ISSN 2185-2227

MRI 検査のリスクと安全性
村

中

博

幸

坂

野

康

昌

中

村

修

The safety practices of the MRI examination
Hiroyuki Muranaka, Yasuaki Sakano, Osamu Nakamura

Reprinted from
Medical and Health Science Research, Volume 5, pp. 1–13
March 2014

医療保健学研究総５号：1-13頁（2014）
ISSN 2185-2227

説MRI 検査のリスクと安全性
村中博幸1、坂野康昌2、中村修1
1

つくば国際大学医療保健学部診療放射線学科
2

首都大学東京健康福祉学部放射線学科

────────────────────────────────────────────
【要旨】高磁場装置の導入により、MRI 検査における安全性の検討が最近注目されている。それは、金属吸着事故と体内に金属を埋め込んだ患者への対応である。特に、体内金属埋め込み患者に対する MRI 検査の明確な基準はなく、各施設で状況は異なる。我々は、上腕骨インプラントを埋め込んだゲルファントムで MR 撮像中の SAR および本体コイルとインプラント配置の変化による
RF 発熱を評価した。RF 出力が大きい場合、特にインプラント両端部の曲率の大きい部分の急激な温度上昇を確認した。インプラントの埋め込み深さは RF 表皮深さの影響を反映していた。インプラ
ントを埋め込んだ患者の MR 検査では、体内の電流ループや SAR の増加により RF 発熱が増加する
危険性がある。これらの結果から、インプラントを埋め込んだ患者の MRI 検査では十分な注意が必要である。MRI 検査担当技師が最初に学ばなければならないことは、撮像方法や装置の操作ではなく、MRI の安全性である。MRI 安全教育体制の確立と体内金属に関する安全基準の策定は必須である。(医療保健学研究第５号：1−13頁／2014年１月２日採択)

キーワード：MRI 安全性，リスクマネジメント，MR 撮影法，MR 環境，RF 加熱────────────────────────────────────────────
序論

2002年に第２版として改定された(IEC60601-233 2nd edition，2002)。日本では日本工業規格

MRI 検査は被ばくも無く安全であるが、一方(JIS)が、この IEC 規格を反映した内容で JIS

では様々なリスクが存在する。中でも最も問題

Z4951を2004年に発行している(JIS Z 4951 磁気となるのは、磁性体金属の吸引吸着や高周波(以共鳴画像診断装置, 2004)。さらに2012年に IEC

下 RF)加熱による体内金属の発熱である。MRI

改訂第３版に対応するようJIS Z4951も改定され検査に関する一般的な安全基準は、1995年にた。この改定は、特に、最近の臨床 MR 装置のIEC60601-2-33 が国際規格として発行され、動向に対応した内容となっている。
MRI 検査の実務において、安全性が問題とな─────────────────────
連絡責任者：村中博幸〒300-0051 茨城県土浦市真鍋6-20-1
つくば国際大学医療保健学部診療放射線学科
TEL: 029-883-6000 内線2312
FAX: 029-826-6937
E-mail: h-muranaka@tius.ac.jp

ったのは、2001年７月に米国で起きた酸素ボン
ベの吸着による死亡事故である(Chaljub et al,2001)。これを契機に国内でも入口扉に標識を掲げるよう、常に注意喚起されている(図１)(JIS Z4950, 1995)。国内では幸い、実際に死亡事故に至るケースは無いが吸着事故の報告は多2
村中博幸 他／医療保健学研究

５号：1-13頁（2014）い。一方、体内金属（以下インプラント）を埋金属が主で、牽引や脱落に関しては比較的安全

め込んだ患者への対応については明確な基準がとされているが、RF 照射によるインプラント

ない。実際、日常の MRI 検査においてもイン周囲の発熱の問題はある。しかし、このようなプラントを埋め込んだ患者のリスクが時に問題患者に対して MRI 検査をすべて禁忌とすることなる場合がある。畑らは脳動脈瘤クリッピンとは、MRI 検査による診断を必要とする患者に

グ術後の患者の材質間違えによる死亡事故や金とっては不利益になりかねない。そこで我々は、属片による失明事故、酸素飽和モニターの RF

ファントム実験の結果から MRI 検査における発熱による火傷事故の事例などを紹介している

インプラントの RF 発熱評価を報告した(村中(畑，1999)。これら MRI 検査に関する Q&A

他，2008；2010a；2010b；Muranaka et al,をまとめた文献もある(Knal, 1999)。現状では、

2006；2007；2011；川光他，2009；山口他，

心臓ペースメーカや人工内耳、神経刺激装置等

2011)。ここでは、MRI 検査の実務における安の電子機器や磁性体インプラントについては絶全性について原因を分析し、その対応について対禁忌としての認識は一致しているが、人工弁、述べる。

血管内コイルやステント、脳動脈瘤クリップや
コイル、人工関節や骨接合プレート等の非磁性

MRI 装置の構造とリスクについて────────────────

インプラントについては、各施設でその対応は様々である。

MRI は磁気共鳴現象を利用した生体に含まれ最近のインプラントの材質はステンレス鋼やる水素原子核の分布を画像化する装置である。

チタン合金、コバルト・クロム合金等の非磁性

MRI では、静磁場内にある水素原子核は一定の周波数の回転運動をしている。この回転周波数に一致したラジオ波を外部から照射し、水素ス
ピンの向きを変え位置情報を得るために磁場勾配を付加している。このようなことから MRI
装置は３つのコイルで構成されている(図２)。
強い静磁場を作りだす超電導コイルと、水素原子の位置情報を得るための傾斜磁場コイル、共鳴周波数のラジオ波を照射する RF 照射コイルである。これらのコイルにはそれぞれ生体に与える影響が存在する。これらの生体への影響は
動物実験をはじめ人体でも多くの研究報告がある。強い静磁場を生体に印加すると、一時的に心電図のＴ波が増大することが報告されている(WHO, 1987a)。しかし、静磁場(超電導コイル)が生体に及ぼす影響は現状の装置では問題ないとされている。動物実験では８テスラ(以下T)の MRI 装置を用いたブタの実験で、３時間曝露しても心拍数、血圧、心拍出量等に変化が見られなかった(Kangarlu et al, 1999)。また静磁場が生殖および発生過程に及ぼす影響はマウ

図１

JIS Z4950. 診断用磁気共鳴装置―図記号及び標識スの実験では成熟精子の減少や出生数の低下などの報告がある(中川他，1986；WHO, 1987b)。

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図２

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MRI 装置の構造

このような事から、妊婦や胎児に対する影響にが問題となる。RF 波による発熱の効果は、単

ついては安全性の確立がされていないため、妊位時間当たりに吸収される熱吸収比(以下 SAR)

娠期間の最初の1/3では特に慎重に対応していによって評価され、周波数が高いほど、被検者る(IRPA/INIRC guidelines, 1991)。

が大きいほど、RF 波の出力が大きいほど SAR

時間変化する傾斜磁場(グラディエントコイ

は大きくなる。JIS Z4951の通常操作モードでル)の直接的な影響は報告されていない。しかは、全身で2W/kg、身体の一部で2〜10W/kgとし、急速な傾斜磁場変化は、導体に誘導電流が定められ、深部の体温上昇の限界値も 0.5℃と発生し、心室細動や末梢神経刺激を引き起こす

規定され、体内深部温度が39.5℃を超えている可能性がある。これは傾斜磁場コイル両端部で患者は撮像できない。実際の臨床でも熱傷の事

最も起こりやすく EPI 等の高速撮像法では注意

例はいくつか報告されている(Shellock andが必要である。また、強い静磁場中で急速な傾

Dlimp, 1989；奥田他，2004)。心電図モニター

斜磁場コイル電流の入れ替えは、フレミングのやパルスオキシメーターなどの導電性ケーブル

左手の法則に従って強い力がコイルに働く。磁などのデバイスの皮膚面接触や人体ループ形成

場が大きく、スイッチングが高速であるほどそによる接触部の熱傷である。これらの対応はケの影響は大きく、ガントリ全体が大きな騒音をーブル等の人体への接触をスポンジやタオルな発生する(興梠，2004)。この騒音は一時的な聴どのスペーサーを使用することで抑制可能であ覚障害を起こす可能性も指摘されている(興梠，る。人体で形成するループも被検者に手や足を2004；Shellock and Crues, 2004)。

組まないよう指導することが重要である。

RF による人体への影響は、高周波磁場(RF
送信コイル)による誘導電流の神経刺激作用もあるが、人体に吸収されたエネルギーの発熱効果

このように各コイルの原理を理解して、人体への影響を考慮する必要がある。

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例して力学的作用が働く。しかし、最近のマグ

金属吸着事故の対応について─────────────

ネットはアクティブシールドなどの特殊な構造
米国で起こった酸素ボンベ吸着死亡事故の原で、磁場の広がりを抑制しているため、磁場勾

因は、医療従事者の人的エラーである。最近の配が急に変化し、マグネット近傍で突然強く引医療現場でもリスクマネジメントの重要性が言き寄せられる。特に、1.5Tから3.0T MRI 装置のわれており、このような重大事故の背後には更更新時には注意が必要である。従来型のマグネに多くのインシデントが存在する。これらのイットの使用条件で慣れているため、磁場環境のンシデントを分析する事は金属吸着事故抑制に変化の認識不足やマグネットとの距離感の錯覚も重要である。MRI 装置を有する広島県内のにより事故が起こりやすい。院内の安全性教育

130施設を対象にしたアンケート調査で、回答を徹底し、何より MRI 装置を扱う技師の安全のあった95施設のデータ(回答率73%)では、金に対する認識が必要である。静磁場の力学的作

属吸着事故は約４割の施設で経験していた(村用による事故を防止するために、被検者入室の中，2008)。医療従事者の携帯品が11例と最もドア面、またはその周辺に MR 安全標識を取り多いが、酸素ボンベや車椅子、点滴台、ストレ付ける。また、携帯品の持込みなどの注意事項

ッチャーなどの大型磁性体の吸着も10例と多く、を目につきやすい場所に掲示し、漏洩磁場分布

義足などの事例もあった。また、事故の原因のを分かりやすくするため、床にラインを引くな

８割以上が技師の確認不足と言う回答であった。

ど、検査室に入る際には十分注意をしなければこの調査では磁場強度による金属吸着事故の割ならない。24時間磁場が発生していることを認合も検討しているが、図３のように磁場強度が知させるため「磁場発生中」の表示灯は24時間大きくなるほど、吸着事故は増加している。

点灯させ、入室時には被検者の身につけている

磁性体金属は、磁場強度が大きく、マグネッ

磁性体金属をチェックするため金属探知機も使トに近いほど、また、磁性体の質量が大きいほ用し、磁性体の持込みを厳重にチェックしなけ

ど吸着効果は大きい。計算上ではコイルの長軸ればならない。JIS Z4951 ではペースメーカ誤方向において、磁場中心からの距離の３乗に比動作防止などの目的で「漏洩磁場強度が0.5mT

図３

磁場強度別の金属吸引事故

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を超えてはならない」と定められているためマ

場1.5Tでも吸引、振動、移動が起こり絶対禁忌

グネットルーム外は0.5mT以下となっている。

を「Unsafe 1」、誘導電流、RF 発熱等の危険性

このような事から、現状では MR 安全管理区域があり絶対禁忌を「Unsafe 2」、患者の MR 撮

は、マグネットがある MR 検査室内になってい像に安全ではないかもしれないが条件付をるため、材質の確認不足で生じる吸着事故に関「Conditional 1〜8」として分類している。これしては殆ど効果がない。これらの対策として、

らの分類でも、「Safe」、「Unsafe 1」、「Unsafe

MR 安全管理区域の拡大や危険度別のゾーン分

2」については明確となっているが、「Conditional」

類が検討されている。図４の点線は本来の MR

は条件付の内容で不確定な部分を多く含んでお安全管理区域(0.5mT以下)である。広島市総合り、移植６〜８週後で組織に固定された条件、リハビリテーションセンターでは、実線部分の金属の貼り薬等で RF による発熱の可能性があMR 前室と更衣室、操作室を含めた部分を拡大るものを外す、要注意で製造メーカに確認が必

MR 安全管理区域とし、患者や介助者が入室す

要等、実施条件や添付資料についてもそれぞれる場合は、担当技師の確認がないと入れないよ

明記しているが、非磁性インプラントの RF 発

うに工夫している。また、MR 検査前室の入口

熱についての情報は少ない。

に金属探知機のゲートを設置し、扉も外から開検査における体内金属への対応について、広けられない設計としている。藤田保健衛生大学

島県内の MR 装置を保有する全施設にアンケー

では ACR(American College of Radiology)のガトを実施した(村中他，2008)。その中で、体内イドラインに準じた MR 安全管理区域をリスク

金属についての対応は、「MRI 検査時におけるによるゾーン分類で区分し、安全性の向上を図

体内金属の安全性」「安全性のガイドラインの必っている。更に、入室時は MRI スタッフのみ

要性」「各種インプラントの体内金属の安全基が開錠可能なロックシステムを採用し、MRI 検
査室の扉一面に磁性体の危険性を掲示して安全性に対する意識向上を図っている。また、業務時間外に起こる吸着事故の多くは、清掃員による磁性体金属の持込みであるので更に注意が必要である。MR 安全管理区域内に立ち入る場合
は、いかなる場合も、担当技師の立ち会いで入室する運用にすることが望まれる。
体内金属を埋め込んだ患者への対応────────────────
体内金属を埋め込んだ患者への対応で問題となるのは、心臓ペースメーカや神経刺激装置、
人工内耳などの体内埋め込み装置の電気的誤動
作・故障、古いスチール製脳動脈瘤クリップや鉄片などの磁性体金属の牽引・逸脱、ステンレスやコバルト・クロム合金、チタン合金などの非磁性金属の RF 発熱である。海外では Shellock(2009)がインプラントの安全性評価試験を行い、MRI 検査における安全性を以下のように分類している。MRI 検査で安全は「Safe」、静磁

図４

MR 安全管理区域の設定

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準」について質問した。「MRI 検査時における度により対応も異なる。1.5Tまでは、磁石を取体内金属の安全性」については、９割以上の施り外すことなく1.5Tまでの MRI 撮影が可能(磁設で不安を感じていた。
「安全性のガイドライン

石が移動しないよう、頭部に10cm の伸縮性包帯の必要性」については、６割以上の施設で絶対を引き伸ばして２回以上巻く)患者が包帯による必要と答えている。
「各種インプラントの体内金

痛みを訴える場合は直ちに包帯を取り、磁石を属の安全基準」については、様々な用途の27の取り外しての MRI 検査 を検討するか、包帯のインプラントについて「通常安全」「材質確認が必要がない0.2Tでの MRI 検査を検討すること

必要、条件付で実施」「絶対禁忌」に分類していとなっており、3.0Tでは MRI 検査はインプラただいた。MRI 検査を行う際のインプラント装

ントの磁石を外科手術によって取り外した後行

着患者への対応については、「通常安全」が８割う。磁石をつけたままでは MRI 検査時に組織以上の回答は歯科用インプラント(非磁性)のみが損傷を受ける可能性があると添付文書に記載

で、「絶対禁忌としている」が８割以上の回答はされている。このような運用は、臨床現場の混心臓ペースメーカ、動脈瘤クリップ(磁性)のみ

乱を招きかねない。また、神経刺激装置についであった。
「材質確認が必要、条件付で実施」とても、承認されれば心臓ペースメーカと同様に回答したインプラントは、頚動脈クランプ、体運用を定める必要性が求められる。

内金属片、血管内フィルター、人工心臓弁、義眼、止血クリップ、ステープル、血管内コイル、(2）磁性体金属の牽引・逸脱

ステント、ハローベスト、頚椎固定具、骨接合

磁性体金属の牽引・脱落もしばしば問題とな

プレート、髄内釘、スクリュー、CSF シャントる。ここでは、米国で起こった1.5Tの MRI 装(可変バルブ式)、人工関節、歯科矯正具、CSF

置での脳動脈瘤クリップの脱落による死亡事故

シャント(固定式)など多岐に亘り、非磁性インを紹介する(Klucznik et al, 1993)。患者は以前プラントに対しては各施設で対応は様々であっに脳動脈瘤のクリッピングの既往があり、他院た。このように、絶対禁忌についての認識にはの執刀脳外科医に材質確認したが非磁性と回答

一定の基準があるが、多くの体内金属に対してした。患者は、検査を行うため MRI 室に入り、は各施設で基準が異なり対応に苦慮している。

装置開口部付近で突然の頭痛を生じ容態が急変した。動脈瘤クリップ脱落によるクモ膜下出血(1）体内埋め込み装置の電気的誤動作・故障で翌日死亡した。後の調査で、クリップの材質

心臓ペースメーカや神経刺激装置、人工内耳は Yasargil クリップ(非磁性)ではなく磁性体クなどの電気的デバイスを埋め込んだ患者の MRI

リップであることが判明した。国内の磁性体ク検査では、殆どが「Unsafe 1」、「Unsafe 2」でリップは1985年頃に販売中止され、最近はコバある。しかし最近では国内でも、条件付 MRI

ルト・クロム合金やチタン合金に材質が変わっ

適合アクティブインプラントが承認されている。

ている。このような根拠から安易に一部の脳外MR 対応心臓ペースメーカについては、国内の科医から1990年以降は大丈夫と言われている関連学会(日本医学放射線学会・日本磁気共鳴医

が、実際には材質の確認は必ず必要となる。

学会・日本不整脈学会)の施設基準および実施基

Shellockら(2009)の報告では178種類の動脈瘤ク準に従って運用されている。しかし、デバイス

リップの安全性試験を行っているが、3.0Tまで

販売メーカによって、その条件は異なり実施基安全性を確認できていないクリップも存在する。

準の見直しが検討されている。このように心臓ペースメーカについては、以前から MRI 検査(3）非磁性金属の RF 発熱

は禁忌と言う認識があるため比較的慎重に行わ

最近の体内に留置されるインプラントの多くれている。一方、人工内耳については、磁場強はステンレス鋼(SUS316)やコバルト・クロム

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合金、チタン合金などの非磁性金属であり、牽均比吸収率(speciﬁc absorption rate：以下

引・脱落に関しては比較的安全である。しかし、SAR)を第一次水準管理操作モードの最大値でRF照射によるインプラント周囲の発熱の問題はある4.0W/kgにセットし15分間照射した。人体未だ解決されていない。インプラントの発熱に

等価ファントムは、蒸留水にクールアガー(９％関する研究は過去にも多く報告されているが、カラギーナン・新田ゼラチン)を溶かし、電気特人体に対する明確なガイドラインは出されてい性を筋肉と同じにするため0.19％の食塩を混合ない(Davis et al, 1981；Mark and Hricak, 1987;

した(加藤他，2000)。使用したインプラント

Buchli et al, 1988; Shellock and Morisoli, 1994;は、上腕骨骨折で使用される24cm MD/N上腕Achenbach et al, 1997; Chou et al, 1997; Nyehnuis et

骨ネイル(ジンマー株式会社)で、材質はオース

al, 1999；山田他, 2000; Ho, 2001; Nakamura et al,

テナイト系ステンレス(ASTM F138)である(図2001; Rezai et al, 2002; Armenean et al, 2004;

５a)。インプラントはファントム表面から２cm

Shellock, 2004; Bhidayasiri et al, 2005; Shellock,の深さに埋め込んだ(図５b、5c)。温度測定装2009)。

置は磁場による影響を受けない蛍光式光ファイそこで我々は、インプラントを埋め込んだ

バー温度計 FL-2000(安立計器株式会社)を使用

ファントム実験から、撮像条件による RF 発熱

し、測定点はインプラントの先端部(０cm)からのリスクについて検討し報告した(Muranaka,

基部(24cm)までとした。光ファイバーの長さは2004)。

10mで、温度計は熱電対温度計で校正を行った。
測定時間は、撮像開始１分前から撮像中およびインプラントを埋め込んだファントムの RF 発熱───────────────────
───
──
評価
──

撮像終了10分後まで連続して全26分とし、１秒毎に測定した。MR スキャンルームの室温は24℃で一定とし、ファントム温度を安定させる

MRI 装置は1.5T MAGNETOM Symphony

ため MRI 室にて４時間以上放置後、実験を行(SIEMENS 社製)を使用した。送受信ボディコった。全ての測定を各３回行い、その平均値でイルを使用し、コンソールに表示される全身平

評価した。

図５

人体等価ファントムとMD/N上腕骨インプラント

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村中博幸 他／医療保健学研究(1）インプラントの埋め込み深さによる RF 発

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SAR で、縦軸はインプラント先端部の最大温度

熱の影響上昇値である。SAR の増加とインプラント先端

インプラントの埋め込み深さをファントム表部の発熱は比例し、良い相関が得られた(相関係

面から２cm、３cm、４cm、５cm、７cmと変化数ｒ=0.998、標準偏差σ=0.25℃)。厚生労働

させ、インプラントの埋め込み深さに対する省の安全基準である0.4W/kgの温度上昇値はRF 発熱の影響を調べた。インプラント先端部

1.4℃で、JIS の安全基準である2.0W/kgでは(０cm)から基部(24cm)までの距離による最大6.4℃であった。また、IEC の第一次管理操作モ

温度上昇値を図６aに示す。どの深さでもインプードの上限値である4.0W/kgでは12.7℃であっ

ラント両端部が最も発熱した。特に、先端部がた。

最大となる発熱傾向は深さに関係なく同じであった。また、インプラント先端部の経時的温度変化を図６bに示す。 ファントム表面からより浅いほど、RF 照射開始直後より急激に温度上昇し、徐々に緩やかとなった。埋め込み深さ２cmでの温度上昇は12.4℃となり、埋め込み深さ
が大きくなるほど最大温度上昇値は小さく、温度変化も緩やかであった。このファントムのRF 表皮深さに相当する７cmでは3.2℃の温度上昇となり、深さ２cmに比べ1/4程度の温度となっている。
(2）RF 発熱の SAR 依存性
SAR を0.2W/kgから4.0W/kgまで変化させ、15分間 RF 照射時の SAR によるインプラント先

図７

端部の発熱変化を図７に示す。横軸は全身平均

図６ インプラントの埋め込み深さによる RF 発熱
ａ：インプラント先端部からの距離による最大温度上昇値

RF 発熱の SAR 依存性：SAR を変化させ15分間
RF 照射時のインプラント先端部の最大温度上昇値

ｂ：インプラント先端部の経時的温度変化

9
村中博幸 他／医療保健学研究(3）照射コイル中心からのコイルの長軸方向の５号：1-13頁（2014）

面積の小さい箇所は蓄熱が早いため温度上昇値

距離依存性も高く、温度変化も急激となる。これが局所

インプラントを照射コイル中心からコイルの

SAR の増加、いわゆるホットスポット形成と考

長軸方向の両側に50cmまで10cmずつ動かしてえられる。逆に、インプラントの埋め込み深さ

インプラントの位置による発熱変化を測定した。

が大きい場合は発熱温度も低くなり、危険性は

図８のグラフの横軸はインプラントの照射コイ少なくなると思われる。更に磁場強度が上がっ

ル中心からの移動距離で、縦軸は最大 SAR(4.0た場合は共鳴周波数も高くなるため RF の表皮

W/kg)で15分間 RF 照射した時のインプラント

深さもより表面に近くなる。例えば 3Tでは約先端部(tip part)の最大温度上昇値を示す。照射4.5cmとなり皮膚表面に近いインプラントの発コイル中心で最大値となり、両端になるほど温熱の危険性は増大すると思われる。

度は低下し、照射コイルの外側に相当する40cm

また、全身平均 SAR が安全基準の範囲内での位置では１℃以下となっている。また、照射もインプラント先端部では顕著な温度上昇が起

コイルの長さである70cmの範囲外ではほとんどこることも証明した。また、SAR の増加とイン発熱は起こらなかった。

プラント先端部の温度上昇は比例関係にあり良く相関していた。日本工業規格(JIS)の通常操作

これらの発熱評価の実験から得られた知見───────────────────

モード上限値2.0W/kgでは6.4℃となり組織温度上昇の上限値を越えてしまう。さらに、第一次これらの結果から通常の MRI 検査において管理操作モード上限値4.0W/kgでは12.7℃とな

は、インプラントの埋め込み深さにより発熱のっている。生体内では温度調節機能があるため危険度が予測される。すなわち、埋め込み深さ

温度上昇の抑制は起こるが、このような条件でが浅い場合はたとえ大きなインプラントでも短は局所の組織温度が50℃を超える可能性があり、時間に局所的に発熱が起こり危険なことが示唆

大変危険である。これらの結果から SAR の増される。このことはインプラントの形状にも考加は RF 発熱の重要な要因と言える。従って、慮する必要がある。つまり、曲率が大きく、表撮像に影響を及ぼさない範囲で SAR を小さく

図８ 照射コイル中心からのＺ軸方向の距離依存性：横軸はインプラント照射コイル中心からの移動距離，
縦軸はインプラント先端部(Tip part)と基部(Base part)の最大温度上昇値

10
村中博幸 他／医療保健学研究することでインプラントの RF 発熱を抑制する

５号：1-13頁（2014）

結論ことが可能となる。MRI 装置によって多少の差はあるが SAR の計算値は RF 発熱の指標となると言える。

MRI 検査において最も重要な事は、まず MRを担当する技師が安全性に関しての知識を十分

静磁場内でのファントムと RF 照射範囲の発理解することである。スタッフや患者の磁性体

熱実験では、照射コイルの長さ70cmに対し温度の持込みのチェックを強化し吸着事故を防止す

上昇値が中央部で最大となり、コイルの両端部る。そのようなリスクを減らすためにも、MRIで減少する。つまり、照射範囲外である照射コ

安全性に関する定期的な院内教育も重要である。

イルの中心から40cmの位置ではインプラント先体内金属に対する対応としては、特に以下の端部の発熱は起こらないと考えられる。

点に注意を要すると結論付けられる。まず、問診で原則禁忌である心臓ペースメーカや人工内

MRI 検査で起こる RF 発熱のメカニズム─────────────────────

耳、神経刺激装置と磁性体インプラントを MRI
検査の適用外とすること。MR 対応心臓ペース

Dempsey (2001a；2001b)らは MRI 検査で起メーカについては、実施基準に従って慎重に行

こる発熱のメカニズムには以下の条件が必要でうこと。次に、非磁性インプラントの検査につあると推測している。第１は電磁誘導による発いてはインプラントの存在位置を確認し、材質

熱、第２は共振回路による発熱、第３はアンテが不明な場合は検査を行わない。また、照射範

ナ効果による発熱である。体内にインプラント

囲内に非磁性インプラントが存在する場合は、が存在する場合は３つの条件を全て満たす。つたとえ非磁性インプラントにおいても RF 発熱

まり、静磁場中の導体(人体)に RF が照射されのリスクがある。このような場合は、インプラることで電磁誘導が起こり、渦電流が発生する。

ントをなるべく照射範囲の中心から遠ざけ、極

この経路内にインプラントが存在することでイ

力 SAR を小さくすることが有効である。

ンプラント両端部とファントムの境界域に渦電

最後に、MRI 検査において体内金属インプラ

流が局所集中し、ジュール熱に変換される。特ントが存在する場合は患者にそのリスクを十分に、インプラントを含む渦電流ループが形成さ説明し、少しでも異常が生じたときには患者にれる時、共振回路となれば電流が増強され、発我慢をさせず、無理をせずに即時中止すること

熱が大きくなる。また、インプラント長が人体が最も重要である。

中の RF 半波長に一致する時、効率的にアンテナとして働き、発熱がさらに大きくなる。人体中の RF 半波長は1.5 Tで約25cm、3.0Tで約12

参考文献

cmになる(Kainz, 2007)。これらの条件に加え、SAR の増加やインプラントの配置等の様々な悪

奥田智子，浅尾千秋，吉村利治他 (2004) MRI

条件が重なり、最も曲率の大きいインプラント

検査中に熱傷を生じた２症例．日磁医誌．

先端部の発熱が増大すると推測される。今回は24(2):88-91.

人体等価ファントムを用いた最悪条件を設定し加藤博和，黒田昌宏，吉村孝一，川崎祥二，山た実験であり、実際の人体は様々な臓器組織を

本尚武，田中朗雄，内田伸恵，杉村和朗，持ち、異なる電気的特性を有している。臓器内平木祥夫 (2000) カラギーナンを用いた部や周囲に存在する血管は熱輸送による冷却効

MRI 用ファントム．日磁医誌．20(8):365-

果もあるため、その評価はかなり難しい。

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Review

The safety practices of the MRI examination
Hiroyuki Muranaka1, Yasuaki Sakano1･2, Osamu Nakamura1
1
2

Department of Radiology, Faculty of Health Science, Tsukuba International University.

Tokyo Metropolitan University Faculty of Health Sciences School of Radiological Science.

Abstract
Recently, investigations of safety in the MRI procedure attract attention in widespread use of high magnetic
ﬁeld scanners. One is the adsorption accident of the metal, the other is the MRI procedures in patients with ametallic implant. In particular, there is no deﬁne guideline for measures of implanted patients, and the actual
measures differ among respective hospitals.
We evaluated radiofrequency (RF) heating of a humerus implant embedded in a gel phantom during MR
imaging for the speciﬁc absorption rate (SAR), and position of the implant in the irradiation coil. We veriﬁed
RF heating even in a non-magnetizing metallic implant in a case of RF power increase and especiallyobserved a rapid rise in temperature at both ends of the implant having large curvatures. The difference inincreases in temperature for depth reﬂected the skin-depth effect of RF intensity. In MR imaging of patientswith implants, there is risk of RF heating when the loop of the eddy current forms inside the body, and RF
heating increases as SAR increases. From these results, it should be noted sufﬁcient when performing MRI
examination of a patient with embedded implant. Rather than the operation of the device and the imaging
method, the inspector MRI technologist must learn ﬁrst the safety of the MRI examination.The
implementation of MRI safety education and the establishment of safety guidelines for metallic implants areindispensable. (Med Health Sci Res TIU 5: 1–13 / Accepted 2 Jan, 2014)
Keywords: MRI safety, Risk management, MR procedures, MR environments, RF heating