Seconda parte del corso "Fisica delle apparecchiature a Risonanza Magnetica" tenuto presso l'Università "Amedeo Avogadro" di Novara

1. Corso di Tecniche di Radiodiagnostica RM, TC e Ecografia
Fisica delle apparecchiature a Risonanza Magnetica
Luca Gastaldi
Fisico Medico, Esperto Responsabile Sicurezza RM
email: gastaldi.phd@gmail.com
blog: www.ilfisicomedico.it Novara, novembre - dicembre 2011

2. Riassunto di come avviene il segnale RM

3. Esame RM – come avviene

4. Tipologie di campo magnetico

6. statico
gradiente
RF

7. statico
30 T 70 T
poli equatore

8. 1.5 T
30˙000 volte il campo terrestre

9. Effetti microscopici
1. Orientamento dei sistemi molecolari
Orientamento a 1.0 T
- Bastoncelli della retina
Orientamento a 0.35 T
- Eritrociti falciformi

10. Effetti microscopici
2. Forza di Lorentz
F = q (v x B)
Regola della
mano destra

11. Effetti microscopici
2. Forza di Lorentz
F
B +
v
Alterazione dell’onda T
dell’ECG

12. Effetti microscopici
3. Effetto Zeeman
Agisce su molecole coinvolte in reazioni chimiche e consiste nella separazione delle linee spettrali per
effetto di un campo magnetico esterno.
Può produrre alterazioni nella cinetica di reazioni chimiche che coinvolgono coppie di specie chimiche
intermedie, con la possibilità di ottenere prodotti di reazione potenzialmente dannosi
Non sono stati riportati effetti su reazioni di significatività biochimica, per cui

13. Effetti MACROscopici (meccanici)
Magnete
Ferromagnetico
Roto-Traslazione

14. Effetti macroscopici (meccanici)
effetto proiettile

15. Effetti macroscopici (meccanici)

16. Effetti macroscopici (meccanici)
Ferromagnetico
Ferromagnetico (?)

17. Effetti di interferenza su apparecchi elettronici
0.5 mT
0.2 mT

18. Limiti di esposizione a campi magnetici statici
Sulla base del D.M. 2/08/91 :
Parte Intensità campo Durata massima
esposta esposizione
corpo 200 mT 1h/giorno
corpo 2T 15 min/giorno
arti 2T 1h/giorno

19. Limiti di esposizione a campi magnetici statici
L’installazione di Domodossola (Magnetom Symphony 1.5T) :
0.6 -1.0 T
1.5 T
0.6 mT 0.1 mT
0.3 mT

20. Considerazioni (RM di Domodossola)
Per il posizionamento del paziente sono necessari circa 3 minuti
In questo lasso di tempo l’operatore staziona con
il corpo in una zona con campo magnetico
compreso tra i 30 e i 400 mT
Nell’ipotesi peggiore e secondo il D.M. precedentemente citato,
relativamente ai limiti di esposizione a corpo intero, l’operatore non può
permanere in tale luogo più di 30 min. ogni giorno
Quindi ciascun operatore può posizionare un massimo di 10 pazienti in un
giorno.
I limiti per gli arti risultano ampiamente rispettati

21. GRADIENTE
Campi magnetici variabili nel tempo
(fino a 20 T/s)
N S
corrente
corrente

22. Stimolazione di tessuti muscolari e nervosi elettricamente eccitabili

23. Fibrillazione ventricolare Stimolazione nervi periferici
J > 1000 mA/m2 (4 – 1000 Hz) J > 100 mA/m2 (4 – 1000 Hz)
Effetti a soglia
Si possono fissare dei limiti di esposizione

24. rf
Campi a Radiofrequenza

25. Radiofrequenza +
Tessuto biologico =
Aumento della temperatura

26. Aumento della temperatura
Sistema di termoregolazione e stato fisiologico
Condizioni ambientali
(temperatura, umidità, ventilazione)
Rateo di assorbimento specifico di energia
(S.A.R. – Specific Absorption Rate)

27. Si misura in
S.A.R. (Specific Absorption Rate) W/kg
Rateo di assorbimento specifico di energia
IRPA/INIRC 1991
“Il corpo umano può ben tollerare un aumento di temperatura < 1 °C
(< 0.5 °C nel caso di bambini, donne in gravidanza e persone con difetti
del sistema cardiocircolatorio)”
SAR > 4 W/kg porta a effetti sul comportamento
Questo valore corrisponde ad aumenti di temperatura corporea fino a 1° C

28. S.A.R. Limiti di Legge
Normativa italiana : D.M. 3/08/93 e D.M. 381 del 10/9/98
D.M. 3/08/93
1. Per mantenere il rialzo di temperatura entro 0.5 °C, il SAR
mediato sul corpo intero non deve superare :
1 W/kg per esposizioni > 30 min
2 W/kg per esposizioni < 15 min.

29. S.A.R. Limiti di Legge
Normativa italiana : D.M. 3/08/93 e D.M. 381 del 10/9/98
D.M. 3/08/93
2. La temperatura locale non deve superare i
38°C nella testa SAR < 2 W/kg (esp. > 30 min)
39 °C nel tronco SAR < 4 W/kg (esp. > 30 min)
40 °C negli arti SAR < 6 W/kg (esp. > 30 min)
questi valori raddoppiano per esposizioni di durata inferiore a 15 min.

30. S.A.R. Limiti di Legge
Normativa italiana : D.M. 3/08/93 e D.M. 381 del 10/9/98
D.M. 381 del 10/09/98
I campi a radiofrequenza, nel nostro caso, oscillano nell’intervallo 1-100 MHz

31. Realisticamente…
Il S.A.R. è molto difficile da misurare per l’utente

32. Ma fortunatamente…
Norma CEI 60601-2-3
Introduce i Modi di funzionamento

33. E i costruttori si sono adeguati…
1. Visualizzazione del “Modo di funzionamento” in fase
di impostazione della sequenza di acquisizione
2. Introduzione di blocchi software e/o hardware in caso
di superamento dei limiti
3. Fornitura di certificazioni di conformità alla norma CEI