Лучевая диагностика. Магнитно-резонансная томография. Безопасность, контроль эксплуатации, артефакты от металлов. Учебное пособие

Редактор Анжелика Ивановна Овчарова

Верстка Екатерина Дмитриевна Бугаенко

Дизайнер обложки Екатерина Дмитриевна Бугаенко

© Юрий Александрович Васильев, 2026

© Иван Андреевич Блохин, 2026

© Алексей Владимирович Петряйкин, 2026

© Екатерина Дмитриевна Бугаенко, дизайн обложки, 2026

ISBN 978-5-0069-8032-7

Создано в интеллектуальной издательской системе Ridero

Информация об издании

Учебное пособие подготовлено в рамках выполнения НИР «Научное обеспечение стандартизации, безопасности и качества магнитно-резонансной томографии» (№ ЕГИСУ: 123031500007—6) в соответствии с приказом Департамента здравоохранения города Москвы от 17.12.2024 №1184 «Об утверждении государственных заданий, финансовое обеспечение которых осуществляется за счет средств бюджета города Москвы, государственным бюджетным (автономным) учреждениям, подведомственным Департаменту здравоохранения города Москвы, на 2025 год и плановый период 2026 и 2027 годов»

РЕЦЕНЗЕНТЫ:

Синицын Валентин Евгеньевич – доктор медицинских наук, профессор, заведующий кафедрой лучевой диагностики и терапии факультета фундаментальной медицины МГУ им. М. В. Ломоносова, заведующий отделом лучевой диагностики МНОЦ МГУ им. М. В. Ломоносова

Нуднов Николай Васильевич – доктор медицинских наук, профессор, заместитель директора по научной работе, заведующий НИО комплексной диагностики заболеваний и радиотерапии ФГБУ «РНЦРР» Минздрава России

Нормативные ссылки

1. ГОСТ 12.1.004—91 «Система стандартов безопасности труда. Пожарная безопасность. Общие требования».

2. ГОСТ 30373—95 (ГОСТ Р 50414—92) «Совместимость технических средств электромагнитная. Оборудование для испытаний. Камеры экранированные. Классы, основные параметры, технические требования и методы испытаний».

3. ГОСТ Р 8.568—2017 «Государственная система обеспечения единства измерений. Аттестация испытательного оборудования. Основные положения».

4. ГОСТ Р ИСО 14630—2017 «Имплантаты хирургические неактивные. Общие требования».

5. ГОСТ Р ИСО 14708-3-2016 «Имплантаты для хирургии. Активные имплантируемые медицинские изделия. Часть 3. Имплантируемые нейростимуляторы».

6. ГОСТ Р ИСО 14708-4-2016 «Имплантаты для хирургии. Активные имплантируемые медицинские изделия. Часть 4. Имплантируемые инфузионные насосы».

7. ГОСТ Р ИСО 14708-7-2016 «Имплантаты для хирургии. Активные имплантируемые медицинские изделия. Часть 7. Частные требования к системам кохлеарной имплантации».

8. ГОСТ Р ИСО 25539-2-2012 «Имплантаты сердечно-сосудистые. Внутрисосудистые имплантаты. Часть 2. Сосудистые стенты».

9. ГОСТ Р 50571.7.710—2023 (МЭК 60364-7-710:2021) «Электроустановки низковольтные. Часть 7—710. Требования к специальным электроустановкам. Электроустановки медицинских помещений».

10. ГОСТ Р 56606—2015 «Контроль технического состояния и функционирования медицинских изделий. Основные положения».

11. ГОСТ Р 58450—2019 «Изделия медицинские с измерительными функциями. Контроль состояния».

12. ГОСТ Р 59092—2020 «Оборудование магнитно-резонансное для медицинской визуализации. Контроль качества изображений. Методы испытаний».

13. ГОСТ Р 59093—2020 «Изделия медицинские имплантируемые. Общие требования безопасности при проведении магнитно-резонансной томографии. Методы испытаний».

14. ГОСТ Р МЭК 60601-2-33-2013 «Изделия медицинские электрические. Часть 2—33. Частные требования безопасности с учетом основных функциональных характеристик к медицинскому диагностическому оборудованию, работающему на основе магнитного резонанса».

15. ГОСТ Р МЭК/ТО 60788—2009 «Изделия медицинские электрические. Словарь».

16. Информационно-методическое письмо Управления Роспотребнадзора по г. Москве от 01.08.2007 №9—05/122—486 «Санитарно-гигиенические требования к магнитно-резонансным томографам и организации работы».

17. Клинические рекомендации Министерства здравоохранения Российской Федерации 2024 г. «Рак ротоглотки».

18. Клинические рекомендации Министерства здравоохранения Российской Федерации 2021 г. «Рак предстательной железы».

19. Приказ Министерства здравоохранения Российской Федерации от 09.06.2020 №560н «Об утверждении Правил проведения рентгенологических исследований».

20. СанПиН 1.2.3685—21 «Гигиенические нормативы и требования к обеспечению безопасности и (или) безвредности для человека факторов среды обитания».

21. СанПиН 2.1.3684—21 «Санитарно-эпидемиологические требования к содержанию территорий городских и сельских поселений, к водным объектам, питьевой воде и питьевому водоснабжению населения, атмосферному воздуху, почвам, жилым помещениям, эксплуатации производственных, общественных помещений, организации и проведению санитарно-противоэпидемических (профилактических) мероприятий».

22. СанПиН 2.6.1.1192—03 «Гигиенические требования к устройству и эксплуатации рентгеновских кабинетов, аппаратов и проведению рентгенологических исследований».

23. СП 2.1.3678—20 «Санитарно-эпидемиологические требования к эксплуатации помещений, зданий, сооружений, оборудования и транспорта, а также условиям деятельности хозяйствующих субъектов, осуществляющих продажу товаров, выполнение работ или оказание услуг».

24. СП 29.13330.2011 «Полы. Актуализированная редакция

СНиП 2.03.13—88».

25. СП 118.13330.2022 «Общественные здания и сооружения. СНиП 31-06-2009».

26. СП 158.13330.2014 «Здания и помещения медицинских организаций. Правила проектирования».

27. ТСН 31-313-98 г. Москвы (МГСН 4.12—97) «Лечебно-профилактические учреждения».

28. Федеральный закон от 30.03.1999 №52-ФЗ «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения».

Список сокращений

АВФ – аппарат внешней фиксации

АНФ – аппарат наружной фиксации

ГБУЗ «НПКЦ ДиТ ДЗМ» – государственное бюджетное учреждение здравоохранения города Москвы «Научно-практический клинический центр диагностики и телемедицинских технологий Департамента здравоохранения города Москвы»

ГОСТ – государственный стандарт

ДВИ – диффузно-взвешенное изображение (DWI)

ДЗМ – Департамент здравоохранения города Москвы

ИБП – источник бесперебойного питания

ИВЛ – искусственная вентиляция легких

ИД – имплантируемый кардиовертер-дефибриллятор

ИКД – измеряемый коэффициент диффузии (ADC)

ИМИ – имплантируемое медицинское изделие

ИП – импульсная последовательность

КП – контрастный препарат

КТ – компьютерная томография

МГСН – московские городские строительные нормы

МО – медицинская организация

МПП – малоподвижный пациент

МР – магнитно-резонансный

МРТ – магнитно-резонансная томография

МЧС – Министерство Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий

ОКД – область контролируемого доступа

ОЛД – отделение лучевой диагностики

ОПК – общепрофессиональные компетенции

ОРИТ – отделение реанимации и интенсивной терапии

ОСШ – отношение «сигнал/шум» (SNR)

ПДУ – предельно допустимый уровень

ПК – профессиональные компетенции

ПНС – периферическая нервная система

ПО – программное обеспечение

РГ – рентгенографическое исследование (рентгенография)

РЧ – радиочастотный

СанПиН – санитарные правила и нормы

СКО – среднеквадратическое отклонение

СЛР – сердечно-легочная реанимация

СНиП – строительные нормы и правила

СП – свод правил

Т1 ВИ – Т1-взвешенное изображение

Т2 ВИ – Т2-взвешенное изображение

ТП – технологический проект

ТСН – территориальные строительные нормы

УЗИ – ультразвуковое исследование

УК – универсальные компетенции

УКП – удельный коэффициент поглощения (SAR)

ЧЛО – челюстно-лицевая область

ЭДС – электродвижущая сила

ЭКГ – электрокардиограмма

ЭКС – электрокардиостимулятор

ЭМП – электромагнитное поле

ЭЭГ – электроэнцефалография

AAPM – American Association of Physicists in Medicine (Американское общество медицинских физиков)

ACR – American College of Radiology (Американская коллегия радиологов)

B0 – постоянное (статическое) магнитное поле

B1 – радиочастотное магнитное поле

BG – переменное (градиентное) магнитное поле

ICNIRP – International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection (Международная комиссия по защите от неионизирующего излучения)

EPI – Echo-planar imaging (эхо-планарные импульсные последовательности)

ETL – Echo train length (длина эхо трейна)

FA – Flip angle (угол отклонения)

FatSat – Fat Saturation (подавление сигнала от жировой ткани)

FDA – Food and Drug Administration (Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США)

FLAIR – Fluid-Attenuated Inversion Recovery (последовательность инверсии-восстановления с удлиненным временем инверсии)

FSE – Fast Spin Echo (быстрое спиновое эхо)

FWHM – Full width half maximum (полуширина)

GRE – Gradient Echo (градиентное эхо)

MHRA – Medicines and Healthcare Products Regulatory Agency (Агентство по медицине и лекарственным средствам Великобритании)

NFC – Near Field Communication (связь на ближнем расстоянии)

PRESS – Point resolved spectroscopy (магнитно-резонансная спектроскопия)

RARE – Rapid Acquisition with Relaxation Enhancement (быстрый сбор данных с улучшенной релаксацией)

RFID – Radio Frequency Identification (радиочастотная идентификация)

ROI – Region of interest (область интереса)

rFOV – Reduced Field-of-View (снижение поля обзора)

SAR – Specific Absorption Ratio (удельный коэффициент поглощения электромагнитной энергии)

SE – Spin Echo (спиновое эхо)

SMPTE – Society of Motion Picture and Television Engineers (Общество инженеров кино и телевидения)

STEAM – Stimulated echo acquisition mode (режим получения стимулируемого эхосигнала)

STIR – Short Tau Inversion Recovery (импульсная последовательность, инверсия-восстановление с коротким временем релаксации)

TE – Echo Time (время появления эхосигнала)

TR – Repetition Time (время повторения импульса)

TSE – Turbo spin echo (турбоспиновое эхо)

TZ – Transition zone (транзиторная зона)

VOI – Volume of interest (объемная область интереса)

VNS – Vagus nerve stimulator (стимулятор блуждающего нерва)

Введение

Цель – приобретение и повышение обучаемыми лицами необходимых компетенций, знаний, умений и навыков в области одного из методов лучевой диагностики – магнитно-резонансной томографии (МРТ).

Задачи:

– углубленное освоение знаний в области физических основ МРТ, в том числе:

– изучение рекомендаций по обеспечению безопасности в кабинете МРТ для пациентов и персонала;

– изучение рекомендаций по проектированию кабинета МРТ;

– изучение параметров и характеристик магнитно-резонансных (МР) томографов, контролируемых в условиях эксплуатации;

– изучение видов, причин появления и способов снижения влияния артефактов от металлоконструкций на качество изображений при МРТ, особенностей выполнения исследований в нестандартных ситуациях;

– формирование новых подходов к организации преподавания и повышению индивидуализации обучения с использованием полученных углубленных знаний;

– обеспечение уровня компетенций и навыков в соответствии с требованиями профессионального стандарта «Специалист в области организации здравоохранения и общественного здоровья»1.

Требования к входным знаниям, компетенциям и умениям для проведения занятий: теоретические знания и практические навыки в соответствии с федеральными государственными образовательными стандартами высшего образования по специальностям «Лечебное дело» и «Педиатрия», а также интернатуры и ординатуры.

Изучение пособия направлено на дальнейшее формирование у обучающихся следующих компетенций:

1. Универсальных (УК):

– способность к критическому анализу и оценке современных научных достижений, генерированию новых идей при решении исследовательских и практических задач, в том числе в междисциплинарных областях (УК-1);

– способность планировать и решать задачи собственного профессионального и личностного развития (УК-6).

2. Общепрофессиональных (ОПК):

– готовность к внедрению разработанных методов и методик, направленных на охрану здоровья граждан (ОПК-4);

– готовность к преподавательской деятельности по образовательным программам высшего образования (ОПК-6).

3. Профессиональных (ПК):

– способность и готовность к внедрению результатов научной деятельности в практическое здравоохранение с целью улучшения качества и увеличения продолжительности жизни пациентов (ПК-2);

– способность и готовность к самостоятельной преподавательской деятельности по программам высшей школы и дополнительного профессионального образования в соответствии с направленностью подготовки (ПК-3).

В результате изучения материала обучаемый должен:

· знать:

– фундаментальные и прикладные исследования в области лучевой диагностики (метод МРТ);

– методы научно-исследовательской деятельности, проектирования и комплексного анализа;

– методы лучевой диагностики патологических состояний органов и систем человека;

– области применения методов лучевой диагностики у пациентов с различными заболеваниями, в том числе с целью организации и проведения профилактических (скрининговых) исследований;

· уметь:

– систематизировать, обобщать методический опыт научных исследований в профессиональной медицинской области (лучевая диагностика и смежные области);

– разрабатывать и усовершенствовать методы лучевой диагностики патологических состояний органов и систем человека путем формирования и изучения изображений в различных физических полях (электромагнитных, корпускулярных, ультразвуковых и др.);

– решать исследовательские и практические задачи, генерировать новые идеи в области лучевой диагностики;

– анализировать альтернативные варианты решения исследовательских и практических задач;

– организовывать, проводить и внедрять самостоятельную научно-исследовательскую работу в области лучевой диагностики оптимальных методов исследования;

– использовать имеющиеся и полученные знания в экспериментальных и клинических научных исследованиях в лучевой диагностике;

– проводить экспериментальные и клинические диагностические лучевые исследования;

· владеть:

– навыками проведения самостоятельной научно-исследовательской работы в области клинической медицины с выбором оптимальных методов исследования, соблюдением принципов доказательной медицины, с целью получения научных данных, значимых для медицинской отрасли наук;

– информацией о лабораторных и инструментальных исследованиях при получении научных данных;

– методами анализа и интерпретирования полученных результатов лучевых исследований.

Изучение материала пособия рассчитано на 12 академических часов самостоятельной работы. В целях проверки усвоения информации предусмотрены вопросы для самоконтроля. Для повышения уровня эрудированности и вовлеченности обучаемых в изучение учебного курса опционально рекомендуется подготовка рефератов и докладов-презентаций.

Общие положения

МРТ – современный метод медицинской визуализации, основанный на явлении ядерного магнитного резонанса.

МРТ является одним из наиболее эффективных методов современной лучевой диагностики, позволяющий неинвазивно получать изображения внутренних структур тела человека без использования ионизирующего излучения или введения каких-либо радиоактивных веществ.

По конструкции МР-томографы разделяют на аппараты открытого и закрытого типа.

В зависимости от значения магнитной индукции статического магнитного поля МР-томографы принято классифицировать на:

– сверхнизкопольные (менее 0,1 Тл);

– низкопольные (0,1—0,3 Тл);

– среднепольные (0,3—0,5 Тл);

– высокопольные (0,5—3 Тл);

– cверхвысокопольные (свыше 3 Тл).

По типу основного источника магнитного поля МР-томографы разделяют:

– постоянные;

– резистивные;

– сверхпроводящие;

– гибридные системы.

В сверхнизкопольных и низкопольных МР-томографах, как правило, используются постоянные магниты, которые при эксплуатации не требуют охлаждения или постоянного электропитания.

В резистивных МР-томографах поле создается за счет пропускания электрического тока через катушку. Такой способ позволяет создать постоянное магнитное поле с индукцией до 0,6 Тл, однако при этом требуется охлаждение и постоянное электропитание для поддержания однородности поля.

Наиболее распространенными в России на сегодняшний день являются МР-томографы со сверхпроводящими магнитами, генерирующими магнитное поле с индукцией 1,5 и 3 Тл. Такие магниты обеспечивают высокую однородность и стабильность магнитного поля. Сверхпроводимость при этом обеспечивается помещением проводящей катушки в сосуд Дьюара и охлаждением криогеном (чаще всего гелием) до температуры порядка 4 К (—269 °С).

Краткий алгоритм действий персонала кабинета МРТ при проведении МРТ-исследования приведен в приложении А.

Актуальным является углубленное изучение вопросов выполнения требований безопасности при проектировании и эксплуатации МР-томографов, процедур контроля их параметров и характеристик, специфики выполнения МРТ в нестандартных ситуациях, включая наличие артефактов.

Настоящее учебное пособие составлено на основании методических рекомендаций [1—4], разработанных в Государственном бюджетном учреждении здравоохранения города Москвы «Научно-практический клинический центр диагностики и телемедицинских технологий Департамента здравоохранения города Москвы» (ГБУЗ «НПКЦ ДиТ ДЗМ»).

Глава 1. Безопасность

в магнитно-резонансной томографии

1.2.1. Прямые биоэффекты

Постоянное магнитное поле. Основное магнитное поле МР-томографа B0 (чаще всего 1,5 или 3 Тл) включено всегда, но распределено неравномерно. Максимальное значение индукции, как правило, достигается в радиусе 15—20 см от изоцентра магнита, а за пределами комнаты управления это значение обычно не превышает 1 мТл.

Большая часть биологических тканей является электропроводными. Так, нервные волокна хорошо проводят электрический ток, а крупные кровеносные сосуды, по сути, являются потоком движущихся ионов. Движение таких тканей в магнитном поле высокой индукции, имеющем значительный пространственный градиент, приводит к возникновению электродвижущей силы. В результате быстрое движение головой в области пространства со значительным градиентом индукции (в первую очередь – вблизи МР-томографа) может привести к головокружению или тошноте из-за возбуждения нервной системы дополнительными электрическими импульсами.

Движение крови в аорте при нахождении пациента в поле 0,3 Тл и выше может привести к некорректной регистрации ЭКГ-сигнала (ЭКГ – электрокардиограмма), проявляющейся в увеличении амплитуды Т-зубца (рисунок 1). При этом никаких побочных эффектов для организма не наблюдается, а возникшие в результате действия поля явления завершаются сразу после прекращения его воздействия.

Рисунок 1 – ЭКГ-сигнал пациента, зарегистрированный: а – в отсутствие воздействия B0;б – при воздействии B0 [6]

Для предотвращения таких биоэффектов Международная комиссия по защите от неионизирующих излучений (ICNIRP) рекомендует не подходить непосредственно к МР-томографу и не отходить от него слишком быстро [7].

Градиентное магнитное поле. При переключении градиентных катушек появляется переменное магнитное поле, которое, согласно закону Фарадея, создает в теле пациента электрическое поле, а следовательно, также генерирует в тканях токи. В результате индуцированные в процессе сканирования электрические поля могут генерировать потенциалы действия и приводить к возбуждению периферической нервной системы (ПНС). Этот эффект может влиять на пороговые значения возбудимости тканей, стимулировать нервы и мышцы, вызывать зрительные эффекты – магнитофосфены (слабые мерцающие визуальные эффекты), а на высоких уровнях приводить к кардиостимуляции и фибрилляции желудочков.

РЧ-магнитное поле. Воздействие РЧ-полей в первую очередь приводит к нагреву тканей. Для оценки степени поглощения энергии РЧ-излучения используется удельный коэффициент поглощения – УКП (SAR), который определяется количеством энергии, поглощенной за единицу времени единицей массы тела. Безопасным (нормальный режим контроля) является значение 2 Вт/кг.