倪萍,陳自謙,張魯閩,馬繼民
南京軍區(qū)福州總醫(yī)院 a.醫(yī)學(xué)工程科;b.醫(yī)學(xué)影像科, 福建 福州 350025
高場磁共振應(yīng)用安全和質(zhì)量控制的規(guī)范化管理
倪萍a,陳自謙b,張魯閩a,馬繼民a
南京軍區(qū)福州總醫(yī)院 a.醫(yī)學(xué)工程科;b.醫(yī)學(xué)影像科, 福建 福州 350025
專欄——放射診療設(shè)備的應(yīng)用安全和質(zhì)量控制
編者按:醫(yī)療設(shè)備應(yīng)用安全和質(zhì)量控制直接關(guān)系到臨床診療的方方面面。在現(xiàn)代醫(yī)學(xué)領(lǐng)域,臨床醫(yī)學(xué)工程師的責(zé)任已不再是單純的設(shè)備維修,更重要的是設(shè)備的風(fēng)險規(guī)避與質(zhì)量控制。而這不能僅僅只停留在口頭上,也不僅僅靠一年一次的質(zhì)量控制檢測就能做到,而應(yīng)該建章立制去規(guī)范日常工作流程,點點滴滴地積累和落實。在此過程中,臨床醫(yī)學(xué)工程師要真正成為現(xiàn)代臨床醫(yī)學(xué)和工程學(xué)之間的橋梁,不斷將設(shè)備使用的各種安全隱患、保養(yǎng)措施、正確操作流程以及質(zhì)量控制理念傳授給相關(guān)人員并進行有效溝通,這樣才能保證設(shè)備科學(xué)、合理、安全、高效地運行。
本期專欄匯總了多種放射診療設(shè)備的應(yīng)用安全和質(zhì)量控制稿件,包括高場磁共振應(yīng)用安全和質(zhì)量控制的規(guī)范化管理、醫(yī)用回旋加速器質(zhì)量控制與安全策略探討、CT應(yīng)用質(zhì)量控制及計量檢測探討、安全防患——醫(yī)用加速器質(zhì)量控制的重點、影響PET/CT圖像質(zhì)量技術(shù)因素的探討5篇文章,期望能夠拋磚引玉,鼓勵廣大臨床醫(yī)學(xué)工程師共同肩負起醫(yī)療設(shè)備安全和質(zhì)量控制的重任。

欄目主編:倪萍
高級工程師,南京軍區(qū)福州總醫(yī)院醫(yī)學(xué)工程科副主任,從事醫(yī)療設(shè)備的維修、管理、計量及質(zhì)量控制等工作,在磁共振設(shè)備應(yīng)用安全和質(zhì)量控制、掃描序列和參數(shù)優(yōu)化等方面有較為深入的研究。獲軍隊醫(yī)療成果二等獎1項,福建省科技進步二等獎1項,軍隊科技進步三等獎1項,以及2010年“中華十佳優(yōu)秀臨床醫(yī)學(xué)工程師”和“中華醫(yī)學(xué)會醫(yī)學(xué)工程分會十大杰出青年”稱號。現(xiàn)為中華醫(yī)學(xué)會醫(yī)學(xué)工程分會青年委員,中華醫(yī)學(xué)會影像技術(shù)分會青年委員,全軍影像技術(shù)分會委員。
高場磁共振成像設(shè)備不僅存在許多安全隱患,而且容易產(chǎn)生各種圖像質(zhì)量問題,直接影響臨床診斷的準確性。本文從硬件設(shè)備的質(zhì)量控制、使用過程的風(fēng)險防范、嚴格的規(guī)章制度等幾方面,就高場磁共振應(yīng)用安全和質(zhì)量控制的規(guī)范化管理策略作一探討。
磁共振;應(yīng)用安全;質(zhì)量控制;規(guī)范化管理
科技的飛速發(fā)展帶來醫(yī)院醫(yī)療設(shè)備的不斷更新?lián)Q代,使臨床的診療越來越依賴醫(yī)療設(shè)備。準確的診斷是合理治療的前提,醫(yī)療質(zhì)量的提高依賴于由醫(yī)療設(shè)備所產(chǎn)生的相關(guān)結(jié)果的穩(wěn)定性,因此醫(yī)學(xué)影像設(shè)備必須要能提供客觀優(yōu)質(zhì)的圖像[1]。磁共振成像技術(shù)作為集眾多高新技術(shù)之大成的邊緣學(xué)科,已經(jīng)成為臨床醫(yī)學(xué)最重要的無創(chuàng)性成像方法之一,解決了臨床醫(yī)學(xué)診斷和科研領(lǐng)域中許多重大課題和難題。各大中型醫(yī)院紛紛花費千萬元巨資更新引進先進的磁共振成像裝置,3T磁共振在大中型醫(yī)院已廣泛使用,很多縣級醫(yī)院也都引進了1.5T磁共振。
由于高場磁共振成像設(shè)備不僅存在許多安全隱患,而且容易產(chǎn)生各種圖像質(zhì)量問題,直接影響臨床診斷的準確性,嚴重的甚至導(dǎo)致漏診和誤診。磁共振設(shè)備的可靠性、安全性和有效性不僅取決于設(shè)備本身質(zhì)量,而且取決于設(shè)備在運行過程中各個環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制和管理。高場磁共振安全關(guān)系到設(shè)備的安全、人員的安全;圖像質(zhì)量關(guān)系到診斷的準確性。然而目前的現(xiàn)狀卻令人擔(dān)憂,高場磁共振安全和質(zhì)量控制未能引起足夠的重視,對磁共振風(fēng)險認識不足,存在重使用,輕維護的現(xiàn)象。另外有的醫(yī)院認為通過購買保修就可以萬事無憂,事實上廠家保修無法解決使用環(huán)節(jié)的安全和質(zhì)量控制問題。本文就高場磁共振應(yīng)用安全和質(zhì)量控制的規(guī)范化管理策略作一探討,希望能引起廣大臨床醫(yī)學(xué)工程師和磁共振相關(guān)工作人員的重視。
硬件設(shè)備的質(zhì)量控制是整個磁共振質(zhì)量控制的基礎(chǔ)。通過合理論證,選擇性能可靠、配置合理的先進設(shè)備,經(jīng)過嚴格的場地選擇,屏蔽房的設(shè)計建設(shè),設(shè)備安裝調(diào)試之后,臨床工程師需要對新安裝設(shè)備進行嚴格的檢測驗收,確保磁共振設(shè)備的各項性能在合格范圍之內(nèi)[2]。
場地選擇科學(xué)規(guī)范是磁共振質(zhì)量控制的前提,不恰當(dāng)?shù)膱龅剡x擇會給日后的使用留下無窮的隱患。磁共振還需要消除電磁干擾,磁體的強磁場與周圍環(huán)境中的大型移動金屬物體可產(chǎn)生相互影響,通常離磁體中心點一定距離內(nèi)不得有電梯、汽車等大型運動金屬物體,近距離的鐵磁質(zhì)物質(zhì)會影響MR磁場的均勻性,震動會影響MRI的圖像質(zhì)量。MRI場地要盡量遠離以下震動源:停車場、公路、地鐵、火車、水泵、大型電機等。MRI場地附近的高壓線、變壓器、大型發(fā)電機及電機等設(shè)備中通過的電流會影響圖像質(zhì)量。兩臺磁共振設(shè)備安裝在一起的時候,高斯線不能交叉。
屏蔽房的設(shè)計和施工需要嚴格按照相關(guān)規(guī)范執(zhí)行,磁共振專用的地線一般要求在1Ω以下,要嚴格按要求埋設(shè)地線,工程結(jié)束后應(yīng)請專業(yè)機構(gòu)進行嚴格的檢測驗收,以保證工程質(zhì)量。絕不可姑息將就,抱著僥幸心理,否則可能為日后的設(shè)備穩(wěn)定運行留下極大隱患,造成不可估量的損失。
良好的環(huán)境是設(shè)備正常穩(wěn)定運轉(zhuǎn)的保證,包括確保設(shè)備間、磁體間及操作間的整潔和良好的溫度濕度,要求溫度始終在(20±2)℃范圍內(nèi),濕度小于55%。溫度太高會使得電子元器件散熱不好,大功率元件容易過熱造成工作不穩(wěn)定,從而影響圖像質(zhì)量;濕度太大容易使電路短路,甚至導(dǎo)致電路故障而停機。
必須保證磁共振設(shè)備的良好供電,如果掃描過程中經(jīng)常突然斷電,容易造成梯度系統(tǒng)、射頻系統(tǒng)的電路故障,工作站的系統(tǒng)軟件也容易因突然的停機造成數(shù)據(jù)的丟失而損壞;持續(xù)長時間的停電可能會造成液氦的大量揮發(fā),如果液面低于一定水平則可能引起失超。
硬件設(shè)備質(zhì)量控制的目的就是要時刻了解設(shè)備狀態(tài),做到心中有數(shù),將故障和隱患盡量消滅在萌芽狀態(tài),提高設(shè)備的經(jīng)濟效益和社會效益,更好地為臨床服務(wù)。需要制定設(shè)備的每周、每月、每季度的定期分級檢測、保養(yǎng)、維修制度,定期對設(shè)備進行基本的質(zhì)量控制檢測,建立設(shè)備的基準性能指標,了解所用磁共振設(shè)備的中心頻率、常用線圈的信噪比、射頻校正值。這樣有利于及時監(jiān)測系統(tǒng)的漂移,如中心頻率、磁場均勻性等,以便在明顯影響圖像質(zhì)量之前發(fā)現(xiàn)問題,并及時予以糾正。臨床工程師應(yīng)該經(jīng)常在設(shè)備間、操作間巡查,抽查掃描圖像,和操作人員多交流溝通,這樣不僅可以在第一時間發(fā)現(xiàn)故障苗頭,還可以糾正一些不規(guī)范的操作使用行為,有利于設(shè)備的良好運轉(zhuǎn)。
磁共振成像裝置涉及到強磁場、強射頻場、高速切換的強梯度場、低溫超導(dǎo)環(huán)境、制冷系統(tǒng)等等,存在許多安全隱患,磁共振設(shè)備的應(yīng)用安全貫穿于整個過程,必須引起相關(guān)工作人員的高度重視。

圖1 磁場吸力隨著距離縮短急劇增大
高場磁共振的磁場是地球磁場的數(shù)萬倍,主線圈中的電流高達數(shù)千安培,強大的磁場吸力看不見摸不著,磁場的吸力與距離成反比(如圖1所示),當(dāng)靠近磁體時鐵磁性物品的投擲效應(yīng)更加顯著。強磁場造成鐵磁性物體發(fā)生移位或傾斜,植入體內(nèi)的電子設(shè)備失靈,梯度切換所感應(yīng)的電流會導(dǎo)致局部溫度上升,使人體灼傷,動脈瘤夾移動造成脫落,導(dǎo)致死亡。因此,應(yīng)該建立更加嚴密的安全措施,在磁體間外顯著位置粘貼安全警示牌,避免病人或者家屬誤入磁體間,造成損失。
所有的工作人員包括操作人員、護理人員、工程師、醫(yī)生等都必須接受磁共振安全訓(xùn)練,養(yǎng)成良好的安全習(xí)慣,進入磁體間前進行自身的安全檢查,以免誤將錢包、手機、鑰匙等在磁場中可能損壞的物品攜帶進入磁體間,以免不必要的損失。
工作人員必須對受檢者實施更加嚴格的安全檢查[3]。病人準備時應(yīng)當(dāng)詳細詢問每一位受檢者病史,是否體內(nèi)有植入物,植入物類型及植入時間等,并詳細填寫磁共振安全檢查表(如圖2所示),并由患者或其親屬簽字確認,既保證了患者的安全,也避免了可能導(dǎo)致的不必要的糾紛。如果無法確定植入物是否安全,而且病情需要必須掃描時,應(yīng)盡量在磁場強度較低的設(shè)備上進行掃描,以減少風(fēng)險。檢查過程如果發(fā)現(xiàn)患者體內(nèi)存在植入物,應(yīng)馬上停止掃描,檢查或詢問清楚,再決定是否繼續(xù)掃描。另外體內(nèi)植入物患者的MR檢查應(yīng)采用優(yōu)化的脈沖序列,一方面縮短掃描時間,另一方面,避免采用彌散等梯度切換率很高的序列,盡可能減低風(fēng)險。

圖2 磁共振檢查前病人的安全檢查表
超導(dǎo)磁共振的磁體的磁場靠低溫超導(dǎo)系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)來維持,低溫超導(dǎo)系統(tǒng)由液氦、冷屏、冷頭、氦壓縮機和冷水機組組成。高場磁共振低溫超導(dǎo)環(huán)境靠-269°C液氦和冷頭等24h不間斷工作維持,一定液面高度的液氦是維持磁體安全的前提。多種原因可能導(dǎo)致失超,如磁體內(nèi)部故障、液面太低、冷頭老化導(dǎo)致制冷效率降低等。失超將導(dǎo)致人員傷亡,磁體損壞,以及巨大的經(jīng)濟損失。過去的冷頭通常是10K冷頭,需要3~4個月補充一次液氦,由于液氦價格昂貴,使磁共振的運行成本較高。隨著技術(shù)進步,目前的超導(dǎo)磁共振大都采用4K冷頭,理想情況下可以實現(xiàn)零液氦消耗,即在確保水冷機、氦壓機正常工作,且不停電的情況下,幾乎不消耗液氦;但是一旦長時間停電或者水冷機或氦壓縮機故障,將導(dǎo)致液氦快速揮發(fā)。
因此要保證超導(dǎo)系統(tǒng)的安全,低溫系統(tǒng)維護不容忽視。操作人員每天早晨上機之前要先記錄磁體的液氦水平及磁體各級冷屏溫度,檢查冷頭、氦壓機及水冷機的狀態(tài),對低溫系統(tǒng)進行監(jiān)測。工程師應(yīng)定期察看每日磁體記錄表,以便及時發(fā)現(xiàn)制冷系統(tǒng)的問題,及時加以解決。如果液氦的消耗量增加,冷屏溫度逐漸上升,說明冷頭老化制冷效率減低,應(yīng)及時聯(lián)系低溫系統(tǒng)維修公司并加以更換。當(dāng)液氦水平接近60%時應(yīng)及時補充液氦,以免因液面太低造成磁體失超。水冷機的良好維護是確保制冷系統(tǒng)良好工作的基礎(chǔ),定期檢查保養(yǎng)水冷機組,沖洗散熱片,保證水冷機穩(wěn)定高效運轉(zhuǎn)。定期對氦壓機進行保養(yǎng),更換吸附器,補充高純氦氣,使氦壓機內(nèi)氦氣壓力保持在正常范圍內(nèi)。
平時應(yīng)有磁體安全應(yīng)急預(yù)案,每個上機人員都應(yīng)該知道失超情況下如何緊急處置。由于氦氣比氧氣輕,一旦泄漏,會在幾十秒內(nèi)使狹小磁體間內(nèi)缺氧而使人窒息。因此一旦發(fā)現(xiàn)磁體上方有白色霧狀氣體向外冒出,應(yīng)馬上意識到磁體失超,必須第一時間迅速將磁體間的病人盡快轉(zhuǎn)移到安全的通風(fēng)區(qū)域,所有人員迅速撤離,保證人員的安全。
射頻能量安全也要高度重視,一般用SAR值( Specific Absorption Rate,特別吸收率)表示,它是指人體組織吸收射頻能量使溫度升高的效應(yīng)值。SAR值與主磁場強度的平方成正比,SAR值越小射頻系統(tǒng)的安全性越大。在3T超高場磁共振中相同序列的射頻能量吸收是1.5T的4倍[4],容易超過所允許的SAR值,引起局部受檢部位溫度升高,嚴重時甚至危害生命。因此在掃描過程中應(yīng)注意通過脈沖序列的優(yōu)化,縮短掃描時間及掃描范圍等來減少射頻能量的吸收,在3T磁共振上盡量多采用梯度回波序列來降低射頻能量的沉積。要提醒病人掃描過程中如果覺得太熱,或有其他不適,應(yīng)立即告訴或示意操作員,以終止掃描。
射頻線圈是磁共振系統(tǒng)故障率較高的部位之一,規(guī)范化的使用可以避免一些不必要的故障。線圈應(yīng)輕拿輕放,柔性軟線圈應(yīng)避免過度包繞,角度太小容易使內(nèi)部連接線折斷,導(dǎo)致線圈損壞。建議在體部線圈或者脊柱線圈的表面增加一塊薄的塑料墊,避免因病人尿失禁等偶發(fā)因素造成液體滲漏致線圈短路。另外,要確保線圈各插頭連接良好,一旦接觸不好,可能引起連接處打火和發(fā)熱,不僅影響圖像質(zhì)量,而且由于信號衰減會使得射頻發(fā)射信號功率加大,病人接受的SAR值會加大,增加病人危險,另外太大的射頻信號可能會燒毀線圈通道。應(yīng)提醒操作人員圖像出現(xiàn)射頻偽影時應(yīng)停止掃描,必須確認線圈已經(jīng)連接好后重新掃描,否則可能造成線圈和射頻通路的故障。病人擺位時還要注意盡量避免人體組織直接接觸射頻電纜,防止射頻灼傷。
梯度磁場的安全主要是避免周圍神經(jīng)刺激和高分貝的掃描噪聲。為了追求更高的空間分辨率和更快的掃描速度,梯度系統(tǒng)的性能不斷提高,高空間分辨率和時間分辨率掃描要求意味著很高的梯度切換率和梯度強度,容易造成周圍神經(jīng)刺激。尤其在彌散加權(quán)成像、腦功能成像等快速成像序列,注意受檢者是否有不適。由于梯度線圈內(nèi)電流的快速開關(guān)會對人體造成刺激,包括快速切換產(chǎn)生洛倫茲力帶來的強大噪聲。另外,同樣序列3T的噪聲是1.5T的4倍,噪聲有時高達100多分貝,可能對聽力造成不可逆的損害,應(yīng)注意用耳塞、耳機等盡量給受檢者提供聽力保護。
磁共振的應(yīng)用安全和質(zhì)量控制貫穿了磁共振整個檢查的全過程,從一開始的預(yù)約登記直到最終醫(yī)生的診斷報告,每一環(huán)節(jié)都包含了具體質(zhì)量控制內(nèi)容,規(guī)范化管理是磁共振的應(yīng)用安全和質(zhì)量控制的根本保證。
磁體間的整潔是磁場良好均勻度的前提,特別要注意保證磁體和床面以及掃描線圈的清潔。由于磁共振檢查過程中造影劑的使用越來越多,高壓注射器連接管脫落或者拔插針頭時造影劑滴落在床板或者線圈表面,有時甚至?xí)性煊皠┐罅繗埩粼诖朋w中間。造影劑是順磁性物質(zhì),會嚴重影響磁場的均勻性,輕則使得脂肪抑制序列的圖像壓脂不佳,磁共振波譜的檢查結(jié)果不可靠甚至失敗,尤其是血氧水平依賴腦功能磁共振成像對磁場的均勻性要求非常高,磁場的不均勻?qū)?dǎo)致研究結(jié)果的不可靠甚至失敗[5]。磁場中心區(qū)域的造影劑會導(dǎo)致嚴重的磁場不均勻,造成中心頻率嚴重漂移,連常規(guī)圖像噪聲都充滿噪聲,低質(zhì)量的圖像很可能會導(dǎo)致漏診誤診,甚至導(dǎo)致醫(yī)療糾紛。所以一旦造影劑滴漏要及時擦拭床及磁體間地面,特別注意高壓注射器周圍地面造影劑,由于造影劑粘性大,要用熱水用力清除,否則時間長了很難處理干凈。有些醫(yī)院的磁共振磁體間內(nèi)地板很粘,脊柱線圈下面五顏六色(血跡、造影劑等),很難想象這樣的環(huán)境下能有什么樣的檢查圖像,再貴重的設(shè)備在這樣的環(huán)境下也不會有準確的結(jié)果。
因此需要制定嚴格的規(guī)章制度,操作人員每天早晨上機之前必須先檢查各個機房的溫度濕度,檢查磁體的清潔情況;每天檢查完病人關(guān)機后全面清潔磁體間,包括擦拭線圈表面,拖地板等,為第二天的檢查做好準備。檢查過程如果有造影劑滴漏,或者病人尿失禁等,應(yīng)及時停止檢查,清潔干凈后再繼續(xù)下一個病人檢查,不要因為病人多而將就,否則時間長了可能忘記,影響圖像質(zhì)量。
磁共振以其多參數(shù)、任意截面成像以及優(yōu)質(zhì)的軟組織對比度成為醫(yī)學(xué)影像技術(shù)中最具應(yīng)用潛力和理論研究的成像技術(shù),但同時也是最難掌握、最難選擇參數(shù)、最容易出現(xiàn)偽影(Artifacts)以及最難得到優(yōu)質(zhì)圖像的成像技術(shù)。影響磁共振成像質(zhì)量因素很多,只有選擇最優(yōu)化參數(shù)和最佳序列才能獲得最優(yōu)質(zhì)圖像,得出最準確的診斷結(jié)果。因此磁共振軟件應(yīng)用的質(zhì)量控制包括建立針對不同部位、掃描器官的規(guī)范化程序,根據(jù)診斷需要選擇恰當(dāng)?shù)拿}沖序列,采用最優(yōu)化的參數(shù),并進行精確定位,達到克服偽影,提高圖像質(zhì)量,滿足準確診斷的目的。磁共振技術(shù)的發(fā)展日新月異,新的軟件層出不窮,軟件應(yīng)用的質(zhì)量控制還包括對新技術(shù)的理解認識和正確應(yīng)用,以滿足臨床和科研的需要。
要充分發(fā)揮設(shè)備優(yōu)勢,對于可以配合的受檢者,增加采集矩陣,提高空間分辨率,有利于小病灶的檢出。對于配合不好的病人,可以在圖像能滿足診斷要求的前提下,盡可能縮短掃描時間,爭取完成檢查。
磁共振成像設(shè)備的應(yīng)用安全與質(zhì)量控制不僅指每年一次的大型設(shè)備質(zhì)量控制檢測,而且貫穿于設(shè)備自采購計劃、論證、安裝、驗收、使用,直到報廢的各個環(huán)節(jié),更離不開設(shè)備應(yīng)用過程的規(guī)范化管理。它離不開科室主任的支持和高度重視,通過科主任的倡導(dǎo),建立一種提倡質(zhì)量控制的學(xué)科文化,使人人心中都繃緊質(zhì)量控制這根弦,影像科醫(yī)師、臨床工程師、技師、護士等都負有各自的責(zé)任,各個環(huán)節(jié)相互協(xié)同,把好各自的關(guān),共同完成高質(zhì)量的磁共振檢查。磁共振成像設(shè)備的應(yīng)用安全與質(zhì)量控制不僅需要意識和文化來培育,需要制度和規(guī)范來保障,而且需要方法和技術(shù)去提升,只有認識深刻、組織有力和健全完善的制度,真正形成一種關(guān)注設(shè)備應(yīng)用安全和質(zhì)量控制的意識和文化,才能保證磁共振設(shè)備安全可靠。
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Standard Administration of Application Safety and Quality Control of MRI
NI Pinga, CHEN Zi- qianb,
ZHANG Lu-mina, MA Ji-mina
a. Department of Biomedical Engineering,b. Center of Medical Imaging, Fuzhou General Hospital of Nanjing Area Command,Fuzhou Fujian 350025, China
R445.2
B
10.3969/j.issn.1674-1633.2011.02.001
1674-1633(2011)02-0001-04
2010-11-25
福建省自然科學(xué)基金資助項目(2009J01187)。
作者郵箱:nping6@sohu.com
Abstract:Many hidden dangers existed in the application of magnetic resonance image and various low quality MR images affected accurate clinical diagnosis. This article discussed the standard administration from quality control of hardware, risk precautions, and strict regulations of application safety and quality control of high field MRI.
Key words:MRI; application safety; quality control; standard administration