A series of articles on “Technology in Medicine” - Part 24

 

An toàn trong môi trường MRI

 

Trần Trí Năng
 

 

Hiện tại, máy chụp cộng hưởng từ MRI rất phổ biến trong rất nhiều bệnh viện trên thế giới. Nhiều tiến bộ khả quan đă được thực hiện trong ṿng 20 năm gần đây. Và có thể nói MRI là một một trong những công nghệ chẩn đoán an toàn và rất hữu hiệu trong nhiều lănh vực y khoa.  

Thông thường, từ trường của hầu hết các máy chụp cộng hưởng từ MRI nằm trong khoảng từ 1 Tesla (T) đến 3 Tesla (T). Con số này lớn hơn từ trường của trái đất rất nhiều. Chẳng hạn như một từ trường 3 Tesla mạnh gấp 50.000 lần từ trường trái đất (khoảng 0. 6 mTesla; 1 Tesla= 10,000 Gauss). Sức mạnh này quá lớn đủ để hút những chất c̣ tính sắt từ chung quanh. Đây là một điều đă gây ra một số tai nạn vào thập niên 1990 và đầu thập niên 2000 và là mối quan tâm lớn đối với cộng đồng y khoa, công nghệ điện tử y khoa, nhất là bệnh nhân và nhân viên điều hành máy chụp MRI. 

1. Những tại nạn đă xảy ra với máy chụp cộng hưởng từ

Có một số tai nạn đă xảy ra nơi môi trường MRI tại Mỹ và trên thế giới trong quá khứ. Phần chính là do sức hút của từ trường và những tổn hại từ trường gây nên trên những linh kiện y sinh được cấy ghép trong cơ thể con người. Thí dụ của một số tai nạn như sau:  

1. Vào tháng 10, 2021, một bệnh nhân 60 tuổi ở Đại Hàn chết v́ bị môt b́nh ôxy nặng khoảng 60 kg đập vào đầu. B́nh ôxy bị hút vào máy MRI bởi từ trường mạnh của máy chụp hính MRI [1]. 

2. Một trường hợp tương tự xảy ra vào năm 2018, khi môt thanh niên khoảng 32 tuổi chết sau khi bị hút vào trong máy chụp MRI khi người này mang một b́nh ôxy vào pḥng MRI ở một bênh viện  tại Mumbai (Ấn Độ). 

3. Năm 2001, một em bé 6 tuổi chết trong một tai nạn MRI tại Westchester County Medical Center ở Valhalla, NY. Trong lúc chụp h́nh  MRI, một b́nh khí ôxy bị hút vào ṇng của bánh rán. Chiếc b́nh này đập vào đầu của cậu bé khi cậu này c̣n đang nằm trên bàn bệnh nhân của máy chụp cộng hưởng từ MRI [2].  

4. Vào ngày 25 tháng 10, 2019: một cán bộ y tế x-quang ở bệnh viện Sunderby, Thụy Điển bị thương v́ đă bị hút bởi từ trường của thỏi nam châm. Điều tra sau đó cho biết khi tai nạn xảy ra, người y tá này mang một cái áo vét có chứa chất kim loại ferit (ferris metal). C̣n bệnh nhân đang nằm trong bánh rán của máy MRI lúc đó may mắn không bị thương [3].

5. Tháng 10, 2019: một nhân viên và hai người nhân viên bảo vệ bị thương trong một tai nạn gây ra tại một máy MRI di động đặt ở ngoài Bệnh viện Sunderby, Thụy Điển. Một nhân viên y tá bị hút dính vào phía bên ngoài bánh rán. Bệnh nhân lúc đó c̣n đang nằm trên bàn di động; khi nghe tiếng động bèn leo ra và cùng với một người nhân viên bảo vệ kéo người y tá ra khỏi sức hút của thỏi nam châm. Người y tá lúc đó bất tỉnh, nhưng trở lại b́nh thường một khoảng thời gian sau đó.

6.  Tháng 11, 2019: một tai nạn xảy ra tại Halland Hospital, Varberg, Thụy Điển. Trong khi đưa bệnh nhân vào pḥng MRI, chân của một nhân viên phụ trách bị hút vào máy quét v́ người  này có mang một cái băng mắt cá chân bằng kim loại với những ḥn bi làm bằng thép [4] .

Đối diện với con số tai nạn xảy ra trong môi trường MRI từ khi công nghệ này ra đời cho đến những năm vào đầu thấp niên 2000, cơ quan liên quan HIPAA (Health Insurance Portability and Accountability Act) đă thực hiện một cuộc điều tra dùng những phương pháp và vật liệu được chấp thuận bởi Hội đồng xét duyệt IRB (Institutional Review Board). Thời gian điều tra kéo dài hơn 6 năm, bắt đầu từ tháng tư 2006 và chấm dứt vào tháng 9 năm  2012. Những bản báo cáo tai nạn được phân loại dựa theo một số tiêu chuẩn như: thể loại bệnh nhân (impatient vs. outpatient), lư do chính  gây nên tai nạn, và độ nguy cập của bệnh nhân do tai nạn gây ra. Kết quả Hội đồng t́m thấy là trong 362.090 trường hợp MRI khảo sát, có 1.290 bản báo cáo về tai nạn xảy ra. Tỉ lệ tai nạn trong môi trường MRI là 0.35% (1290/362090) [5].

2. Những cải tiến mới trong linh kiện y sinh dùng trong MRI

2.1 Máy trợ tim (pacemakers)

Tiêu chuẩn truyền thống liên quan đến từ trường an toàn là 5-6 Gauss (từ trường trái đất). Loại máy trợ tim này phải tuân theo một cách triệt để những tiêu chuẩn quy định:

(i) từ trường chính 1.5T đến 3T (1.5 T thích họp hơn!) ; (ii) sẽ không có đường dây bị đứt hay bỏ rơi không dùng; điện áp và độ trở kháng (lead voltages và impedances) phải nằm trong giới hạn quy định; (iii) giới hạn công suất RF, tốc độ quét/xoay chuyển (slew rate), trường gradient theo vị trí (spatial gradient field); và (iv) sau khi chụp h́nh MRI, phải kiểm soát lại phần mềm và những tham số liên quan của máy trợ tim.  

Trước khi xử dụng máy trợ tim trong môi trường MRI, những điều sau cần phải khảo sát và chấp thuận: (i) bệnh nhân có mang máy trợ tim  có cần chụp MRI hay không? (ii) sẽ dùng máy trợ tim loại nào với thành tích hoạt động ra sao? (iii) khảo sát và duyệt lại  h́nh chụp X-quang mới nhất để xem bộ tạo xung (pulse generators)  có đường dây nào bị đứt hay không? (iv) thiết lập một danh sách kiểm tra và (v) trong lúc chụp h́nh MRI, luôn theo dơi điện tâm đồ (electrocardiogram hay EKG) , đo ôxy xung (pulse oximetry) và đo huyết áp. 

Sau này, nhiều hăng, chính nhất là hăng Medtronic đă triển khai nhiều loại máy trợ tim dùng trong những ứng dụng khác nhau trong môi trường MRI; một số bộ phận được thay đổi  để thích hợp với điều kiện đ̣i hỏi của thể loại“MR Conditional” của Hội Thử Nghiệm và Vật Liệu Mỹ ASTM [6]. Loại đầu tiên là  Medtronic's EnRhythm™ MRI SureScan Pacemaker System dược FDA chấp thuận vào tháng 11 năm 2008; tiếp theo với loại thứ hai RevoMRI SureScan System được chấp thuận vào tháng hai, năm 2011. Loại Leadless LV pacemakers như MR Conditional WiSE-CRT System (EBR Systems) cũng được phát triễn và sử dụng trong thị trường.  

2.2 Các loại mỹ phẩm (cosmetics)

Với những phát triển như sau:

-Tât cả những vật liệu liên quan đến việc trang điểm, đặc biệt là thuốc bôi mi mắt (mascara) phải tháo gỡ trước khi chụp h́nh MRI. Những chất liệu hóa trang chứa ôxít sắt (iron oxide) có thể  tạo nên quầng giả tạo cục bộ (local artifact) và có thể làm cho mắt bị ngứa trong lúc chụp h́nh MR. Gần đây vật liệu  trang điểm dùng chất từ nhân tạo ngơ hầu có thể giải quyết được t́nh trạng này.

- Đường kẻ viền mắt dùng dài hạn (permanent eye-liner) và h́nh xâm ḿnh quanh hốc mắt (periorbital tattoos) có thể gây sự đau nhức nhiều giờ sau khi chụp MRI.  

- Thay v́ dùng keo dán, người xử dụng có thể vẽ mắt màu đen có chứa hạt từ cực nhỏ (ultrafine magnetic particles). Đồ vẽ lông mi cũng có thể chứa những dải băng từ mỏng dùng làm nền (base) để dán lông mi vào mi mắt. Cả hai đường vẽ lông mi và đồ trang điểm mắt cần phải tháo gỡ trước khi chụp h́nh MRI.   

2.3 Thấu kính nhân tạo (artificial lenses)

Những thấu kính trong mắt (intraocular lens) không gây nguy hại v́ hầu hết đều làm bằng chất dẻo (plastic) hay chất hữu cơ silic. Tuy nhiên có vài mô h́nh, ṿng kim loại (metallic loops)  được làm bằng bạch kim (platinum), iriđi (iridium)  hay titan (titanium) kẹp chặt  vào thấu kính và  khâu lại với nhau. Kết quả đạt được cho thấy không có ảnh hưởng khả quan liên quan đến nhiệt nung nóng hay có một sự chuyển dịch nào xảy ra ở từ trường dưới 7 Tesla.  

2.4 Cấy ghép thính giác (auditory implants)

Hầu hết những cấy ghép ốc tai (cochlear implants) trong ṿng 10-15 năm nay thuộc loại “MR Conditional” của ASTM nên tương đối an toàn. Tuy nhiên, bệnh nhân và nhân viên điều hành MRI phải triệt để tuân theo những điều kiện đ̣i hỏi. Phần lớn mối quan tâm về an toàn liên quan đến thỏi nam châm vĩnh cửu (permanent magnet) trong bộ phận tiếp nhận dưới da (subcutaneous receiver), sự khử từ (demagnetization), và quầng giả tạo do độ nhạy cảm (susceptibility). 

2.5 Răng và cấy ghép hàm mặt (dental and maxillofacial implants)

Hầu hết cấy ghép về răng đều an toàn và thuộc thể loại “MR safe” hay “MR conditional”; v́ thế không cần tháo gỡ bộ răng giả không có từ tính. Tuy nhiên, những linh kiện có nam châm vĩnh cửu phải tháo gỡ trước khi chụp h́nh MRI.  

Một số linh kiện chỉnh liên quan đến răng có chứa kim loại như dây niềng răng (brace archwires), bộ phận mở rộng ṿm miệng (palate expanders), và dụng cụ niềng răng để điều chỉnh hàm răng thuộc loại “Class II”. Những linh kiện này sẽ gây ra sự nung nóng RF, mặc dù ở nhiệt độ c̣n khá thấp, dưới 8ºC−10ºC. 

Răng giả thông thường (conventional dentures). ​Thường được chế tạo với nhựa hỗn hợp (composite resin), acrylic, hay sứ (porcelain) và không chứa kim loại. An toàn và không cần phải tháo gỡ trước khi chụp MRI.  

Trám (fillings).  Những vật liệu dùng trong việc trám răng kể cả những hỗn hợp với thành phần chủ yếu là thủy ngân, bạc, cộng thêm thiếc và đồng; những chất liệu khác như vàng, sứ, nhựa hỗn hợp và glass ionomer. V́ những chất này hoặc nghịch từ hoặc thuận từ nhưng rất yếu, nên an toàn trong môi trường MRI.  

Bịt răng và thay răng giả (crowns and bridges). Hầu hết vật liệu dùng trong việc bịt răng hay thay răng giả đều làm bằng nhựa (resin), gốm (ceramic), sứ (porcelain) và những chất không có từ tính. Một số không nhiều dùng kim loại hay linh kiện với chất sứ trên kim loại; nhưng những kim loại dùng ở đây thường gồm có vàng, palađi (palladium) và crôm, Thành ra những chất liệu dùng trong ứng dụng này đều an toàn. Tuy nhiên một số rất ít chất liệu dùng trong việc bịt răng và cấy ghép hàm mặt có chứa nam châm vĩnh cửu và có thể gây nên vấn đề trong môi trường MRI.   

3. Kết từ

Sự hiện diện của một số kim loại có thể gây ra một số vấn đề trầm trọng trong lúc chụp h́nh MRI: (i) ảnh hưởng của từ trường máy trên kim loại; (ii) đường dây dài (như trong trường hợp của máy trợ tim) có thể tạo nên ḍng điện cảm ứng (induced current) và nhiệt  từ từ trường RF và (iii) kim loại làm từ trường tĩnh Bo không đồng nhất, gây nên những biến dạng trầm trọng trong h́nh MRI, đưa đến sự khó khăn trong việc chẩn đoán.

Vấn đề thứ nhất và vấn đề thứ hai  có thể gây nguy hiểm, và là nguyên nhân chính mọi người phải thận trọng và kiểm soát một cách nghiêm túc mọi thủ tục liên quan trước khi dùng máy chụp h́nh MRI. Vấn đề thứ ba không nguy hiểm, nhưng có thể ảnh hưởng đến chất lượng h́nh MRI và gây nên sự sai lệch trong việc chẩn đoán.

4. Tài liệu tham khảo

[1] https://www.independent.co.uk/asia/east-asia/south-korean-dies-mri-machine-b1941040.html

[2] https://www.webmd.com/a-to-z-guides/news/20010801/fatal-mri-accident-is-first-of-its-kind

[3] https://www.itnonline.com/article/nurse-injured-mri-accident-swedish-hospital

[4] https://interventionalnews.com/mri-accidents/

[5] https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/26483127/

[6] http://www.erct.com/2-ThoVan/TTriNang/Technology%20in%20Medicine-%20Part%2023-07132022.htm  

August 4, 2022