静磁场的生物学效应

第一节　静磁场的生物学效应

目前应用的大多数MRI系统的磁场强度为0.2～3.0特斯拉（Tesla）。随着超导磁体技术的日益成熟，MRI的静磁场场强有不断提高的趋势。但静磁场对生物体的影响至今尚未完全阐明，且有关2.0T以上的超高场对人体影响的研究和文献报道更少。为此，美国食品与药品管理局（FDA）和英国国家放射防护局（NRPB）分别将成像的最高场强限制在2.5～3.0T以内。FDA还明确规定，因场强超过规定限值而造成的一切后果由MRI制造商承担。

MRI静磁场对生物组织的影响包括：对细胞生长、复制和细胞形态的影响；对DNA结构和基因表达的影响；对神经活动、脑认知和行为活动的影响，对血脑屏障渗透性的影响；对心律以及心血管系统血流动力学的影响；对免疫系统的影响等。大多数研究认为，静磁场的这些生物学效应并不能对人体产生明确危害。尽管有少数文献报道静磁场可能会对离体细胞或器官造成潜在的危害，但其生物学效应均未得到证实。另有个别文献报道的MRI磁场系统对人体造成伤害，都是由于疏忽而误将铁磁性物质（如动脉瘤夹）带入MRI系统所致。

MRI静磁场的生物学效应包括：①温度效应（temperature effect），其为MRI技术出现后最早受到关注的生物学效应之一。②磁流体动力学效应（magnetohydrodynamic effect），是指由磁场中的血流以及其他流动液体产生的生物效应。在静磁场中，磁流体动力学效应能使红细胞的沉积速度加快、心电图发生改变，并有可能感应出生物电位。③中枢神经系统效应。由于神经信息的传递是一种电活动，因此完全有理由认为磁场有可能对神经电荷载体或传导过程产生影响。

对于长期暴露于MRI静磁场的工作人员来说，静磁场对人体组织的作用理论上可导致组织病理学改变。但对这些改变机制的定量研究表明，其仍在可接受的正常范围内。目前，尚无文献报道长期暴露于强静磁场下的安全性问题。随着MRI介入技术在临床上的广泛应用，亟须对这一课题进行研究。此外，目前尚无证据表明静磁场对人体作用的累积效应，因而对长期暴露于静磁场的人群，如MRI工作人员和需多次重复检查的患者，这一研究的意义也有利于确立静磁场的安全性标准。