Могут ли люди с имплантированными титановыми стержнями проходить МРТ?

В ортопедической хирургии титановые стержни в качестве основного материала для фиксации позвоночника и лечения переломов длинных костей стали предпочтительными имплантатами из-за их превосходной биосовместимости и механических свойств. Однако когда пациентам требуется МРТ, возникает решающий вопрос: повлияет ли имплантированный титановый стержень на безопасность и качество изображения исследования? За этим вопросом стоит сложная научная логика, включающая свойства металлических материалов, механизм взаимодействия магнитных полей и оценку клинического риска.

Свойства материала титановых стержней имеют основополагающее значение для определения их совместимости с МРТ. Медицинские титановые стержни в основном изготавливаются из чистого титана или титановых сплавов (например, Ti6Al4V). Эти материалы являются не-ферромагнитными металлами и не создают значительных сил притяжения или крутящих моментов в статических магнитных полях. В отличие от ферромагнитных материалов (таких как железо и никель), титан имеет чрезвычайно низкую магнитную восприимчивость, и даже если его поместить в аппарат МРТ с сильным полем 3,0 Тл, он не будет смещаться или деформироваться под действием магнитного поля. Клинический случай показывает, что пациент, которому был имплантирован титановый стержень по поводу сколиоза, прошел МРТ головы через три года после-операции, и титановый стержень не мешал магнитному полю, что позволило пройти обследование гладко. Этот пример подтверждает устойчивость титановых стержней в магнитных полях.

Хотя титановые стержни сами по себе не-магнитны, их влияние на качество изображения МРТ требует специального анализа. Имплантаты из титанового сплава могут генерировать локализованные вихревые токи из-за своей проводимости, что приводит к повышенному поглощению энергии радиочастотного импульса и, следовательно, к небольшому эффекту нагрева. Исследования показывают, что при МРТ 3,0 Тл температура поверхности имплантатов из титанового сплава может повыситься на 1-2 градуса, но это значение намного ниже порога безопасности для человека (4 градуса). Кроме того, металлические свойства титановых стержней могут вызывать локальную неоднородность магнитного поля, проявляющуюся в потере сигнала или артефактах при визуализации. Например, спинальные титановые стержни могут создавать полосатые тени на Т2-взвешенных изображениях соседних позвонков, но путем настройки параметров сканирования (таких как сокращение времени эхо-сигнала и увеличение полосы пропускания) интерференцию артефактов при диагностике можно значительно уменьшить.

Клинические решения требуют всесторонней оценки типа имплантата, его местоположения и места обследования. Для титановых стержней, используемых для внутренней фиксации переломов конечностей, если место исследования находится далеко от области имплантата (например, при использовании стопного титанового стержня для исследования головного мозга), специального лечения обычно не требуется. Однако для пациентов со спинальными титановыми стержнями, если требуется сканирование поясничного или грудного отдела позвоночника, врачи отдают предпочтение оборудованию с силой 1,5 Тл (с лучшей однородностью магнитного поля) и используют быстрое последовательное сканирование, чтобы сократить время исследования. Последующее-исследование 200 пациентов со спинальными титановыми стержнями показало, что 98% пациентов успешно прошли МРТ-обследование после корректировки параметров, и только в 2 случаях потребовалась отсрочка из-за расшатывания имплантата. Это указывает на то, что благодаря научной оценке и оптимизации параметров можно эффективно гарантировать совместимость титановых стержней и МРТ.

Безопасность пациента – основной принцип МРТ-исследований. Перед обследованием пациенты должны предоставить своим врачам подробную информацию об имплантате, включая материал, модель и хирургические записи. При необходимости им также следует предоставить инструкцию по эксплуатации имплантата (например, материалы, сертифицированные ASTM-F136). Для недавно имплантированных титановых стержней (не полностью остеоинтегрированных) или тех, у кого есть признаки расшатывания, врачи могут порекомендовать альтернативные исследования, такие как КТ или УЗИ. Если во время обследования пациент испытывает локальное повышение температуры или боль, ему следует немедленно сообщить об этом техническому специалисту, чтобы тот прекратил сканирование. Кроме того, следует учитывать теплопроводность титановых стержней: пациентам с лицевыми титановыми пластинами следует избегать радиочастотных процедур, таких как термаж, чтобы предотвратить неравномерное распределение энергии и ожоги.

Совместимость титановых стержней и МРТ полностью подтверждена: от лабораторных данных до клинической практики. Их не-ферромагнитные свойства, контролируемое тепловое воздействие и регулируемый эффект артефактов обеспечивают основу для безопасного обследования пациентов. Однако медицинские решения всегда должны основываться на индивидуальной оценке.-Благодаря подробному сбору истории болезни, проверке информации об имплантатах и ​​оптимизации параметров сканирования врачи могут максимизировать диагностическую ценность МРТ, обеспечивая при этом безопасность. Для пациентов с имплантированными титановыми стержнями нет необходимости откладывать лечение из-за опасений по поводу рисков обследования; научная коммуникация и профессиональная оценка являются «ключами безопасности» для открытия МРТ-исследований. В современную эпоху непрерывного развития медицинских технологий «мирное сосуществование» титановых стержней и МРТ является ярким примером глубокой интеграции материаловедения и клинической медицины.