心脏起搏器与MRI检查

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1、心脏起搏器与MRI检查屈百鸣徐强浙江省人民医院心内科概述：过去20年磁共振技术（Magneticresonance，MR)的不断发展使其日益成为一个重要的影像学方法。磁共振有特出的优点，没有电离辐射，多方位成像（横断面、冠状面、矢状面和斜面），解剖结构细节显示较好，对组织结构的细微病理变化更敏感（如骨髓的浸润，脑水肿），由信号强度可以确定组织的类型（如脂肪，血液和水），组织对比优于CT。目前磁共振已广泛应用于神经系统，骨骼肌，头颈部，复杂先天性心脏病的检查，最近MR又成功应用于心肌结构，室壁运动，心肌灌注等的评价。接收这项检查的病人数量在迅速增加。另一方面，因为心血管疾病

2、的高发病率，老年人口的增加，越来越多的病人接受植入心脏起搏器和除颤起搏器（implantablecardioverterdefibrillator，ICDs）。有文献报道植入上述装置的患者，在装置使用期间有50~75%的可能需要作MRI检查。目前植入心血管装置病人接受磁共振检查的安全性仍存在争议。这些病人如果接受检查有安全风险，盲目的拒绝检查则可能得不到有用的临床资料。磁共振原理通常情况下，原子核自旋轴的排列是无规律的，但将其置于外加磁场中时，核自旋空间取向从无序向有序过渡。自旋系统的磁化矢量由零逐渐增长，当系统达到平衡时，磁化强度达到稳定值。如果此时核自旋系统受到外界作

3、用，如一定频率的射频激发原子核即可引起共振效应。在射频脉冲停止后，自旋系统已激化的原子核，不能维持这种状态，将回复到磁场中原来的排列状态，同时释放出微弱的能量，成为射电信号，把这许多信号检出，并使之时进行空间分辨，就得到运动中原子核分布图像。MRI就是根据这个原理进行成像的。核磁共振成像的“核”指的是氢原子核，因为人体约70%是由水组成的，MRI即依赖水中氢原子。据此可以绘制出物体内部的精确立体图像。磁共振成像系统主要由磁场系统（静磁场、梯度场）、射频系统（射频（RF）发生器、射频（RF）接收器）、图像重建系统三大部分组成。MRI检查中有三种磁场(1)静磁场(Static

4、magnetifield)也称主磁场，使氢核成直线排列。不论有没有进行扫描，静磁场始终是存在的。目前临床应用的磁共振仪多是1.5T――3T，其所产生的磁场相当于地球磁场强度的30000－60000倍。静磁场主要是通过两种力作用于金属物质：①吸引力(translationalattraction)，即平移力。该力与静磁场强度、金属物质的质量、形状、磁性大小有关。②转力矩(torque)，即扭力。能把金属物质转到与静磁场平行的方向。它与静磁场的强度、磁孔的长度、金属物质的质量、磁性、金属物质在静磁场中的方位等有关。金属在磁场中受到的作用力大小，分为铁磁性(ferromagne

5、tic)、顺磁性(paramagnetic)、抗磁性(diamagnetic)，后两种统称为非铁磁性。铁磁质(如不锈钢)的磁性远远超过非铁磁质(如Elgiloy合金、phynox合金、MP35N合金、纯钛、钛合金、Nitinol合金等)的磁性。所幸的是目前大多数的植入型起搏装置都是“非磁体”或“弱磁体”。(2)梯度磁场(gradientmagneticfield)用于选择图像。它是一种时变场(time一varyingmagneticgradientfield)。梯度场仅在扫描时产生，即处在开关状态或脉冲状态。梯度场切换时会产生感应电流。感应电流的大小与磁场梯度的变化率有关

6、，如果移植物为环状，还与环的面积有关。诱导产生的电流一方面可以产热(较射频磁场小很多)，但最重要的影响电子装置(如心脏起搏器、除颤器、神经刺激器)的功能。(3)射频磁场(radiofrequencymagneticfield)能够改变质子的能量状态，产生磁共振信号，从而成像，是交变磁场。一定电阻的导体吸收其能量后可转换为热能，因此射频磁场对金属移植物最大的效应就是产热。产热大小与比吸收率(specificabsorptionrate，SAR)、扫描时间、物质比热有关。其中SAR是指单位重量生物组织在单位时间内吸收的射频能量(单位为w/kg)，SAR越大产热越多。SAR与磁

7、场的平方成正比。某些特定的金属装置比如电极，好比射频能量的“天线”，能聚集能量引起局部过热，这种效应在装置的尾端表现的愈加明显。有大量线圈的导线，和断裂的导线，产生这种热效应的风险更大。另外射频能量也会产生电极电流，可能引起心律失常。MRI检查中的磁场产生的电磁干扰对心脏起搏器和除颤器影响(1)脉冲发生器和电极发生移位：一些研究发现在1.5T磁场下，起搏器受的力在0.05－3.6N间，可以忽略不计；ICDs的作用力为1－5.9N，与其的生产年代，采用的金属材质有关，老一代的装置（根据FDA规定早于1998年生产）受的作用力较大