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20世紀90年代初,術中磁共振成像(intraoperativemagnetic resonance imaging,iMRI)開始應用於神經外科手術中,使神經外科醫師在實時提供的影像資料指導下實施手術成為可能。
國內引進術中高場強磁共振成像系統已有近10年的歷史,目前已有近10家醫院或單位擁有該系統,在術中高場強磁共振成像手術的麻醉管理,安全實施和培訓等方面積累了一定經驗。對此系統有需求意向的單位還在增加。
因此,有必要以專家共識的方式進行規範和指導。需要指出:本共識只針對「術中磁共振成像」這一特殊情況,其它使用情況不在此範圍。
隨著磁共振條件下麻醉的廣泛應用,共識會做適當修改和補充;共識雖然具有指導性,但不具有強制性,各單位應根據自身情況和特點制定最符合本單位具體情況的規章制度和規範;順利實施術中高場強磁共振成像手術麻醉的核心是安全管理。
發展概況
高場強磁共振成像引入手術室,是神經外科發展史上的飛躍,通過實時掃描並結合神經導航,可指導術者精確定位病變組織,精準切除腫瘤,儘可能保護神經功能,最大限度防止術後併發症。
iMRI作用主要體現在以下四方面:
應用iMRI實時更新圖像,可很好地解決手術中由於開顱、腦脊液丟失、腦水腫、重力、腦組織或腫瘤切除及腦壓板等因素而導致的腦移位,大大提高了導航精度,並指導選擇正確的手術入路;
可提高腫瘤的全切率。據報導,即使應用神經導航技術,神經外科醫師判斷腫瘤已全切時,尚有33%以上的腫瘤殘餘,而在iMRI指導下可最大程度提高全切率;
可防止重要組織結構受損。iMRI對血管神經顯像的優勢,可指導丘腦、後顱窩、顱頸交界等處腫瘤切除時儘量避免損傷其它正常組織結構。
功能性及代謝性圖像如彌散張量成像、血氧水平依賴功能性MRI及血管成像等與術中MRI圖像融合,為外科醫師提供解剖、功能和腦代謝等多種信息,不僅提高手術精度,還可指導手術和術後治療,減少併發症。近年,在神經介入領域也多有應用。
磁場的特殊環境,尤其是高場強[>1.5特斯拉(T),1T=10000高斯(G)]磁共振系統,對手術室環境、醫護人員工作常規及患者圍術期安全均有特殊要求,使該類手術的圍術期管理較常規神經外科手術有所不同,有必要建立相關的規章制度及操作規範,其目的是:
術中高場強磁共振成像的環境要求
磁體一般分為電阻磁體、永久磁體和超導磁體。目前常用的為超導磁體,除非在失超狀態下,否則磁體總是處於「打開」狀態,應對磁體的危害保持高度警惕。
術中磁共振發展到現在,大致經歷了三代產品。第一代為開放式低場強磁共振,第二代為高場強旋轉床或地軌推床磁共振(磁體不動,移動患者),目前的第三代為高場強磁體移動式磁共振(磁體移動,患者不動,安全性較高)。
術中高場強磁共振系統一般為雙室設計即檢查室(iMRI-DR)及手術室(iMRI-OR)(圖1),也可為三室設計即手術室——檢查室——手術室,檢查室和手術室以防護門相隔,地面標示50G及5G磁力線(5G線外為不受磁場幹擾的安全範圍)。
控制室可通過隔離窗分別對檢查室和手術室進行觀察。系統配備1.5T或3.0T磁體及標準的神經導航系統。磁體平時處於檢查室,可對術前及術後患者進行檢查。
根據設計的不同,在需要iMRI時可移動磁體或移動手術床進行iMRI檢查,磁體由檢查室移入手術室(採用磁體固定方式的,則手術床移向磁體)。
除了手術床、頭部固定系統及暴露術野的牽引系統為磁兼容(MR-compatible)器械外,其餘手術器械均可為非磁兼容性,在進行術中掃描時需撤到5G安全線外。麻醉相關設備如麻醉機、監護儀、輸注泵等應根據磁兼容性能放置在安全區域。
較之CT掃描,磁共振掃描屬於高風險成像。
高風險成像是指:有內科疾病風險的患者或存在危及健康風險的患者進行成像;與設備相關的風險;與檢查過程相關的風險,如MRI指導下的手術、微創手術(如局部超聲和射頻消融術)或者心臟和氣道的成像研究。
按照磁場強度及安全性不同,各種人員的活動範圍可劃分成四個區域:
應該注意對鐵磁性物品保持高度警惕(如聽診器、鋼筆、手電筒、手錶、髮夾、金屬病歷夾、傳呼機、手機、信用卡和電池等),帶有鐵磁性植入物的任何人不能進入Ⅲ區和Ⅳ區。安全教育還應該包括如何安全應對Ⅲ區和Ⅳ區內出現的緊急狀況(詳見突發事件及其處理)。
術中高場強磁共振系統對人體的特殊影響
為增加圖像對比度所使用的主要為含釓的化合物造影劑可能產生毒副作用,如過敏反應、肝腎功能損害,症狀主要有頭暈、噁心、頭痛、紅疹、注射部位紅腫熱痛及灼熱感等。
麻醉科醫師在術中磁共振成像手術室組建及手術運行中的作用
iMRI手術室的工作團隊包括外科醫師、麻醉科醫師、放射科技師、器械及巡迴護士、保潔人員等。
團隊成員必須了解各類磁環境下工作的潛在危險,了解常規鐵磁性物品及常見體內植入物的性能,了解麻醉相關物品的磁兼容性。應接受規範的安全培訓,了解iMRI環境下工作的特殊性,熟悉工作制度並進行嚴格的安全篩查,對於體內有鐵磁性物品的醫護人員(如安裝起搏器、植入藥物泵等)一般應限制進入iMRI-OR工作。安全宣教培訓及篩查的結果均需記錄在案,以便對新安排入iMRI-OR工作的人員有所了解。
國外有較多文獻報導iMRI相關的安全問題,如將非磁兼容的壓縮氣體鋼瓶、輪椅、擔架及手術轉運床等帶入磁場範圍,導致人員傷亡及MRI機器嚴重損害;
患者在MRI時皮膚燒傷、腫脹;磁場對患者體內植入物的影響;磁場環境對新生兒生命體徵的影響等。人為的過失、警惕性降低、缺乏交流、不熟悉工作環境及不適合的儀器等均能造成嚴重的安全問題。
iMRI手術的順利運行需要手術團隊的共同努力,麻醉科醫師的首要職責是確保在這一特殊的環境下患者安全平穩地渡過手術期。
因此,麻醉科醫師在iMRI手術室組建及iMRI手術運行中起非常關鍵的作用,對手術室布局、儀器設備的選擇、規章制度的制定、安全培訓的組織實施均起決策作用。
此外,麻醉科醫師在圍術期加強患者的安全篩查、應對各類外科手術的麻醉維持、處理各類緊急事件等都起主導作用。
術中高場強磁共振成像對麻醉設備的特殊要求
術中高場強磁共振成像麻醉的基本流程、安全隱患及處理
iMRI可應用於手術中的各個階段,如麻醉誘導後手術前、手術過程中、手術結束後。
成像前準備:
在此過程中限制室內的人數。參觀者應站在5G線外或離開房間。準備工作完畢並進行了安全核對後,防護門打開,磁體移入手術室進行掃描(或手術床移向磁體)。手術間門關閉,標註特殊的信號以提示正在掃描,工作人員均進入控制室以減少掃描過程中對圖像幹擾。
手術間內各種電子噪音可能影響iMRI信號的質量,為儘可能減少手術間內各種電器設備信號的幹擾,在進行iMRI掃描時,可能會停止麻醉機、輸注泵和監護儀等設備的交流電供電而改用蓄電池供電。因此,在iMRI掃描前應保證麻醉設備儲備電源充足。
2、安全隱患
術前MRI:
患者由於術前不配合、手術體位改變等原因,常在麻醉及頭釘固定後進行掃描,尤其在臨時決定的情況下,常出現倉促準備狀況,此時患者麻醉狀態正處於調整期,一些麻醉誘導期的物品如喉鏡、聽診器、針頭及手術物品易遺留在磁場範圍內,導致出現險情。術前良好的溝通、良好的習慣及嚴格的掃描前查對制度可預防危險發生。
術中MRI:
在成像前,需由巡迴護士、MRI技師共同填寫術中患者MRI安全核查表,重點防範手術部位器械的遺漏、切口的無菌防護、麻醉深度的調控、顯微鏡等非磁兼容物品的歸位等。外科醫師、麻醉科醫師、巡迴、器械護士及放射科技師的共同安全核查,能確保掃描的安全進行。
術後MRI:
對於術後進行掃描的患者,通常多為臨時決定進行掃描,以判斷有無嚴重出血等併發症,常從普通手術間轉運而來。
麻醉科醫師必須對患者及其他進入檢查室的醫護人員進行嚴格的安全篩查和告知,著重了解患者的術前特殊病史及術後體內外特殊留置物。
如果之前使用的是帶有金屬絲的加強氣管導管應更換為普通導管,將普通心電圖電極片換為專用電極片。適當鎮靜,使患者在保留氣管導管,恢復自主呼吸,相對制動的前提下完成檢查或使用磁兼容麻醉機行機械通氣。
3、突發事件及處理
iMRI-OR內可能出現的突發狀況包括:
醫療突發事件(如呼吸心搏驟停);
環境突發事件(包括機械故障、火災及物品彈射)。
當發生突發狀況時:
需要時立即給患者進行心肺復甦並轉移出IV區至事先規劃的位於MRI室附近的安全區域;
呼救。
規劃的安全區域應包含以下急救設備:
除顫儀;
多功能監護儀;
裝有搶救藥物、氣道設備、氧氣及吸引器的急救車。
此安全區域應選取在距離IV區儘可能近的地方,以減少對復甦的延誤。應針對可能發生的突發事件如火災、物品拋射等制定相應的應急預案。
iMRI-OR的團隊成員必須具備單獨處理緊急情況的綜合能力,如未預料的困難氣道、失血性休克、嚴重過敏、心搏驟停等。團隊成員均須接受術中磁共振麻醉培訓,熟悉工作環境特點及流程。
應急預案的制訂可幫助團隊成員了解各自的職責,在緊急情況下,快速有效的投入工作中。新開展此類手術的單位或新參加此類手術的人員應在專業人員和有此類手術經驗人員的指導下進行反覆模擬訓練,熟悉工作特點、安全規定及流程,掌握麻醉管理的特殊性,熟悉團隊間的協調與合作方可參加此類手術。
各種醫療救治預案的基本流程和處理與普通手術相似,重要的特殊點在於要極度重視磁場環境的特殊性,注意安全,避免二次損傷。
在處理緊急意外事件時,需指定一名工作人員專門負責取血,送取手術、麻醉用具,篩查新入iMRI-OR進行援助的工作人員。對於麻醉科醫師,需特別引起注意的是避免將非磁兼容的壓縮氣體鋼瓶(轉運患者時可能用到)放入磁場範圍。
特殊緊急狀況處理:
(1)大型磁性物質(如氣體鋼瓶、擔架、輪椅等)被磁體吸附時,如何處置?
先將患者移出磁體外安置並做適當處置,儘快聯絡磁共振廠家。若患者被大型磁性物質嚴重壓迫時,請立即按RundownUnit開關,將磁體失超。磁場會在2min~3min後消磁,再將患者移出磁體外,作緊急處置。
勿試圖移動大型磁性物質,強大磁力會造成二次傷害。磁體被失超後,機器需多個工作日才能恢復正常操作。維修價格昂貴。
(2)機器失超時,如何處置?
若有患者正在掃描,先將患者移出掃描室外做適當處置。注意室內氧氣含量是否異常,如有異常,請離開工作區。遇以上情形,請儘快聯絡磁共振廠家客服熱線電話。
術中高場強磁共振成像手術麻醉的安全檢查和核查制度
iMRI手術的圍術期安全,綜合體現在保障患者、醫護人員、各類儀器設備的安全。iMRI手術的安全檢查流程如圖2。
1、醫護人員的安全篩查
主要關注醫護人員自身安全及隨身攜帶物的安全,應限制體內有特殊植入物的工作人員入該手術室工作,並避免將隨身攜帶的非磁兼容物品帶入iMRI-OR。
所有麻醉科醫師都應該接受關於MRI掃描儀運作環境的安全教育。尤其強調進入Ⅲ區和IV區的安全重要性,以及區域的危險和對監測能力的影響。
應當注重潛在的健康危害(例如高分貝噪音和高強度磁場),對MRI掃描儀的磁場強度和安全性保持必要的警惕!鐵磁性物件和植入裝置(例如脊髓刺激器或植入物)不能帶入iMRI室的Ⅲ區和IV區或者謹慎帶入。
麻醉科醫師應該和放射科技師、外科醫師合作,確保上述項目包含在安全培訓項目內。術中成像前需進行MRI安全核查,入iMRI手術室的人員必須經過安全篩查,所有的員工、訪客或患者在進入磁共振環境前必須接受磁共振安全問詢。
經篩查合格的人員入室前需再次進行安全檢查。全面系統的安全檢查制度對消除安全隱患,規避風險必不可少。
2、患者篩查
對患者進行安全核查,關注患者及儀器設備的安全、確保手術期間麻醉安全平穩。
(1)對每一個病例,麻醉科醫師應該與患者、手術醫師和放射科技師交流,確定患者是否存在高風險身體狀況。患者相關的風險包括年齡相關性風險、健康相關性風險。
年齡相關性風險指新生兒或早產兒和老年人。
健康相關性風險包括但不僅限於:
重症患者;
呼吸功能受損(如舌體肥大和睡眠呼吸暫停);
鎮靜程度、肌松和通氣狀態的改變;
血流動力學不穩定和血管活性藥物輸注的需求;
MRI副作用引起的併發症(如燒傷,肥胖或外周血管疾病患者的體溫升高)。
如果患者存在高風險身體狀況,麻醉科醫師應該與所有相關人員交流協商,確定如何在iMRI期間管理患者,避免危險的發生。
(2)麻醉科醫師應該與放射科技師交流,確定患者在進入Ⅲ區前已篩查過其是否攜帶異物。
(3)對於急性或嚴重腎功能不全患者,不建議使用釓劑,因為釓可導致腎源性系統性纖維化。
圍術期不同階段的安全檢查各有側重。在對患者進行術前MRI安全篩查時,應關注患者與MRI磁場環境相關的特殊情況,有無進行MRI的顧慮(如體內是否存留金屬異物、心臟病史及有無MRI造影劑過敏史)。
出於安全的考慮,以下情況應慎重對待:
①體內存在金屬物(如心臟起搏器、植入型心律轉復除顫器、藥物泵)的患者禁止入iMRI手術室,因磁環境下可能會危及患者生命;體內留有植入電子裝置(例如,深部大腦刺激儀、迷走神經刺激器、膈神經刺激器、含有導線的熱稀釋導管、人工耳蝸)、眼內金屬碎片、體內彈片、假肢等患者慎入。患者金屬假牙可能影響圖像質量,金屬假肢/關節可能在MRI時吸收射頻產熱,造成嚴重燒傷;
②高敏體質患者(可能對造影劑過敏)、孕婦(但尚無確實的資料明確磁場環境對孕婦及胎兒的影響)慎入;
③嚴重心臟疾病的患者(嚴重冠心病、心律失常)慎入,因MRI時無法避免磁場對ECG監測的固有失真效應,導致無法準確及時發現患者的心臟意外事件;
④術中需特殊體位(過屈體位)的患者慎入,對於此類特殊體位,普通氣管導管(iMRI環境下禁止使用帶有金屬絲的加強氣管導管)無法避免打折,術中氣道管理較困難。值得注意的是,即使是磁共振可用的普通氣管導管,可能充氣套囊中也有少量金屬,因此在手術中需牢固固定防止受磁場影響而移位。
iMRI手術順利實施的關鍵在於:運用檢查清單和安全協議等措施保障磁共振成像安全,形成制度並盡職盡責;對跨科室的每個成員進行充分培訓和模擬演練,通力合作以確保安全,這一點至關重要;應由核心團隊開展前幾例手術,然後再逐漸讓新的人員加入;對手術室的全體人員進行術中磁共振安全培訓。
術中高場強磁共振成像對麻醉的特殊影響
有作者對術中MRI及傳統開顱膠質瘤切除的患者進行了比較,結果顯示兩組患者一般情況、麻醉時間、術中出血量、輸液量、輸血率及麻醉相關併發症發生率並無明顯差異。
但iMRI組手術準備時間、手術時間明顯延長,肌肉鬆弛劑的用量也明顯增加。
MRI後2h較麻醉誘導後相比,患者體溫明顯升高。MRI用於神經外科使手術時間明顯延長,手術時間的延長與MRI特殊過程密切相關,而其它圍術期特點與傳統神經外科手術並無差別,麻醉處理在遵循一般神經外科麻醉處理原則的基礎上,需關注長時間手術的麻醉調控這一特點。
1、高場強磁共振成像對患者心電圖監測的影響
由於血液是較好的電導體,在靜態MRI磁場的作用下,可產生一定的電勢(Hall效應),並添加到心電圖信號中使其波形失真。文獻報導,患者處於場強為0.5T~4T靜態磁場中,ST段、T波均有一定的變化,但這些變化在磁體撤移後均會恢復正常。
術前心電圖正常的患者,採用磁兼容的無線心電圖模塊進行心電圖監測,分別在磁體進入手術間前、磁體移至頭部準備掃描前(靜態磁場)、T1加權像、T2加權像、彌散張量成像(DTI)各時間段描記患者Ⅱ導聯心電圖。
發現基礎狀態心電圖正常的患者出現了心電圖基線、P波、ST-T的多樣改變,可能與個體差異及電極片相對心臟位置有關。
在靜態磁場環境及不同序列磁共振掃描時,心電圖波形出現明顯變化,主要表現為心電圖基線改變,ST-T進一步改變,推測該現象與Hall效應密切相關。
在DTI掃描時,高頻及多個梯度場方向的變化對心電圖的影響更大,出現類似惡性心律失常如房撲、室顫樣波形。但掃描過程中生命體徵平穩、動脈壓力波形顯示心律齊,提示磁共振掃描時,心電圖出現失真情況。
雖然在不同掃描序列中,患者心電圖變化有一定的共性,但個體差異較大,對某一患者,無法預測其在掃描過程中可能出現的「異常」心電圖波形,需依靠脈搏及有創動脈壓波形等監測綜合判斷,甄別心臟事件,維護患者安全。
2、術中高場強磁共振成像對肌松藥代謝的影響
iMRI後常出現患者中心體溫升高,一組前瞻對照臨床研究探討了因溫度的變化對各類肌松藥藥效學的影響。
結果顯示iMRI這一過程加快了羅庫溴銨TOF25%的恢復,縮短其臨床及體內作用時間,但對於恢復指數無顯著影響;顯著降低維庫溴銨臨床起效時間及肌松恢復指數;對順苯磺阿曲庫銨肌松恢復無顯著影響。
初步提示該類手術圍術期肌松藥代謝及藥效可能受影響,需根據臨床需要個體化用藥。
術中高場強磁共振成像神經外科手術的麻醉管理
由於目前尚無磁兼容的麻醉深度監測設備,所以麻醉科醫師僅能根據患者的血流動力學參數(例如血壓、心率)及臨床經驗來指導麻醉深度的調節,後期需對此類情況進行更深入的研究。
圖1 術中高場強磁共振成像手術室示意圖(二室)
圖2 術中高場強磁共振成像手術的安全檢查流程圖
來源:麻醉MedicalGroup