ГОСТ Р МЭК 60601-2-33—2013
4) Физиологические пределы для кардиостимуляции, возбуждения периферической нервной систе
мы и теплового нагрева
Рейли [85] сравнил ряд исследований электрической стимуляции животных. Он заметил, что порог мерца
тельной аритмии имеет логнормальное распределение с наиболее чувствительной процентипью в два раза менее
медианы. Более того, он оценил, что у данных животных порог стимуляции (начало эктопических сокращений) будет
составлять40 % от уровнядля мерцательной аритмии. При экстраполяции на человека он посчитал, что порог стиму
ляции по его SENN-модели составляет 20 % от значения порога мерцательной аритмии для человека. Рейли оценил,
что для достижения напряженности электрического поля в сердце, равной 6.2 В/м, скорости изменения индукции
магнитных полей должны составлять 71,3, 72.1. 50.8 Тл/с при переключении градиентных полей в направлениях х, у.
z
соответственно. Эти оценки реобазы были получены для наиболее чувствительной первой процентипи.
Борланд и другие [90] сообщили, что средний порог кардиостимуляции у собаки при переключении градиент
ного поля в направлении
HF
(от головы к ногам) составляет более 2700 Тл/с при длительности слада 530 мкс. При
временной константе возбуждения сердца, равной 3 мс. асимптотическое значение пороговой стимуляции состав
ляет 440 Тл/с. С учетом различия физиологии собаки и человека был сделан вывод, что при направлении
вектора индукции переменного магнитного поля вдоль объекта напряженность электрического поля, индуцируемого в
сердце
человека, в 2.81 раз больше, чем в сердце собаки. Таким образом, порог стимуляции для человека составляет 156
и 78 Тл/с для первой процентипи населения, что приемлемо согласуется с оценкой Рейли.
В настоящем стандарте за ПДУ кардиостимуляции принят порог стимуляции, соответствующий первой про-
центипи с коэффициентом запаса, равным 3. Значение ПДУ базируется на SENN-модели и экспериментально
определенного порога возбуждения сердца. Предположительно предел будет соответствовать вероятности кардио
стимуляции. меньшей 2 • 10’9. Таким образом, порог стимуляции периферических нервов в настоящем стандарте
ниже порога кардиостимуляции для всех воздействий с длительностью в диапазоне, представляющем практиче
ский интерес.
В исследовании Борланда идр. [90]. проведенных на 84 испытуемых значение
dB/dt,
соответствующее мини
мальному процентилю. у которого возникали дискомфортные ощущения при стимуляции, примерно равно средне му
порогу возбуждения ПНС при переключении градиентных катушек в
АР
(спереди назад) и
HF
(сверху вниз)
направлениях. Значение
dB/dt.
соответствующее минимальному перцентилю испытуемых, у которых возникали не
стерпимые ощущения при стимуляции, равно 120 % среднего порога возбуждения ПНС. Болезненная стимуляция
сопровождается не только сильным дискомфортом, но и произвольными мышечными сокращениями, так что эф
фективность исследования подвергается серьезному риску. Нестерпимая стимуляция, очевидно, крайний случай в
этом отношении. Вдобавок реакция ПАЦИЕНТА на подобные ситуации представляет собой дополнительный РИСК
нарушения безопасности. В настоящем стандарте порог стимуляции выбран в качестве предельного значения для
РЕЖИМА КОНТРО
Л
Я ПЕРВОГО УРОВНЯ, а 80 % от него — в качестве предельного значениядля НОРМА
Л
ЬНОГО
РЕЖИМА РАБОТЫ.
ПДУ ГРАДИЕНТНОГО ВЫХОДА ИНДУКЦИИ для МР СОТРУДНИКОВ равны соответствующим ПДУ для ПА
ЦИЕНТА. так что возможность возникновения нестерпимых ощущений при возбуждении ПНС минимизирована.
Трудно связать этот уровень со средним порогом возбуждения ПНС ПАЦИЕНТА, так как МР СОТРУДНИКИ могут
занимать таков положение возле томографа, которое недостижимо для ПАЦИЕНТА.
Необходимо принять меры предосторожности при проведении интервенционных МР ИСС
Л
ЕДОВАНИЙ,
чтобы избежать неожиданного ВПНС МР СОТРУДНИКА, которое может представлять угрозу безопасности ПА
ЦИЕНТА.
5) Связь между напряженностью электрического поля
Е
и скоростью изменения индукции магнитного
поля
dB/dt
в МР ОБОРУДОВАНИИ
Для преобразования ПДУ напряженности
Е
в ПДУ скорости изменения индукции
dB/dt
требуются знания со
отношений между этими значениями при типичной геометрии тела ПАЦИЕНТА и градиентной системы.
Напряженность электрического поля £. индуцируемого в теле человека посредством изменения индукции
магнитного поля с помощью градиентной системы, связана с пространственным распределением значения
dB/dt
и
геометрией тела. Для любой замкнутой траектории
I.
охватывающей площадь S. основное физическое уравнение
записывается как:
Данное уравнение может быть решено, если определены граничные условия. В качестве иллюстративного
упрощения ПАЦИЕНТ может быть представлен как однородный проводящий вытянутый эллипсоид вращения с
длинной полуосью
а,
и короткой полуосью
Ь
во внешней изолирующей среде. Если однородное в пространстве
переменное во времени магнитное поле направлено перпендикулярно к длинной оси эллипсоида, максимальное
значение напряженности
Е
возникает в средней плоскости эллипсоида, вдоль его периметра. Это означает, что
периметр является геометрическим местом точек, в которых ВПНС возникнет с наибольшей вероятностью. Рейли [85]
указал следующее выражение для
Е:
(АА.7)
(АА.8)
59