Is een fMRI scan echt wel veilig?

Antwoord

Dag Maarten,

Bij MRI scanners die momenteel in onze ziekenhuizen zijn opgesteld (magnetische veldsterkte van 0.2 Tesla tot 3 Tesla) wordt dit zeker als veilig beschouwd. Er zijn verschillende veiligheidsrisico's bij het gebruik van scanners onderzocht, zoals de invloed van het sterke magnetische veld op de mens en de cellen, het effect van de radiofrequente pulsen voor excitatie van de spinsystemen en het schakelen van magnetische gradiënten voor de ruimtelijke codering.

Wat het magnetisch veld betreft, zijn er onderzoeken gedaan op celculturen naar de teratogene (misvormingen) of carcinogene (kankerverwekkende) effecten bij veel extremere veldsterkten. Hier zijn geen effecten vastgesteld. Ook de embryogenese (vormen van een embryo) in een sterk magnetisch veld  is onderzocht en ook daar is geen effect vastgesteld. 

In een staal bloed is er bij nog extremere veldsterkten een kleine verandering in de richting van de bloedplaatjes t.o.v. het magnetische veld waar te nemen. Dit is het gevolg van een anisotropie in de magnetische susceptibiliteit van de bloedplaatjes (zeg maar magnetiseerbaarheid). Dit effect is echter omkeerbaar en heeft geen significante gevolgen voor het organisme. Bij nog hogere veldsterkten (niet deze die in een MRI scanner gebruikt worden) is er een verhoogde mate van coagulatie (bloedklontering) vast te stellen.

Ook zijn er epidemiologische studies uitgevoerd naar de mogelijke effecten van MRI op de mens (o.a. ook bij personeel dat dagelijks bij MR scanners werkt). Ook hier zijn statistisch geen relevante effecten aantoonbaar.

De effecten die duidelijker aanwiijsbaar zijn en waar op commerciele MRI toestellen dan ook veiligheden op het toestel zijn aangebracht betreffen de radiofrequente golven en veranderlijke magnetische velden.

De radiofrequente golven (RF pulsen) (typisch in het frequentiegebied van 60 MHz voor een 1.5 T scanner tot 120 MHz voor een 3 T systeem) kunnen warmte in het lichaam deponeren. Dit is dezelfde problematiek die bij de eerste GSM-toestellen aanwezig was. Deze energiedepositie moet beperkt blijven want een paar graden temperatuurstijging in het weefsel kan schadelijk zijn. De scanner houdt echter bij hoeveel energie er in het lichaam (en lichaamsdeel) gedeponeerd wordt. We noemen dat de SAR (Specificic Absorption Rate). Als een veiligheidslimiet overschreden wordt zal de scan stoppen. Deze limieten zijn afhankelijk van de gescande regio (hoofd, ledematen).

Een ander gezondheidsaspect houdt verband met het schakelen van magnetische gradiënten en het inschuiven van de patiënt (of proefpersoon) in de scanner. Het eerste is nodig voor de ruimtelijke codering van het MR signaal. Bij beide handelingen wordt het individu plotseling blootgesteld aan een veranderend magnetisch veld. Uit jouw tekstboeken van fysica zal je misschien nog weten dat een veranderend magnetisch veld ook een elektromotorische spanning opwekt die in een geleidend medium een stroom veroorzaakt. Dit fenomeen is trouwens ook de reden waarom de dynamo van jouw fiets een lamp doet branden. Deze spanningen en stromen kunnen nu ook opgewekt worden in het lichaam. Cellen die hieraan gevoelig zijn, zijn bijvoorbeeld onze zenuwcellen (neuronen) die werken op basis van potentiaalverschillen (ionair in stand gehouden via de zogenaamde Na/K pompen). Het is natuurlijk niet wenselijk dat neuronen gaan vuren door het schakelen van externe magnetische velden. Dit effect (opgewekte elektromotorische spanning) is sterker naarmate het aan en uitschakelen van de gradiënten vlugger verloopt. Dit effect op de neuronen wordt ook nog 'neuronale perifere stimulatie' genoemd. Dus ook hier zitten op de scanner veiligheden zodat deze schakeltijden binnen bepaalde veiligheidslimieten blijven. Soms kan dit waargenomen worden als een lichte tinteling in de ledematen. Mochten veiligheidslimieten heel fel overschreden worden (in extremis) dan kan dit effect ook plaatsvinden in de spiercellen van het hart. Dit zou dan tot hartfibrilatie kunnen aanleiding geven. Dit is echter een doemscenario en kan onder normale omstandigheden dus niet optreden.

Veranderingen in het magnetisch veld (en dus perifere neuronale stimulatie) kunnen ook optreden wanneer een individu zich aan een vlug tempo naar de scanner toe beweegt. Dan bouwt het magnetisch veld in dat individu zich immers ook op van praktisch nul naar het veld in de scanner wat bepaald wordt door de snelheid waarmee men zich naar de scanner toebeweegt. Dit heeft voor discussies gezorgd binnen een Europese commissie over de toegelaten veldsterkte van de scanner.

Het gebruik van prothesen (draadjes, implantaten, pacemakers, piercings, etc.) zijn inderdaad complicerende factoren voor een MRI onderzoek. Het is belangrijk dat vooraf de patient voldoende gescreend wordt op de aanwezigheid van dergelijke voorwerpen die in of op het lichaam aanwezig kunnen zijn. Sommige metaalsoorten (niet-ferromagnetische materialen zoals Titanium) hoeven daarom niet schadelijk te zijn maar voorzichtigheid is altijd geboden. Wel zullen dergelijke niet-ferromagnetische voorwerpen meestal aanleiding geven tot beeldvormingsverstoringen. Ze kunnen immers het magnetisch veld in de patient vervormen wat de basis is voor de ruimtelijke codering. We spreken in dat verband over 'magnetische susceptbiliteitsartefacten'. Een overzicht van compatibele en niet-compatibele materialen is voor de radioloog te vinden op de website: MRI-safety.com.

Er valt nog meer te zeggen over MRI veiligheid maar algemeen gesproken kan je stellen dat zolang toezicht gehouden wordt op de veiligheidsaspecten, MRI een zeer veilige beeldvormingstechniek is waar geen gebruik wordt gemaakt van schadelijke ioniserende straling in tegenstelling tot bijvoorbeeld een CT-scan of een nucleaire scan.

Hopelijk levert dat voor jou wat bruikbare informatie op. Er is hierover ook veel wetenschappelijke (engelstalige) literatuur te vinden in vaktijdschriften.