Bioseguridad en Resonancia Magnetica PDF

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Trabajo Integrador acerca de la seguridad en resonancia magnetica....

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“BIOSEGURIDAD EN RESONANCIA MAGNÉTICA” UNIVERSIDAD NACIONAL DE CÓRDOBA FACULTAD DE CIENCIAS MÉDICAS ESCUELA DE TECNOLOGÍA MÉDICA Lic. en Producción de Bioimágenes

INDICE:

INTRODUCCIÓN…………………………………………………………………………………...3 OBJETIVOS…………………………………………………………………………………………4 RESULTADOS……………………………………………………………………………………...5 1.

MARCO TEÓRICO………………………………………………………………………..5

2.

EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA RESONANCIA………………………………………8

3.

OTROS RIESGOS EN RESONANCIA……..………………………………………….11

4.

PROCEDIMIENTOS DE SEGURIDAD………………………………………………..14

5.

OTROS INCONVENIETES Y RECOMENDACIONES………………………………19

6.

TÉCNICAS DE MONITORIZACIÓN SEGURAS……………………………………...21

CONCLUSIÓN…………………………………………………………………………………….23 BIBLIOGRAFÍA……………………………………………………………………………………25 ANEXO……………………………………………………………………………………………..26

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INTRODUCCION: La resonancia magnética (RM) es una modalidad diagnostica, que cada vez es más utilizada en la práctica clínica. Es de elección en la evaluación de la patología neurológica y osteomuscular y tiene sus indicaciones precisas, para el estudio de los órganos abdominales y la pelvis. Sus ventajas incluyen que no utiliza la radiación ionizante, permite la adquisición multiplanar y su gran resolución para diferenciar los distintos tejidos. De todas formas la exposición a los campos magnéticos, produce efectos biológicos en el organismo, y a pesar de no emitir radiaciones ionizantes la RM no está exenta de riesgos. Dentro de estos riesgos pueden separarse, por un lado los efectos biológicos DIRECTOS, producidos por la exposición del organismo a los tres fenómenos físicos generados por: el campo magnético estático principal; los campos magnéticos variables de los gradientes magnéticos y por la emisión de radiofrecuencia. Por otro lado los efectos INDIRECTOS, producidos por accidentes cuyo origen se encuentra también en estos tres fenómenos. También podemos mencionar otros riesgos que corresponden a la utilización en algunos imanes de sustancias criogenas (Helio y Nitrógeno), y además, hay que considerar el posible riesgo debido a la utilización cada vez más frecuente de sustancias de contraste. Por lo tanto, son muchos los elementos que intervienen en el proceso de la resonancia y que interaccionan con el paciente, pero manejados de forma correcta, se pueden minimizar los hipotéticos riesgos que podrían surgir. La realización de este trabajo es de carácter informativo, con la finalidad de ampliar los conocimientos de los futuros profesionales de la salud que trabajaran en contacto con estas tecnologías o en su entorno. Mejorando de esta forma la calidad en la atención, y evitando descuidos o accidentes que podrían ocurrir por no tener en cuenta o desconocer conceptos relacionados al magnetismo y al comportamiento de los cuerpos y objetos ante estas fuerzas.

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OBJETIVOS: 

Realizar una revisión de algunos conceptos básicos de esta modalidad diagnostica.



Desarrollar una descripción de los efectos biológicos, tanto directos como indirectos.

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Informar sobre aquellas precauciones que deben tener en cuenta los futuros profesionales al momento de realizar las exploraciones.

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RESULTADOS: MARCO TEÓRICO: La Resonancia magnética nuclear es un método diagnostico en el cual ciertas partículas como los electrones, protones y los núcleos atómicos con un número impar de protones (Z) y/o un número impar de neutrones (N) pueden absorber selectivamente energía de radiofrecuencia al ser colocados bajo un potente campo magnético. Los imanes que se utilizan se clasifican en:

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Permanentes: No precisan corriente eléctrica ni sistema de refrigeración para su funcionamiento. Son sistemas muy estables y homogéneos siempre que la temperatura este controlada, pero sólo alcanzan los 0,5 Tesla de intensidad de campo.

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Electroimanes: El campo magnético es creado por una corriente eléctrica, se subdividen en:

1- Resistivos: Consisten en un hilo conductor, en general de cobre, enrollado alrededor de un núcleo de hierro, por el que circula una corriente continua de alta intensidad, capaz de generar campos magnéticos de hasta 0,5 T. En este tipo de imanes es difícil conseguir un campo magnético potente y a la vez estable y homogéneo. 2- Superconductivos: Son los más utilizados. Crean el campo magnético a través de una corriente eléctrica, y aprovechan la superconductividad de la materia. Esta es la propiedad por la cual algunos materiales al enfriarse a temperaturas cercanas al cero absoluto, pierden la resistencia y aumentan la conductividad. Estos imanes constan de varias espiras a través de las cuales pasa una corriente eléctrica. El niobio, para alcanzar la superconductividad, requiere ser enfriado a 269 °C (temperatura del helio líquido). Estas espiras pueden enrollarse de forma muy compacta en volúmenes relativamente pequeños, lo que puede dar lugar a un electroimán muy potente y de pequeña dimensión. El criostato de los imanes superconductores que contiene el helio líquido posee un diseño tipo termo doble que con un receptáculo lleno de criogeno sólido rodea al contenedor de helio. Actúa como amortiguador entre las temperaturas de la sala y del helio líquido minimizando las pérdidas de helio por vaporización. El helio tiene una tasa de vaporización determinada que condiciona una pérdida progresiva de 5

su nivel por lo que es necesario proceder periódicamente a su recarga. Permiten alcanzar potencias de campo de entre 0,5 a 4 T consumiendo muy poca corriente eléctrica. Consiguen campos uniformes y homogéneos. Para localizar las señales de los distintos tejidos, se aplica un sistema de gradientes que crea una diferenciación espacial de la región que se quiere estudiar. Los gradientes se crean activando unas bobinas incluidas en el imán. El campo magnético producido por las bobinas, se suma al campo magnético principal, y el resultado es un campo magnético diferente en cada punto, la variación del campo es siempre lineal, y se puede efectuar en cualquier dirección del espacio dentro del imán. Las bobinas tienen una forma compleja, cada una está orientada en una dirección del espacio, su activación combinada y la dirección de la corriente produce gradientes en cualquier dirección. Además de los componentes nombrados anteriormente se necesitan antenas transmisoras y receptoras. Estas se utilizan para recoger la señal emitida por los tejidos, la cual es muy débil, por lo que la elección de una buena antena es vital para la obtención de una buena imagen. La antena debe estar colocada de manera que la zona que se debe explorar quede totalmente englobada en el área de recepción de la antena. Existen tres tipos de antenas diferentes en las máquinas de resonancia magnética: 

Antenas de transmisión: Se usan para enviar los pulsos de radiofrecuencia que excitan la muestra.

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Antenas de Recepción: Captan la señal que emite la muestra.

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Antenas de transmisión-recepción: Denominada antena de cuerpo capaz de emitir un pulso de radiofrecuencia, y recibir la señal proveniente de los tejidos.

Con lo expresado anteriormente podemos decir que, el fenómeno de resonancia es la transferencia de energía entre dos sistemas que oscilan a la misma frecuencia. La emisión y recepción de Radiofrecuencia se hace por una bobina (también llamadas antenas). La antena emisora sirve a menudo de antena receptora. Una vez que los núcleos han absorbido la energía, devuelven el exceso energético mediante la liberación de ondas de radiofrecuencia (relajación). Esta liberación induce una señal eléctrica en una antena receptora conocida con FID (Free Induction Decay) con la que se puede obtener una imagen de resonancia magnética nuclear.

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Propiedades magnéticas de los cuerpos: Al colocar un cuerpo en un campo magnético, se comporta de una forma particular de acuerdo con su configuración interna. Este comportamiento se cuantifica mediante la susceptibilidad magnética, que es el grado de magnetización de un material en respuesta a un campo magnético, según este comportamiento, se clasifica en: Paramagnéticos: Estos cuerpos presentan movimientos ya que son atraídos con mayor o menor fuerza hacia el imán alineándose con el campo magnético. Colocados en un campo magnético uniforme, tienden a concentrar las líneas de fuerza. Los materiales paramagnéticos poseen electrones no apareados y asimetría de sus órbitas. Diamagnéticos: Propiedad de los materiales que consiste en ser repelidos por los imanes, como por ejemplo, agua, cobre y la mayoría de los tejidos del organismo. Ferromagnéticos: se caracterizan por tener susceptibilidad magnética muy elevada. Estas sustancias, como el Hierro, se caracterizan por presentar imantación permanente una vez fuera del campo magnético. Las sustancias ferromagnéticas son totalmente incompatibles con la IRM.

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EFECTOS BIOLOGICOS EN RESONANCIA:

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EFECTOS GENERALES DE LOS CAMPOS MAGNÉTICOS ESTÁTICOS:

Efectos cardiacos y de inducción eléctrica: El efecto biológico más importante debido al campo magnético principal B0 es el "potencial de flujo". Esto origina que los iones de la sangre puedan ser desplazados creándose una diferencia de potencial entre las paredes del vaso. Este efecto es tanto más manifiesto cuanto mayor es la velocidad de los iones y por tanto es de esperar que sea máximo en la aorta ascendente. Calculando el valor de este "potencial de flujo" en la aorta, en posición perpendicular a la dirección del campo magnético para que el efecto sea máximo y para campos de hasta 2 T, no se llega al valor de 40 mV que corresponde al umbral de la despolarización de la fibra miocárdica. No obstante esta diferencia de potencial inducida es suficiente para producir modificaciones en el electrocardiograma apareciendo una señal que empieza inmediatamente después de la onda R y sobrepasa la onda T sin que se aprecien trastornos hemodinámicos. La perturbación de la trayectoria de los iones cargados podría influir también sobre la conducción nerviosa, no obstante se ha visto que para que la velocidad de conducción se reduzca en un 10% serían necesarios más de 20 T. Los tejidos humanos son diamagnéticos y en general las moléculas no van a presentar ningún tipo de modificaciones al estar sometidas a campos magnéticos. Únicamente las moléculas muy largas pueden sufrir algún tipo de orientación pero la agitación térmica es suficiente para que los efectos de orientación no se manifiesten. Hasta campos de 2 T no se ha constatado ningún efecto adverso. No se ha demostrado ni teórica ni experimentalmente la existencia de un límite superior considerado nocivo. El valor máximo aconsejable por la Food and Drug Administration (FDA) es de 4T, considerándose que valores por debajo de éste no presentan un riesgo significativo. En las exposiciones a trabajadores profesionalmente expuestos se están considerando una serie de orientaciones que varían de un país a otro. En general los límites son: 212 mT promediados sobre la totalidad del cuerpo durante 8 hs al día 2 T como exposición máxima para cabeza y tronco 5 T como exposición máxima en las extremidades.

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Efectos sobre la temperatura: Una investigación en humanos indico que la exposición a un campo magnético estático de 1.5T no altera la temperatura cutánea ni corporal. Efectos neurológicos: Normalmente, la exposición a campos magnéticos estáticos de hasta 2 T no parece influir de forma significativa en las propiedades bioeléctricas de las neuronas en los humanos. Sin embargo existen funcionando varios sistemas de RMN corporales de 3T y 4T. A pesar de que se ha demostrado que los trabajadores y sujetos voluntarios expuestos a un sistema de 4T experimentaron vértigo, nauseas, cefaleas, sabor metálico en sus bocas y magnetofosfenos. Los magnetofosfenos son sensaciones luminosas producidas por la estimulación eléctrica de la retina y son completamente reversibles.

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EFECTOS BIOLOGICOS DE LOS CAMPOS MAGNÉTICOS VARIABLES O DE GRADIENTE:

El efecto biológico producido por los campos magnéticos variables en la utilización de los gradientes, puede originarse por la variación del campo magnético principal en el espacio y en el tiempo. Lo primero daría lugar a un desplazamiento molecular pero carece de interés en los cuerpos biológicos diamagnéticos. No obstante la variación del campo magnético en el tiempo puede inducir corrientes eléctricas en los circuitos biológicos y si ésta fuese importante podría causar estimulación de las células musculares o nerviosas, fibrilación ventricular, aumento de la osmolaridad cerebral y alteración de la remodelación ósea. Una consecuencia de la entrada y salida de los gradientes en las secuencias son las fuerzas electromotrices inducidas que producen ruidos que pueden llegar a ser de alta intensidad (incluso superar los 100 dB). La frecuencia y la tonalidad dependen de muchos factores, entre ellos el diseño del aparato. Se han citado problemas de sordera transitoria y se recomienda usar protectores acústicos en todos los pacientes. Hay que hacer notar que el ruido no depende directamente del valor del campo magnético por lo que son recomendables las protecciones acústicas siempre que se puedan utilizar valores de gradientes peligrosos, independientes del valor del campo magnético.

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EFECTOS BIOLOGICOS DE LOS CAMPOS ELECTROMAGNETICOS DE RADIOFRECUENCIA: 9

El efecto biológico más importante producido por la emisión de radiofrecuencia es el depósito calórico que puede conducir a una lesión hística. El aumento térmico resultante de la RF utilizada está causado primariamente por inducción magnética, con una contribución despreciable del campo magnético. Ello implica que el calentamiento tisular sea mayor en la superficie que en las zonas profundas. El parámetro fundamental para cuantificar el fenómeno es la potencia específica absorbida (SAR) que depende entre otros factores, de la frecuencia utilizada, del tiempo y de la secuencia de pulsos. Hay que tener presente que la energía absorbida en un determinado tejido por unidad de volumen y de tiempo, aumenta al aumentar la frecuencia. Por tanto cuanto mayor es el valor del campo magnético, mayor es el depósito calórico. Como norma general se considera que no debe sobrepasarse en una exploración de RMN un depósito calórico equivalente al metabolismo basal en reposo (1.5 W/Kg). Las secuencias rápidas SE son las que presentan más problemas en cuanto a la limitación impuesta por el SAR. Aparte de este depósito calórico general, hay que tener presente posibles puntos calientes donde la elevación de la temperatura local puede ser importante. Generalmente ligados a órganos con poca capacidad de disipación calórica y pobre irrigación. También pueden originarse puntos calientes por una mala colocación de la antena de superficie, o por mala ubicación del paciente, pudiendo generar quemaduras localizadas, si se dejan partes del cuerpo en contacto como las manos o las piernas.

Los límites recomendados son:  2 W/Kg para exposiciones mayores de 30 m’ en la cabeza  4 W/Kg para exposiciones inferiores a los 15 m’ en la cabeza. La FDA indica:  3,2 W/Kg en promedio sobre la cabeza  0,4 W/Kg promediados sobre todo el organismo aceptando un pico de 8 W/Kg sobre 1 gr de tejido.

Órganos sensibles a la temperatura:

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Algunos órganos humanos poseen una reducida capacidad para la disipación del calor, como los testículos y el ojo, estos órganos constituyen localizaciones primarias de potenciales efectos perjudiciales si las exposiciones a la radiación de RF durante la realización de una RMN son excesivas. Las investigaciones de laboratorio han demostrado efectos de disminución de la función testicular causados por el calentamiento inducido por la radiación RF en exposiciones suficientes como para que la bolsa escrotal alcance temperaturas hasta de 38ºC a 42ºC.

OTROS RIESGOS EN RESONANCIA. RELACIONADOS CON LOS REFRIGERANTES: Los imanes superconductivos utilizan helio líquido como refrigerante para que la corriente eléctrica circule sin resistencia por el hilo conductor. El helio realiza esta función a una temperatura de 0ºK (-273ºC). A dicha temperatura esta sustancia permanece en estado líquido. El punto de ebullición del helio líquido se encuentra a 4,14 ºK (aproximadamente a 269ºC) por lo que por encima de esta temperatura pasaría al estado gaseoso, aumentando su volumen unas 760 veces. En el caso de que este hecho se produjera la presión del gas, en el recipiente que lo contiene (criostato), sería tan alta que sería preciso liberar gas rápidamente hasta descomprimir el recipiente. La salida del helio gas se realizaría a través de una válvula de seguridad. Cuando tiene lugar una evaporación brusca del helio y su evacuación al exterior, a través de una válvula de seguridad, se dice que se ha producido un “quench”. Todos los equipos de RMN refrigerados por He tienen previsto un dispositivo para la salida del gas hacia arriba y al exterior. El diseño arquitectónico de estos imanes incluye una chimenea acoplada al equipo que dirige el gas al exterior y hacia el punto más alto del edificio en el que se encuentra instalado. El Quench puede ocurrir de forma accidental o puede ser provocado: 1. Si se produjera un descenso significativo del nivel de helio líquido, el helio no realizaría correctamente su función y el conductor comenzaría a calentarse. Se produciría, por ello, 11

una pérdida de la superconductividad. Además, el calor generado aumentaría la temperatura del helio, de manera que si superara su punto de ebullición se transformaría en gas y aumentaría de volumen, haciendo necesaria su evacuación. Estaríamos ante una situación de quench accidental en el que la evacuación del helio vendría provocada por una pérdida brusca de la superconductividad. 2. Desgraciadamente se producen situaciones en las que, por no seguir los protocolos de trabajo establecidos y los procedimientos de seguridad, un objeto pesado o voluminoso puede quedar pegado al imán resultando imposible su retirada debido a la fuerza de atracción ejercida por el imán sobre el objeto. Pero podría ser más grave todavía si el objeto atraído atrapara a cualquier persona contra el imán u obstruyera el orificio del mismo. En este caso habría que provocar una pérdida de la superconductividad; es decir, habría que bajar el campo magnético. En el primero de los casos, se realizaría una bajada del campo gradual hasta que el objeto pudiera ser retirado sin problemas. El proceso sería realizado por personal cualificado de la empresa tecnológica fabricante del equipo. En el segundo caso, en el que existe riesgo para las personas, habría que bajar el campo magnético de manera brusca y sin ningún tipo de control. Bastaría con pulsar uno de los “botones” de bajada de campo que se encuentran en las paredes del interior de la sala. Estos interruptores están protegidos por una tapa para que no puedan ser accionados de forma accidental. En caso de incendio habría que provocar un quench siempre que existiera riesgo de pr opagación del mismo a la sala del imán. Todas las unidades de RMN disponen de extintores antimagnéticos para este fin. Con el fin de evitar algún tipo de accidente, siempre que se produzca un quench habrá que proceder a evacuar la sala del imán. Después de un quench hay que reponer el nivel de He en su contenedor y realizar una valoración del estado de homogeneidad del campo magnético. El helio es incoloro, inodoro e insípido y puede producir, por contacto e inhalación, congelación y asfixia. Nunca habría que descartar la posibilidad de que el helio gas entrara en la sala del imán. Si esto llegara a ocurrir, al ser menos pesado que el aire, el helio ascendería a la parte alta de la sala desplazando al oxígeno.

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La mayoría de las salas con imanes superconductivos cuentan con un detector, situado en el techo, que mide la concentración de oxígeno ...