Garantir la sécurité et le bien-être des patients lors des examens IRM

Comprendre les dangers potentiels de l'imagerie par résonance magnétique nécessite une certaine connaissance des principes fondamentaux. Les tissus vivants contiennent une grande quantité d’eau et de molécules de lipides, lesquelles contiennent des atomes d’hydrogène. L’IRM utilise les noyaux de ces atomes d’hydrogène, également appelés protons, pour produire des images. L’IRM peut être utilisée pour montrer la position et la concentration des protons dans le corps correspondant à la position des différents tissus, ainsi qu’aux caractéristiques tissulaires.

L'imagerie par résonance magnétique repose sur trois éléments principaux : l’aimant, les bobines de gradient et les bobines de transmission et de réception RF. L'aimant crée un champ magnétique très puissant qui aligne les protons dans le corps. Les bobines de gradient modifient le champ magnétique en trois plans, de sorte que les protons ciblés ont une fréquence de vibration différente de celle de leur environnement. Cela permet une localisation des protons, une étape nécessaire pour la génération des images produites par un système IRM.

La bobine de l’émetteur RF émet un signal radiofréquence à une fréquence donnée, correspondant à l’intensité du champ magnétique. Cette fréquence d’appariement est appelée fréquence de résonance. Les protons ciblés absorbent l’énergie RF. Ces protons excités produisent un signal RF qui est capté par l'antenne réceptrice RF. Le signal détecté fournit les données nécessaires à la création d’une image. Le champ magnétique principal, le champ magnétique à gradient et l’énergie RF se combinent pour créer des images détaillées qui font de l’IRM un outil précieux de diagnostic et de planification du traitement.

Le champ magnétique attire les objets en acier ou en autres matériaux ferromagnétiques avec une force énorme. Cette force est de 30 000 à 60 000 fois supérieure au champ magnétique terrestre. Même des objets lourds peuvent s’envoler vers l’aimant. Le champ magnétique peut également créer des forces de couple ou de torsion sur les objets ferromagnétiques. Des objets tels que certains implants peuvent subir un couple dû à la force magnétique, ce qui peut causer des lésions tissulaires. Le champ magnétique d’un système d’IRM équipé d’un aimant supraconducteur reste toujours actif et doit toujours être traité avec précaution.

Le champ magnétique principal n'est pas complètement confiné à l'intérieur du tunnel de l'IRM de l'aimant. Tous les aimants sont entourés d'un champ magnétique, représenté par les lignes du champ magnétique. La force d’attraction magnétique varie autour du scanner. La force est maximale à l’ouverture du tunnel de l'IRM. Des informations complémentaires concernant les lignes de champ et les forces d’attraction pour différentes intensités du champ sont disponibles dans la description technique. Lors de la planification du site, une zone d’accès contrôlée autour du système d’IRM est identifiée. En dehors de cette zone, le champ magnétique statique ne présente aucun danger pour le grand public. À l’intérieur de la zone d’accès contrôlé, il existe un danger potentiel. Pour la plupart des sites, la zone d’accès contrôlé correspond à la salle d’examen. La salle d'examen doit être munie d'une plaque de sécurité comportant le signal d'Avertissement « champ magnétique puissant ».

Ne pas introduire d’objets en matériaux magnétiques dans la zone d’accès contrôlé. La force d’attraction magnétique attire les objets ferromagnétiques vers l’aimant. Ainsi, des objets métalliques de grande taille tels qu’une bouteille d’oxygène ou une machine de nettoyage peuvent devenir de puissants projectiles. Les objets sont attirés dans l’aimant à très grande vitesse, ce qui représente un risque important pour toute personne se trouvant sur la trajectoire de l’objet. Même les petits objets peuvent devenir des projectiles dangereux. Un objet tel qu’un petit trombone ou une épingle à cheveux peut facilement atteindre des vitesses de 65 km/h (ou 40 mi/h) lorsqu’il est attiré dans un aimant d’IRM, et peut causer des dommages graves ou des blessures.

Les objets plus grands et plus lourds subissent une force plus forte, car l’attraction est approximativement proportionnelle à la masse de l’objet. La force d’attraction s’accroît rapidement dans un fort gradient de champ, dans le champ résiduel, lorsque vous approchez de l’aimant. Un objet qui ne semble pas avoir de propriétés ferromagnétiques peut soudainement être attiré dans l’aimant à mesure que vous faites un pas de plus. La force d’attraction subie augmente de façon exponentielle à l’approche de l’aimant. Le champ magnétique tord également les objets ferromagnétiques pour les aligner dans la direction du champ magnétique. Les forces de torsion ou de couple peuvent être dangereuses pour les patients porteurs d’implants ferromagnétiques, car cette force peut déplacer l’implant, déchirer des tissus ou rompre des vaisseaux sanguins. Les agrafes pour anévrisme du cerveau sont particulièrement à risque de cet effet.

Le champ magnétique peut également affecter le fonctionnement des implants actifs, tels que les stimulateurs cardiaques et les stimulateurs cérébraux profonds. En général, toute personne possédant ces dispositifs n’est pas autorisée à entrer dans la salle d’examen IRM, sauf si le dispositif est explicitement marqué comme Utilisation IRM limitée par le fabricant, et que les restrictions spécifiées sont connues et peuvent être respectées. Par conséquent, toute personne entrant dans la salle d’examen doit être dépistée pour détecter les facteurs de risque.

Pour localiser la position des structures à l’intérieur du corps humain, chaque système IRM applique des champs magnétiques de gradient commutés. Ces champs de gradient commutés ne sont actifs que durant l’examen et ne s’étendent pas au-delà de l’aimant. Chaque système d’IRM comprend un ensemble de trois bobines de gradients. Ces bobines de gradients créent les champs magnétiques de gradient utilisés pour l’encodage spatial du signal IRM. Les champs de gradient sont appliqués dans trois directions orthogonales pour créer différents plans d’imagerie. Les champs de gradient sont mis sous tension et hors tension pendant l’acquisition.

La performance du gradient est généralement définie par deux propriétés : l'amplitude du champ magnétique de gradient et la vitesse de balayage. La vitesse de balayage est la vitesse à laquelle les gradients peuvent atteindre l’amplitude requise. Le temps nécessaire pour atteindre l’amplitude requise est appelé le temps de montée. Des vitesses de variation plus élevées génèrent davantage de bruit et peuvent entraîner une stimulation accrue des nerfs périphériques. Le dB/dt correspond au rapport entre la variation d'amplitude du champ magnétique, exprimée en dB, et le temps nécessaire pour effectuer cette variation, dt. Le dB/dt est mesuré en tesla par seconde, T/s. Un dB/dt élevé peut entraîner une stimulation des nerfs périphériques accrue. Les fabricants de dispositifs médicaux implantables peuvent spécifier la valeur limite de dB/dt pour l’examen et le dispositif médical implantable.

Les dangers associés à la commutation rapide et aux gradients élevés sont les lésions auditives dues au bruit acoustique, la gêne du patient causée par la stimulation des nerfs périphériques et le dysfonctionnement potentiel des implants actifs.

Le bruit acoustique provient de la commutation rapide des courants électriques dans les bobines de gradients. Cette force électromagnétique est connue sous le nom de force de Lorentz. Comme les bobines de gradients ne sont pas libres de se déplacer, l’application soudaine de force provoque le bruit typique de cliquetis lors du balayage. Ce bruit de cognement est plus fort pour les scans avec des valeurs élevées de dB/dt. Le bruit généré peut atteindre un niveau sonore suffisamment élevé pour causer de la gêne ou entraîner des acouphènes ou des lésions auditives.

Le niveau de pression acoustique prévu pour chaque séquence de balayage est affiché dans l’interface utilisateur. Le niveau de pression acoustique affiche le nombre de décibels (dB) par rapport au niveau sonore maximal recommandé. Selon les normes de sécurité internationales pour l’IRM, le niveau sonore maximum autorisé chez les patients est de 99 dB(A) pour une durée allant jusqu’à une heure. Le patient doit porter une protection auditive lors de l’examen, car le bruit acoustique du système peut être perçu comme inconfortable et dépasser 99 dB(A). La protection auditive doit inclure des bouchons d’oreilles correctement adaptés qui offrent une atténuation sonore supérieure à 30 décibels. L'utilisation supplémentaire du casque Philips est toujours recommandée. Le bruit acoustique généré par le système constitue non seulement un danger pour le patient, mais affecte également toute personne présente dans la salle d’examen pendant l’examen d'imagerie. Fournissez toujours une protection auditive à toute personne présente dans la salle d’examen pendant l’acquisition.

Un autre effet des valeurs élevées de dB/dt est la stimulation des nerfs périphériques, PNS. PNS est causée par les changements rapides des champs de gradient. Ce changement rapide induit des champs électriques dans le corps humain et peut provoquer une sensation de picotement ou des spasmes superficiels. La PNS est peu susceptible de se produire en dehors du volume d’imagerie et est donc généralement uniquement expérimentée par le patient. La localisation et la nature de la PNS diffèrent selon l'individu. Tous les patients n'expérimenteront pas de PNS. PNS est temporaire et il n’existe aucun effet sur la santé à long terme connu lié à la stimulation nerveuse. La stimulation nerveuse périphérique (PNS) est plus susceptible de survenir lors d’examens nécessitant des commutations rapides de gradients, comme ceux utilisés en imagerie de diffusion et en IRMf.

Le niveau de PNS attendu peut être consulté dans l’interface utilisateur, il est exprimé en pourcentage du seuil moyen. Par exemple, un PNS de 55 % signifie qu'il y a 55 % de chances que le patient ressente un PNS. Les examens présentant un PNS élevé peuvent être identifiés par l’icône d’Avertissement. Si le niveau de PNS attendu dépasse 80 %, un message d’avertissement s’affiche. Le message d’avertissement s’affiche la première fois qu’un balayage avec un niveau élevé de PNS est lancé.

Pour les patients disposant de dispositifs médicaux actifs, il existe un risque de dysfonctionnement. Les dispositifs médicaux actifs tels que les stimulateurs cardiaques, les stimulateurs cérébraux profonds ou les pompes à insuline possèdent une source d'énergie comme une batterie ou ont la capacité d'être couplés par induction. L’exposition aux gradients de commutation peut modifier les performances de l’appareil, entraînant un dysfonctionnement. Suivez toujours les instructions de libellé telles que spécifiées par le fournisseur du dispositif médical et utilisez le logiciel ScanWise Implant pour limiter le système à ces limites prescrites. ScanWise Implant fournit un guidage étape par étape pour saisir les valeurs conditionnelles définies par le fabricant de l’implant. Votre système IRM Philips applique ensuite automatiquement ces valeurs à l’ensemble de l’examen.

Le système IRM utilise un puissant aimant pour aligner les protons dans le corps. Pour visualiser les protons dans le corps, un signal RF est diffusé vers une zone ciblée. Une antenne RF de grande taille pour la transmission et la réception, l'antenne corps RF, est intégrée au scanner. La région d’intérêt est placée au centre de l’antenne corps RF, souvent accompagnée d’une antenne réceptrice. La bobine de transmission RF émet un signal RF à une fréquence donnée. C’est ce qu’on appelle la fréquence de résonance. Les protons ciblés absorbent l’énergie RF. Ces protons excités produisent un signal RF qui est capté par l'antenne réceptrice RF. Le signal détecté fournit les données nécessaires à la création d’une image. Plus une antenne réceptrice est proche du patient et de la région d’intérêt, plus le signal IRM détecté est fort, permettant des études détaillées.

Lors d’un examen IRM, de l’énergie RF est transférée au corps. Cela peut potentiellement entraîner un réchauffement du patient. L'élévation de la température du patient est proportionnelle à l'énergie totale délivrée au patient. C’est ce qu’on appelle la « dose énergétique spécifique » (SED). La SED pour la tête est déterminée par le DAS et la durée d'acquisition. Le SAR, taux d’absorption spécifique, est la puissance RF absorbée par le patient par unité de masse, exprimée en W par kg. Les normes internationales fixent des limites du SAR. Les niveaux de SAR ne tiennent pas compte de la durée de l’examen. Les niveaux de DAS ne prennent pas en compte la durée. Le SED est égal au DAS multiplié par la durée d’acquisition, exprimé en kilojoules par kg, et fournit une indication de l’élévation de la température du patient.

Les valeurs DAS et SED sont affichées pour chaque acquisition. Pour le SED, les niveaux SED programmés, délivrés et totaux sont affichés tout au long de l’examen. Sur la console d'IRM, la SED s’affiche à la fois sous forme de valeurs numériques et d’un indicateur d’état global de la SED. L’indicateur de statut SED est affiché dans le tableau de bord de l’examen.

Un examen avec des niveaux de DAS élevés, supérieurs à 2 W par kg, ou une durée de scan prolongée peut réchauffer le patient, entraînant une augmentation de la transpiration. La transpiration du patient peut provoquer la formation de circuits RF accidentels entre différentes parties du corps, ce qui peut entraîner des brûlures. Effectuer l’examen en mode de fonctionnement normal, en maintenant le DAS corps entier en dessous de 2 W par kg. Lorsque cela est possible, il convient de réduire l’utilisation de scans à haut niveau de DAS. Mais lorsque cela est nécessaire, il convient de répartir les scans DAS sur l’ensemble de l’examen en imbriquant les scans à haut DAS avec ceux à faible DAS. Évitez d’effectuer des séquences à DAS élevé à la fin d’un examen à SED élevé. Pour soutenir le mécanisme de refroidissement du patient, réglez la ventilation du patient au niveau maximum lors de l’acquisition de séquences à DAS élevé (supérieur à 2 W par kg).

Il convient de noter que la charge thermique et l’élévation de la température du patient associées à un examen IRM constituent un phénomène distinct des blessures thermiques ou brûlures locales liées à l’énergie RF. Le champ RF transmis entraîne l'induction de courants électriques dans le corps. Ces courants traversent les tissus électriquement conducteurs du corps humain, entraînant une dissipation thermique. L'énergie RF transmise et la dissipation thermique associée représentent un danger potentiel pour tous les patients. Des sensations de chaleur et un échauffement des tissus peuvent survenir si le corps du patient ne parvient pas à dissiper efficacement la chaleur générée.

Le risque de blessures causées par l'énergie RF est plus élevé chez les patients présentant des troubles de la thermorégulation, tels que : nouveau-nés, personnes âgées, patients sous sédation, hypertendues et obèses. Les conditions susceptibles d'altérer la thermorégulation comprennent le diabète, certains types de cancer, une atteinte cardiovasculaire ou certains traitements médicamenteux tels que les diurétiques, les tranquillisants ou les vasodilatateurs. D’autres facteurs de risque de blessures thermiques concernent les patients suivants : Avec de la fièvre, les personnes enceintes, ayant des tatouages foncés étendus, y compris le maquillage permanent, incapables de percevoir ou de communiquer des événements indésirables (par exemple, des patients inconscients, sous sédation, sous anesthésie, paralysés, enfants ou confus), ainsi que des patients thermiquement isolés, par exemple à cause d’un plâtre ou d’un plâtre en fibre de verre.