Контроль качества МРТ-систем

Цели и задачи контроля качества МРТ-систем

Контроль качества (КК) магнитно-резонансной томографии (МРТ) направлен на обеспечение стабильности и точности диагностической информации, получаемой с помощью томографа. Основными задачами являются:

  • верификация соответствия параметров изображения заявленным техническим характеристикам;
  • выявление и предотвращение деградации сигнала или артефактов;
  • обеспечение безопасности пациента и медицинского персонала;
  • соблюдение международных стандартов (например, IEC, ACR, FDA, ГОСТ Р);
  • поддержание работоспособности компонентов сканера, включая магнитную систему, радиочастотные (РЧ) катушки, градиенты и программное обеспечение.

Эффективная программа контроля качества должна быть интегрирована в план технического обслуживания и охватывать как ежедневные, так и периодические проверки, проводимые физиком, инженером и/или сертифицированным специалистом.

Классификация процедур контроля качества

Контроль качества МРТ делится на три уровня:

  1. Ежедневный (операторский) контроль Включает базовые тесты, выполняемые медицинским персоналом:

    • проверка однородности изображения с помощью фантома;
    • оценка артефактов;
    • контроль функционирования интерфейса оператора;
    • проверка наличия ошибок или отказов.

  2. Еженедельный и ежемесячный контроль (инженерно-физический) Выполняется специалистом по медицинской физике или инженером:

    • контроль геометрической точности;
    • оценка пространственного разрешения;
    • проверка сигнала/шума (SNR);
    • тестирование функциональности градиентов и РЧ-систем.

  3. Ежегодный контроль (расширенный, калибровочный) Включает комплексную проверку с документацией и сравнительным анализом:

    • оценка линейности магнитного поля;
    • контроль стабильности частоты;
    • измерение характеристик поля однородности (B₀);
    • контроль времени релаксации T1, T2;
    • тестирование режимов сканирования: SE, GRE, EPI и др.

Стандартизированные фантомы для тестирования

Для проведения объективных измерений применяются специальные фантомы, имитирующие свойства тканей организма. Ключевые типы фантомов:

  • Фантом однородности — цилиндр с гомогенной средой (например, CuSO₄ + H₂O), используется для контроля SNR и однородности сигнала.
  • Фантом геометрии — содержит решётку с известными расстояниями, служит для проверки масштабной точности.
  • Фантом разрешения — содержит мелкие структуры для оценки пространственного разрешения (линейные или точечные элементы).
  • Фантом T1/T2 — содержит материалы с заданными релаксационными характеристиками, применяется для калибровки и тестирования точности картирования.

Периодичность тестирования с фантомами должна быть регламентирована внутренними протоколами учреждения и/или нормативными документами.

Контроль однородности и стабильности магнитного поля

Однородность магнитного поля (B₀) критична для получения корректных изображений. Ее ухудшение приводит к искажениям и потере точности при спектроскопии, функциональной МРТ и диффузионно-взвешенных изображениях.

Показатели:

  • Однородность: должна находиться в пределах ±3 ppm для большинства клинических систем.
  • Методика проверки: оценка на фантоме с использованием карт однородности (field mapping), часто доступных в составе ПО.

Стабильность магнитного поля требует мониторинга температуры, тока сверхпроводящей обмотки, уровня гелия. При значительном дрейфе – требуется ресонансная подстройка (shimming).

Контроль градиентных катушек

Градиентные катушки создают локальные изменения поля B₀ и отвечают за пространственное кодирование. КК направлен на следующие параметры:

  • Линейность градиента: проверяется с помощью фантома геометрии.
  • Мощность градиентов: важна при проведении высокоскоростных последовательностей (EPI, DTI).
  • Время нарастания: характеризует скорость изменения градиентного поля.
  • Синхронизация: должна быть согласована с РЧ-системой для исключения фазовых артефактов.

Дефекты в градиентной системе могут проявляться в виде искажений изображения (geometric distortion), смещений частот, артефактов из-за перегрева.

Контроль радиочастотной системы (РЧ-системы)

РЧ-катушки — ключевые компоненты приема/передачи сигнала в МРТ. Их исправность и эффективность оцениваются по следующим критериям:

  • Коэффициент усиления сигнала (SNR): измеряется при помощи однородного фантома.
  • Однородность возбуждения (B₁ field uniformity): нарушение приводит к неравномерной контрастности.
  • Коэффициент отражения (return loss): показывает, насколько эффективно энергия передается в тело пациента.
  • Индукция паразитных токов (eddy currents): вызывает артефакты, требует калибровки.

Особое внимание уделяется контролю температурного режима катушек, особенно при длительных исследованиях с высокой мощностью (SAR).

Анализ артефактов

Появление артефактов может указывать на деградацию компонентов системы. Контроль качества должен обеспечивать выявление следующих видов артефактов:

  • Ghosting — часто обусловлен вибрациями, несинхронностью градиентов;
  • Zipper-артефакт — признак радиочастотных помех (например, плохое экранирование);
  • Distortion — вызван несоответствием градиентов или неоднородностью B₀;
  • Ring artifacts — возможный дефект в РЧ-катушке или в аналоговой электронике.

Все артефакты должны быть задокументированы, с указанием частоты и характера появления, что позволит отслеживать прогрессирующее ухудшение.

Оценка дозовой нагрузки и безопасность

Хотя МРТ не использует ионизирующее излучение, контроль безопасности включает:

  • Оценку SAR (specific absorption rate) — уровень поглощенной энергии тканями, особенно важен при высокопольных системах (3 Тл и выше);
  • Мониторинг переменного магнитного поля (dB/dt) — превышение допустимых значений может вызывать нейромышечную стимуляцию;
  • Электромагнитная совместимость (EMC) — исключение влияния МРТ-системы на внешние устройства и наоборот;
  • Контроль условий эксплуатации — температура, влажность, уровень вибрации, экранирование.

Специальное внимание уделяется контролю доступа и наличию металлов в зоне сканирования: проводятся регулярные проверки детекторов и оборудования на предмет соответствия MR-safe или MR-conditional стандартам.

Протоколирование и документация

Любая процедура контроля качества должна сопровождаться:

  • заполнением стандартизированных форм;
  • архивацией полученных изображений;
  • сравнением с предыдущими данными;
  • интерпретацией результатов квалифицированным физиком;
  • при необходимости — незамедлительной калибровкой или выводом системы из эксплуатации.

На основе данных КК принимаются решения о профилактическом обслуживании, модернизации или ремонте компонентов МРТ.

Регламентирующие документы и стандарты

Контроль качества МРТ систем регламентируется рядом международных и национальных стандартов, включая:

  • IEC 62464, IEC 60601-2-33 — международные нормы по безопасности и эффективности;
  • ACR MR Quality Control Manual — протоколы Американского колледжа радиологии;
  • FDA Guidance for MR Diagnostic Devices — стандарты одобрения в США;
  • ГОСТ Р 51558, ГОСТ Р 50267 — российские стандарты безопасности и методов измерения.

Соблюдение этих нормативов является обязательным для получения лицензии на эксплуатацию и сертификацию учреждения.

Оглавление