 MRI 如此安全, 還要什麼防護? 47 of 95
MRI 的安全性 正常操作下, 根本毋須擔心 不正常操作可能極為危險! 48 of 95
危險! 告示牌 WARNING! 49 of 95
MRI 的強磁鐵 地球磁場 : 0.5 Gauss 小學生的吸鐵石 : ~ 50 Gauss MRI 主磁場 : 15,000 Gauss 50 of 95
磁力的比較 0.5 Gauss : 指南針偏轉 50 Gauss : 吸引迴紋針 15,000 Gauss : 吸引電視機? MRI weight : 4~9 tons 51 of 95
強磁鐵的危險性 以極大吸力快速吸引家電用品! 鐵釘 剪刀 打火機 鑷子 老虎鉗 鐵鎚 殺蟲劑 推車 電腦 椅子 示波器 吸塵機 52 of 95
強磁場與鐵磁性物質的危險性 功率放大器 除濕機 53 of 95
強磁場與鐵磁性物質的危險性 椅子 打蠟機 54 of 95
強磁場與鐵磁性物質的危險性 笑氣麻醉瓶 氧氣鋼瓶 55 of 95
強磁場與鐵磁性物質的危險性 吸塵器 靜脈注射設備 56 of 95
MRI 強磁場影片 如果教室像電影院 取自 GE 公司教學影片 兒童在家請勿自行模仿 57 of 95
強磁場與鐵磁性物質的危險性 58 of 95
強磁鐵最大的危險性 MRI : 數噸重的儀器 愈重的物品, 愈可能成為致命武器! 59 of 95
其他危險物品 心律調節器 (pacemaker) 強磁場影響下功能可能喪失 全世界有一名死亡病例 (1990) 不單需注意病人, 還要注意家屬 60 of 95
有關心律調節器 心律調節器的發展瞬息萬變, 不同工司磁場相容性不同 Circ 04: safe Circ 05: 3 letters Follow new investigations! 最好是謹慎一些 61 of 95
其他 不好 的物品 金屬或磁性物 人工植入物 隨身物品 可能引起不適或使影像扭曲 62 of 95
金屬或磁性人工植入物 外科手術夾 人工內耳 注射幫浦 義肢... 等等 63 of 95
金屬或磁性隨身物品 假牙 皮帶環 含鐵化粧品 髮夾... 等等 64 of 95
已知的 不好的東西 65 of 95
鐵質髮夾的 MRI Spin echo Gradient echo 66 of 95
事前防範的重要性 儀器附近物品不可隨意放置 詢問病人有否裝設人工器官等 除去手錶 髮夾等物, 更換病患衣 閒雜人等切勿進入! 67 of 95
http://www.mrisafety.com/list_search.asp 68 of 95
萬一發生緊急事故 病人生命遭受威脅 : 身體不適 : 立刻讓病人離開 MRI 已被夾住 : 緊急 quench 如無生命安全之虞, 立刻電告廠商 69 of 95
緊急 Quench Quench : 將超導磁性關除 耗費大量人力財力 磁鐵可能損壞 如無生命威脅或深仇大恨, 切勿輕易使用! 70 of 95
Quench 液態氦 液態氮大量揮發 若無排除, 室內氧氣將急劇減少 磁性消失, 須重行充灌 時間 ~ 二週, 金錢 ~ 數百萬元 71 of 95
Quench 場景 (NMR Spectrometer) 剛開始 一陣子後 72 of 95
MRI Quench 影片實例 如果教室像電影院 無版權, 請勿告發 73 of 95
節錄自電影 救世主 The One 74 of 95
射頻灼傷 (RF Burns) 射頻電磁波 + 導線接頭 ~ 尖端放電 心電圖導線頭 氧氣儀表指針... 等 線圈 去耦合線路 損壞亦可能灼傷 75 of 95
預防射頻灼傷 依照指示使用 MRI 專用之 心電圖等儀表 愛惜線圈 76 of 95
MRI 與孕婦 一般咸信理論上對胎兒無害 但沒有人敢冒然做此研究 ( 95) 歐美已開始使用 (2~3 trimesters) 現在則愈來愈多了 77 of 95
包括我自己的兒子在內 特別感謝三軍總醫院陳震宇主任熱情製作 78 of 95
MRI 的對比劑 Magnevist, Gadovist (Schering) ProHance (Bracco) OmniScan (Nycomed GE) Dotarem (Guerbet) Optimark (Mallinckrodt) 79 of 95
幾種 FDA 已批准準的 Gd 螯合物 Gd-DTPA (Magnevist) Gd-DOTA (Dotarem) Gd-DTPA-BMA (Omniscan) Gd-HP-DO3A (Prohance) 類似的 multi-arm organic ligand 結構 80 of 95
MRI 對比劑的安全性 穩定性 : 螯合物不應在人體中分解 分解前即已排泄出體外 ( 尿液 ) 上市前的 LD 50 study 50% 的老鼠會致死的劑量 81 of 95
LD 50 Study 一半老鼠死亡劑量 (mmol/kg) Gd-DTPA Magnevist 10 Gd-DOPA Dotarem >10 Gd-DTPA-BMA Omniscan 34 Gd-HP-DO 3 A ProHance 12 GdCl 3 0.2~0.5 Gd(OH) 3 0.1 82 of 95
都是血管內注射 安全性很高 使用的過敏病例 (1994) : Magnevist : 13 in 5,900,000 一名死亡 一名 coma 六名死亡病例無法證實是顯影劑造成 83 of 95
對比劑安全性的考量 LD 50 只是顯影劑的整體毒性 腎功能異常者就未必了 最新範例 : OmniScan 與 NSF 腎因性全身纖維化病變 84 of 95
Nephrogenic Systemic Fibrosis 85 of 95
原因推測 NSF 患者都做過 CE-MR, 並且都有腎功能異常 ( 反之不成立 ) 腎功能異常者無法排出顯影劑 病患皮膚 biopsy 中找到 Gd 86 of 95
原因推測 無法證明是 Gd 引起 ( 螯合物?) 但是證據已經指向與顯影劑有關 向全球發出警示 (RSNA, ISMRM, FDA, 衛生署 ) 持續密切注意 87 of 95
MRI 的噪音 起因 : 梯度線圈的磁場變化 成像愈快, 通常聲音愈大 給予病人耳塞 88 of 95
閉塞空間恐懼症 Claustrophobia ( 心理因素 ) 病人害怕進入 MRI 內 解釋 MRI 無害 儘可能安撫情緒, 亦不勉強 89 of 95
摘要 : MRI 的生物效應 有一些, 但相信無害 鍾教授個人並不擔心 但也不強迫聽者一定要接受 90 of 95
摘要 : MRI 的安全防護 防止強磁鐵吸入外物 防止射頻灼傷 注意病人的身心舒適 不危言聳聽, 亦不大意行事 91 of 95
http://www.mrisafety.com/safety_info.asp 92 of 95
http://www.stmichaelshospital.com/content/programs /medical_imaging/mri/mri_safety.asp 93 of 95
摘要 : MRI 的安全防護 正常操作下, 根本毋須擔心! 94 of 95
MRI 的生物效應與安全性 Bioeffects and Safety 鍾孝文教授台大電機系三軍總醫院放射線部 95 of 95