专家共识|术中高场强磁共振成像的麻醉管理专家共识(2020版)

2021
07/28

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强磁场环境的安全风险iMRI属于高风险成像。






术中高场强磁共振成像的麻醉管理
专家共识(2020版)

中华医学会麻醉学分会





专家组成人员名单
负责人
米卫东(解放军总医院第一医学中心麻醉科)
王国林(天津医科大学总医院麻醉科)
执笔人
时文珠(解放军总医院第一医学中心麻醉科)
孙立(解放军总医院第一医学中心麻醉科)
成员(按姓氏拼音顺序)
韩如泉(首都医科大学附属北京天坛医院麻醉科)
马亚群(解放军总医院第七医学中心麻醉科)
王英伟(复旦大学附属华山医院麻醉科)
姚兰(北京大学国际医院麻醉科)
易杰(中国医学科学院北京协和医院麻醉科)
于泳浩(天津医科大学总医院麻醉科)
张卫(郑州大学第一附属医院麻醉科)



术中磁共振成像(intraoperative magnetic resonance imaging, iMRI)应用于神经外科手术中,可指导术者精准切除肿瘤,保护神经功能,防止术后并发症[1],但磁场尤其高场强[>1.5特斯拉(T),1 T=10 000高斯(G)]环境下,可造成较多的安全问题,原因多为人为过失、警惕性降低、缺乏交流、不熟悉工作环境及不适合的仪器等[2]。国内已有十几家单位引进iMRI系统,对该类手术的围术期管理积累了一定经验,因此,有必要提出安全、易行的麻醉管理规范指导高场强iMRI手术的麻醉管理,使相关人员认识其环境下设备相关的风险、对人体健康的危害及生理功能监测的局限性,保证患者及手术团队在此环境下的安全,预防相关意外发生。此共识虽然具有指导性,但不具有强制性,各单位应根据自身情况和特点制定适合本单位的规章制度和规范。


高场强iMRI环境的安全风险
及分区管理

强磁场环境的安全风险iMRI属于高风险成像,常见风险涉及静磁场、梯度磁场和射频脉冲等产生的特殊物理环境引起的投射效应、生物效应等带来特有的安全问题,以及造影剂不良反应、制冷剂泄露、火灾、噪声等。如果处理不当,可导致设备损害,甚至人员伤亡。常见的安全事故往往与临床医护人员、辅助人员缺乏培训和工作疏忽有关。另外,手术麻醉过程中磁场环境对监护设备的干扰以及MRI过程中麻醉科医师远离患者给麻醉管理也带来了潜在风险。


典型的投射效应作用物为含铁磁性物质的物品。普通手术器械、氧气钢瓶、推床、金属椅凳、助听器、手机、手表、金属拉链、纽扣、钢笔、钥匙、硬币、打火机、小刀等是医院中常见投射物。非铁磁性物品虽然不产生投射效应,但可形成金属伪影干扰成像。


高场强iMRI环境的分区管理2017版《磁共振成像安全管理中国专家共识》按照磁场强度、使用功能和安全等级可将iMRI手术中各种人员的活动范围划分成四个区域[3]

Ⅰ区(一般控制区域):此区域磁感应强度非常小,通常在MRI扫描间外,此区域行动不受限制。

Ⅱ区(过渡区域):为Ⅰ区与Ⅲ区间的交接部位。通常患者的交接工作在此区域内完成。患者需要在工作人员的监督下活动,不能在此区域内自由活动。远程监控设备(包括麻醉和监护设备)的终端可设置在这一区域。

Ⅲ区(严格控制区域):位于5 G线外(一般标记于核磁间地面),此处进入需受到严格的限制。

Ⅳ区(核心或扫描区域):位于5 G线内,此区域是铁磁性物品/设备接近会引起个体或设备相互作用造成严重伤亡的区域。Ⅳ区内不可有任何铁磁性物品,任何人员不得随意进出。


高场强iMRI对人体的特殊影响

虽然在iMRI环境中无放射线辐射的顾虑,但由于磁体总是处于“打开”状态,对于长时间在此环境中的职业暴露仍有顾虑。对暴露于<210 G磁力线下的人员工作时间无限制,但对在210 G~680 G环境中的人员工作时间限定为每天8 h。有些机构则允许孕妇可选择不进行MRI检查,但未有资料表明磁场环境增加早产、低体重儿及流产的危险。


综合归纳,高场强对人体的影响体现在[4]

(1)强静磁场:作用强度与磁体的场强呈正相关。机体在强磁场下可有一些感官反应,如呕吐、头晕、金属味及磁光幻觉(眼球快速移动时有短暂闪光)等。

(2)随时间变化的梯度磁场:可导致人体产生感应电动势,产生皮肤过敏、神经兴奋或肌肉抽搐,在足够强度下可以产生外周神经兴奋(如刺痛或叩击感),甚至在极罕见的情况下引起心脏兴奋或心室纤颤。

(3)射频(RF)的致热效应:MRI时电磁能量在机体内转化成热能,使组织温度升高,患者身体上的监测导线(体温、ECG连接线)打折、圈结均可导致其被过度加热而灼伤患者。

(4)噪声:MRI运行过程中产生各种噪声(82~115 dB),清醒患者可有烦躁、语言交流障碍、焦虑、短时间失聪等。

(5)造影剂:为增加图像对比度所使用的主要为含钆的造影剂可能产生毒副作用,如过敏反应、肝肾功能损害。


麻醉科医师在iMRI手术室组建
及运行中的作用

iMRI手术的顺利运行需要外科医师、麻醉科医师、放射科技师、护士、保洁人员等的共同努力,团队成员必须了解磁场环境下工作的潜在危险,了解常规铁磁性物品及常见体内植入物的性能,了解手术相关物品的磁兼容性,并应接受规范的安全培训,熟悉工作制度并进行严格的安全筛查,对于体内有铁磁性物品的医护人员(如安装了起搏器,植入药物泵等)必须限制进入iMRI-OR工作。安全宣教培训及筛查的结果均需记录在案。


麻醉科医师的首要职责是确保在这一特殊的环境下患者安全渡过手术期,因此,对手术室布局、仪器设备的选择、规章制度的制定、安全培训的组织实施均起决策作用。此外,麻醉科医师在围术期患者的安全筛查、手术的麻醉维持、处理各类紧急事件等都起主导作用[5]


高场强iMRI对麻醉相关设备的
特殊要求

由于磁场环境的特殊性,应选择磁兼容性的麻醉设备[6]。合格的磁兼容设备应具有确切的抗磁性能,抗磁强度;在使用操作上类似常规设备;必须带有视觉报警系统,所有设备均需在明显部位标示MRI环境下的安全级别(安全、相对安全、不安全)。若确无磁兼容设备或临时使用普通设备,应放置在5 G线外并显著标明,非磁兼容的金属导线在MRI时需断开连接放置于5 G线外。现就部分设备做一些简单介绍。


麻醉机  磁兼容的麻醉机应至少可安全应用于300 G的磁场内,带有磁场强度监测报警装置,配备有磁兼容的麻醉气体挥发罐。由于MRI时磁体可占据患者身体的大部,麻醉机只能放于患者的足部,因此需要应用加长型麻醉回路(加长型Y螺纹管)。没有磁兼容的麻醉机时,可使用在Ⅲ区的麻醉机通过加长螺纹管实施麻醉。


监护仪  提供ECG、SpO2、NIBP、有创动脉压力、PETCO2、氧浓度、麻醉气体浓度、体温(光纤传感器)和呼吸等重要参数的监测。最好配备可移动无线传输显示器,以方便术中MRI时在检查区外监测生命体征。


静脉输注系统  静脉输注系统在MRI系统中的磁兼容强度至少为200 G,可配备多个输液泵,预设置多种静脉输注模式,可在交流电和电池供电下工作。若没有专用输注设备,可在Ⅲ区使用传统输注泵通过微量泵管泵注。


术中高场强MRI麻醉的基本流程、
安全隐患及处理

iMRI的基本流程iMRI前准备:(1)扫描前将所有在磁场环境下不安全的设备(手术灯、器械台、显微镜等)均需移至并固定于5 G线外,去除所有非无菌、非必要设备;(2)如果存在切开后未缝合的切口,则应保护无菌环境;(3)定位线圈和手术台;(4)工作人员进行自我检查;(5)进行手术床周边检查;(6)准备工作完毕并进行了安全核对后,防护门打开,磁体移入手术室进行扫描(或手术床移向磁体),填写磁体移动检查清单。


为减少交流电对核磁信号的影响,iMRI期常会停止交流电供电,麻醉科医师在扫描前应确保设备储备电池充足,调节麻醉深度以满足患者生命体征平稳并绝对制动。扫描期间关闭手术间门,标注特殊的信号以提示正在扫描,工作人员均进入控制室以减少扫描过程中对图像干扰。


安全隐患[7]  iMRI:患者由于术前不配合、手术体位改变等原因,常在麻醉后进行扫描,此时患者麻醉状态正处于调整期,一些麻醉诱导期的物品如喉镜、听诊器、针头及手术物品易遗留在磁场范围内,导致出现险情。术前充分的沟通、良好的习惯及严格的扫描前查对制度可预防危险发生。


iMRI:需外科医师、麻醉科医师、巡回、器械护士及放射科技师的共同安全核查,重点是防范手术部位器械的遗漏、切口的无菌防护、麻醉深度的调控、显微镜等非磁兼容物品的归位等,确保扫描的安全进行。


术后MRI:术后为判断有无出血等并发症而进行核磁扫描,患者常从普通手术间转运而来,麻醉科医师必须对患者及其他进入检查室的医护人员进行严格的安全筛查和告知,了解患者的术前特殊病史、手术情况及术后体内外特殊留置物。更换带有金属丝的加强气管导管为普通导管,更换磁兼容的专用心电电极片。


突发事件及处理  iMRI-OR内可能出现的突发状况包括:医疗突发事件(如心跳骤停)和环境突发事件(包括机械故障、火灾及物品弹射)。

(1)当发生心跳骤停时需立即给患者进行心肺复苏并转移出Ⅳ区至事先规划的位于MRI室附近的安全区域,并寻求帮助。规划的安全区域应包含以下急救设备:①除颤仪;②多功能监护仪;③装有抢救药物、气道设备、氧气及吸引器的急救车。团队成员必须具备单独处理紧急情况的综合能力,如未预料的困难气道、失血性休克、严重过敏、心跳骤停等。


(2)针对可能发生的突发事件如火灾、物品抛射等制定相应的应急预案。团队成员均须接受iMRI麻醉培训,熟悉工作环境特点及流程、定期进行应激预案演练。各种医疗救治预案的基本流程和处理与普通手术相似,特殊点在于要极度重视磁场环境的特殊性,注意安全,避免二次损伤。在处理紧急意外事件时,需指定一名工作人员专门负责取血,送取手术、麻醉用具,筛查新入iMRI-OR进行援助的工作人员。


(3)特殊紧急状况处理:①大型磁性物质(如气体钢瓶、担架、轮椅等)被磁体吸附的处置:将患者移出磁体外安置并做适当处置,尽快联络MRI厂家。若患者被大型磁性物质严重压迫时,立即按Rundown Unit开关,将磁体失超。磁场会在2~3 min后消磁,再将患者移出磁体外,作紧急处置。磁体被失超后,需多个工作日才能恢复正常操作,维修价格昂贵。②机器失超时的处置:若有患者正在扫描,先将患者移出扫描室外做适当处置。高场强MRI检查中,磁场维持需要很低的温度,液体氦气用于维持这种温度。当发生失超紧急停用机器时,液体氦气迅速加热转变为气体状态。这种冷却气体需要通过排气管道,排放到大气中,一旦发生排放管路阻塞,将氦气排放至检查区域,该区域会发生低氧以及高气压。需要注意的是在排放气体的管道附近产生大量的热,富氧环境可能引发火灾。注意室内供氧是否正常,如有异常,请离开工作区。遇以上情形,请尽快联络MRI厂家。


高场强iMRI手术麻醉的安全检查
和核查

工作人员安全检查及筛查  进入iMRI手术室的人员必须接受MRI安全问询,经筛查合格的人员入室前需再次进行安全检查。筛查主要关注医护人员自身安全及随身携带物的安全,应限制体内有特殊植入物的工作人员进入该手术室工作,并避免将随身携带的非磁兼容物品带入iMRI-OR。


患者筛查

(1)对每一个病例,麻醉科医师应该与患者、手术医师和放射技师交流,确定患者是否存在高风险身体状况。患者相关的风险包括年龄相关性风险、健康相关性风险。年龄相关性风险指新生儿或早产儿和老年人。健康相关性风险包括但不仅限于:①重症患者;②非全麻呼吸功能受损(如舌体肥大和睡眠呼吸暂停);③镇静、肌松和通气状态的改变;④血流动力学不稳定和有血管活性药物输注的需求;⑤MRI副作用引起的并发症(如烧伤,肥胖或外周血管疾病患者的体温升高)。


(2)筛查有无进行MRI的顾虑,以下情况应慎重对待:①体内存在金属物(如心脏起搏器、植入型心律转复除颤器、药物泵)的患者禁止入iMRI手术室;体内留有植入电子装置(例如深部大脑刺激仪,迷走神经刺激器,膈神经刺激器,含有导线的热稀释导管,人工耳蜗)、眼内金属碎片、体内弹片、假肢等患者慎入,患者金属假牙可能影响图像质量,金属假肢/关节可能在MRI时吸收射频产热,造成严重烧伤;②高敏体质患者(可能对造影剂过敏)、孕妇(但尚无确实的资料明确磁场环境对孕妇及胎儿的影响)慎入;③严重心脏疾病的患者(严重冠心病、心律失常)慎入,因MRI时无法避免磁场对ECG监测的固有失真效应,导致无法准确及时发现患者的心脏意外事件;④术中需特殊体位(如颈部过屈)的患者慎入,对于此类特殊体位,普通气管导管(iMRI环境下禁止使用带有金属丝的加强气管导管)无法避免打折,术中气道管理较困难。


(3)麻醉科医师应与放射科技师交流,确定患者在进入Ⅲ区前已筛查合格。


(4)对于急性或严重肾功能不全患者,不建议使用钆剂等造影剂。


在iMRI手术实施过程中严格遵循规章制度,运用检查清单和安全协议等措施保障MRI安全[7];对跨科室的每个成员进行充分培训和模拟演练,通力合作是保障iMRI安全的关键。开展iMRI初期,应由核心团队开展前几例手术,总结经验,改进工作流程和管理制度,逐渐让新的人员加入,并对手术室的全体人员进行术中MRI安全培训。


高场强iMRI对麻醉的特殊影响

有文献对iMRI及传统开颅胶质瘤手术患者进行了比较, iMRI组手术时间明显延长,而其它围术期特点与传统神经外科手术并无差别,麻醉处理在遵循一般神经外科麻醉处理原则的基础上,需关注长时间手术的麻醉调控这一特点[8]


高场强iMRI对患者心电图监测的影响  由于血液是较好的电导体,在静态MRI磁场的作用下,可产生一定的电势(Hall 效应),并添加到心电图信号中使其波形失真[9-10]患者处于场强为0.5~4 T静态磁场中,ST段、T波均有一定的变化,但这些变化在磁体撤移后均会恢复正常。术前心电图正常的患者,采用磁兼容的无线心电图模块进行心电图监测,在静态磁场环境及不同序列MRI扫描时,心电图波形出现明显变化,主要表现为心电图基线改变,ST-T改变,推测该现象与Hall效应密切相关。在弥散张量成像时,高频及多个梯度场方向的变化对心电图的影响更大,出现类似恶性心律失常(如房扑、室颤样波形),但动脉压力波形显示心律齐,生命体征平稳,提示MRI时,心电图出现失真情况。虽然在不同扫描序列中,患者心电图变化有一定的共性,但个体差异较大,对某一患者,无法预测其在扫描过程中可能出现的“异常”心电图波形,麻醉科医师需依靠脉搏及有创动脉压波形等监测综合判断,甄别心脏事件,维护患者安全。


高场强iMRI对肌松药代谢的影响  iMRI后常出现患者中心体温升高,一组前瞻对照临床研究探讨了因温度的变化对各类肌松药药效学的影响。结果显示iMRI这一过程加快了罗库溴铵TOF 25%的恢复,缩短其作用时间,但对于恢复指数无显著影响;显著降低维库溴铵临床起效时间及肌松恢复指数;对顺苯磺酸阿曲库铵的肌松恢复无显著影响。初步提示该类手术围术期肌松药代谢及药效可能受影响,需根据临床需要个体化用药[11-12]


高场强iMRI神经外科手术的
麻醉管理

iMRI的麻醉方法有中、深度镇静、监护麻醉、全身麻醉等,麻醉管理有一定特殊性[13-14]


术中监测  iMRI可使手术时间明显延长,高射频能量吸收可致患者体温升高(0.3~0.5 ℃),除常规监测外,应根据病情适当进行有创动脉血压、体温和动脉血气监测。同时由于MRI设备对环境的要求,手术间内温度通常较低,小儿尤其是新生儿体温容易降低,应注意体温监测并使用磁兼容加温装置。MRI时磁场对心电图监测的固有失真效应,心电图可出现一些假性改变而干扰对心脏血供的判断,严重缺血性心脏病患者应慎行iMRI手术。


气道管理  核磁手术间必须配备简易呼吸囊及氧气袋以便紧急情况下转运患者。iMRI时,患者头部与麻醉机距离较远,麻醉医师在术中较难接触到患者的头部,气管插管完毕,即应合理调整管道,妥善固定,避免打折,脱出,需应用加长型螺纹管。MRI时,麻醉医师远离患者,无法通过观察气道压判断患者的呼吸状况,因此,呼气末二氧化碳监测非常关键。确无条件时,可通过观察麻醉机风箱起落来判断患者的通气状况。此外,磁场环境限制了金属加强型气管导管的应用,对于术中头部过屈体位,应用普通气管导管无法避免管道打折的患者,应与外科医师沟通,权衡是否选择进行iMRI手术。


噪音的影响  应用1.5 T MRI系统成像时,平均噪音为95分贝,在一定程度上亦可影响麻醉科医师的听力,从而限制其对监护仪声音报警的判断。因此,在iMRI期间,麻醉科医师必须严密观察监护仪的屏幕,并特别注意各类报警指示灯,以及时发现患者手术中病情变化和仪器故障等。


扫描期间远程监护  在iMRI时,为减少外界因素对扫描结果的影响,医护人员一般均进入控制室,麻醉科医师可通过无线传输的显示控制器观察患者。由于远离患者并且时间较长,在MRI前必须追加肌松剂、仔细检查通气环路、静脉输液通道、静脉泵输注的药液等,以防止MRI时麻醉过浅发生意外。


麻醉深度的维持  iMRI期间虽无手术操作但创面开放,持续时间较长,此期需保证患者生命体征平稳并绝对制动。通过对气管插管全麻下行iMRI颅内肿瘤切除术患者的观察发现,在MRI阶段虽无手术刺激,但所需麻醉深度与颅内操作期基本一致, 可能与开放创面及MRI时噪声影响,需保持患者绝对制动有关[15]


行清醒开颅的患者可在镇静镇痛辅助下行头皮神经阻滞麻醉,在处理骨瓣和切开硬脑膜阶段,镇静评分应达到Ramsay评分5分,颅内操作期可维持在 Ramsay评分2~3分(瑞芬太尼0.02~0.05 μg·kg-1·min-1和右美托咪定0.1~0.2 μg·kg-1·h-1[16]。由于目前尚无磁兼容的麻醉深度监测设备,所以麻醉科医师仅能根据患者的血流动力学参数(例如血压、心率)及临床经验来指导麻醉深度的调节,后期需对此类情况进行更深入的研究。


iMRI的应用造福了患者,但其环境及过程的特殊均给围术期带来一定风险。iMRI-OR的顺利开展及运行,需要团队成员的通力合作,麻醉科医师担负着保障患者安全的重任,严格的规章制度、规范的培训、良好的工作习惯及细致的术中观察是患者安全的重要保障。


出处:临床麻醉学杂志 参考文献略。

DOI:10.12089/jca.2021.03.018

转载来源:新青年麻醉论坛



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关键词:
iMRI,磁共振,麻醉科,心电图,麻醉,管理,手术,设备,磁体

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