MRI的生物效应与安全ppt课件

1、 包家立包家立浙江大学医学部浙江大学医学部浙江省生物电磁学重点实验室浙江省生物电磁学重点实验室0571-882081710571-88208171，2019临床工程师高级培训班(E班 MRI、CT) MRI的生物效应与安全生物医学工程学 博士生 物 物 理 学 教授MRI系统结构电磁谱静磁场射频场梯度场安全报告安全报告生物电磁的基础电磁场与生物体相互作用电磁场电磁场生物体生物体物理物理化学化学生化生化原初作用ROS自由基的物理与化学电磁场中的生物电磁特性电磁波坡印廷(Poynting)定理与功率密度S - 单位时间通过单位面积的电磁能量，单位时间

2、通过单位面积的电磁能量，W/m2HES电磁波的透射和反射与SARDPSARdSAR定义：生物体单位时间、单位质量吸收的电磁辐射能量，W/kgPd ：单位体积的吸收功率密度 W/m3D ：生物组织密度 kg/m3射频电磁波的能量吸收100 kHz 20 MHz 300 MHz 1 GHz 10 GHz颈臂吸收全身吸收非一致吸收体表吸收MRI生物效应静磁场离体效应暴露效应暴露效应细胞生长、增殖、周期、凋亡 10T，4天无10-17T，30-60分有血液黏滞性的血氧依赖10T，4天无10-17T，30-60分有血氧依赖性1.5T增加DNA，视网膜杆，镰状细胞1T有静磁场在体效应(哺乳动物)暴露效应神

3、经生理反应(离子通道电导，传导速度，阈值)2T无神经行为1.5T无Na+，K+离子通道24T变化视觉诱发电位120mT, 150s降低动脉血压，外周血流无ECG0.1T有生殖与发育(心率，体重，食物与水，血与尿常规)9.4T无基因毒性与致癌性4.7T无静磁场在体效应(人体)暴露效应代谢2T无心率，血压，血氧，体温，ECG，呼吸率8T有肌细胞8T有神经行为(眼-手协调，视觉，听觉)1.5T和3T变化MRI技师自然流产无生育率，出生体重，妊娠，后代性别无血流10-15 T有血流势能5T有极低频电场的生理作用 学习记忆下降 神经冲动传递和肌张力 心血管系统(血压，心率，心电) 血液成分(白细胞，微量

4、元素，血压胆碱酶活性) 内分泌(甲状腺，肾上腺皮质，性腺) 生殖(生殖，子代发育)极低频电磁场的健康效应梯度场离体效应暴露效应大鼠细胞培养25mT/m, 0.3s无人细胞染色单体交换频率0.22 mT无人成纤维细胞4-15 kHz无人肺成纤维细胞的细胞生长和细胞周期分布 10mT/m无基因毒性与致癌性无水分布50 T/m有梯度场在体效应(人体)暴露效应外周神经刺激感觉阈值15 T/s，0.365ms(y圈)有感，不适26 T/s，0.378ms(z圈)心脏刺激或室颤2700 T/s， 0.530ms有脑刺激3 T/s有射频场生物效应热效应非热效应射频电磁场的生理作用 学习行为 情绪性行为 脑组

5、织代谢(能量代谢，氨基酸和蛋白质代谢，酶代谢，神经递质代谢) 脑电活动和形态学 血脑屏障 血液 免疫 心血管(血压，心率，心电图) 内分泌(下丘脑-垂体-肾上腺系统，下丘脑-垂体-甲状腺系统) 致突变和致癌 生殖与胚胎发育 视网膜和晶体 听觉射频场在体效应(人体)暴露效应生理参数(核心体温、心率、SaO2、呼吸、血流)4 W/kg有生理性后果0.05-4 W/kg 0.6 oC血流动力学(心率、血压、血流)0.05-4 W/kg无生理性容许6 W/kg可接受眼和性腺3.3-8.4 W/kg有射频场健康效应暴露效应健康成人的全身生理反应4 W/kg，45 min 血流增加，体温上升疾病与药物治疗的可能结果0.3-0.6 W/kg心脏病儿童暴露皮肤血流局部受热器官温度上升 38oC 或 0.5oCMRI的安全MRI的潜在危险 人类知识的欠缺 梯度场引起的外周神经刺激或心脏起搏器 射频功率的效应International EMF ProjectWHO EMF计划危险评估的科学证据危险管理标准和政策危险知识资讯与培训国际非电离辐射防护委员会(ICNIRP)暴露限值电场磁场MRI标准头躯体肢体静磁场2 T