核磁共振設備為何有時會“吃人”

　　近日，據國外報道，美國紐約州長島地區一名61歲男子因為佩戴了一條大型金屬“項鏈”，被吸入核磁共振設備后身負重傷，送醫后不治身亡。這件事讓核磁共振設備的安全使用問題又一次受到了人們的關注。

　　近年來，核磁共振檢查在疾病診斷中得到了廣泛應用。隨著技術的進步，核磁共振設備的磁場強度不斷提升，疾病診斷準確性不斷提高。與此同時，該設備在使用過程中也出現了許多安全事故。

　　2001年，也是在美國紐約一家名為威徹斯特的醫療中心，一名6歲男孩在做完切除良性腦瘤手術接受核磁共振檢查時，核磁共振設備將一個滅火器大小的金屬氧氣罐從檢查室的另一端吸了過來，擊中該男孩頭部，造成顱骨骨折和腦挫傷，兩天后男孩不幸去世。這是目前公開報道的第一例因核磁共振檢查造成的死亡事件。

　　在此次“項鏈”事件發生之前，由核磁共振檢查引發的最近一次死亡事故是在2018年。當時，印度孟買一個名叫Rajesh Maruti Maru的31歲年輕人在陪同親屬前往醫院進行核磁共振檢查時，他手握的金屬氧氣瓶被核磁共振設備的磁力部件吸引，導致他的手部被吸入設備，從而被困在機器里面最終死亡。此外，在美國、巴西、印度、芬蘭等國家還發生過手槍、清潔設備等金屬物品被核磁共振設備吸附而造成的事故，有些事故中多人受傷。

　　那么，核磁共振設備這種用于診斷疾病、救人生命的機器，為何會成為“殺人惡魔”呢？其主要原因就在于這些死者或陪同家屬攜帶的金屬物品。

　　核磁共振檢查技術是人類在疾病診斷歷史上最重要的發明與應用之一，也是人類科學史上一項非常復雜而偉大的系統工程。這一點從與核磁共振技術相關的研究在3個不同領域獲得了7次諾貝爾獎，就能夠看出來。

　　核磁共振檢查技術的基本原理是，基于水分子中的氫原子在脈沖磁場中發生原子軸偏離而產生的能量變化，利用專門設備接收這些能量變化的信號并成像，根據病變組織與正常組織之間水分子含量的差異，從而在影像學上診斷疾病。雖然原理很簡單，但實現起來卻是非常復雜的。

　　20世紀早期，丹麥量子物理學家玻爾提出了原子核能量躍遷的理論，為氫原子成像奠定了理論基礎，而氫原子成像正是核磁共振成像的關鍵，玻爾也因此獲得了1922年的諾貝爾物理學獎。隨后，美國物理學家斯特恩和拉比發現了原子空間取向的量子化和原子核在磁場中的排列及其與外加場的相互作用，分別獲得了1943年和1944年的諾貝爾物理學獎。

　　此后，美國科學家布洛赫和珀塞爾分別采用感應法和吸收法，在實驗室發現了宏觀核磁共振現象并提出了用于核磁精密測量的方法。他們因此分享了1952年的諾貝爾物理學獎。至此，核磁共振技術在物理領域達到頂峰，接下來就由化學家接手了。

　　瑞士出生的美國科學家恩斯特提出了應用傅立葉變換的方法進行核磁共振結果分析，在發展和應用二維核磁共振的理論與實踐中作出重大貢獻，使核磁共振由一種現象逐步演變成一種技術。1991年，恩斯特被授予諾貝爾化學獎。接著，瑞士科學家維特里希將二維核磁共振的方法用于生物高分子的結構研究，發展出用二維核磁共振對蛋白質譜峰識別的研究方法，并因此獲得2002年的諾貝爾化學獎。實現核磁共振技術醫學應用最后一棒的是生物學家。美國科學家勞特布爾和英國科學家曼斯菲爾德發明了在靜磁場中使用梯度場快速獲得物體數字化精確描述二維核磁共振圖像的方法，為核磁共振成像技術在臨床診斷中的應用奠定了基礎。2003年，這兩位科學家共同獲得了諾貝爾生理學或醫學獎。

　　這7次諾貝爾獎足以說明核磁共振技術的“含金量”，也意味著核磁共振技術及其設備的復雜性。

　　核磁共振設備的結構非常復雜，一般是由磁共振成像設備產生的磁體及其電源、梯度場線圈和梯度場電源、射頻發射/接收機、系統控制和數據處理計算機、成像操作和影像分析工作站、活動式檢查床等組成的。更為重要的是，與很多醫療設備不同，核磁共振設備一旦啟動就不能停止。因為核磁共振設備運行時產生穩定的強磁場，并用液氦進行冷卻，而停機時需要釋放全部液氦。停機后，若重啟核磁共振設備就需要重新注入液氦，并經過一系列復雜的調試才能再次用于疾病診斷。這個過程耗時耗力，且費用昂貴。

　　因此，在放置核磁共振設備的場所，一直存在著強靜磁場。這個強靜磁場對金屬物體的吸附作用就是核磁共振檢查時發生安全事故的原因。氧氣瓶、輪椅、輸液架及病床等大型金屬物品被磁場吸附后，可能會損壞檢查設備，并造成患者受傷甚至死亡，而鑰匙、硬幣、手機、手表等小型金屬物品則可能影響設備的磁場均勻度，造成圖像質量下降或者使檢查無法繼續。因此，在進行核磁共振檢查時不能攜帶金屬物品。

　　我國雖然尚未發生核磁共振檢查時因攜帶金屬物品致人死亡事件，但在2009年，卻發生了一起患者佩戴金屬手表進行核磁共振檢查致使其左上肢神經損傷事件。這提醒人們進行核磁共振檢查時，一定不要攜帶或者佩戴金屬物品。2016年，我國上海和杭州兩地都發生了核磁共振檢查設備吸入輪椅事件。在杭州的事件中，醫生和患者還被吸入的輪椅壓在設備上不能行動。

　　除了體外攜帶的金屬物品，患者體內的金屬物品，例如假牙、避孕環、心臟起搏器、冠脈支架、人工瓣膜、動脈瘤夾、人工耳蝸、金屬縫合線、濾器、封堵物甚至含有金屬成分的眼線或深色紋身等，也可能在做核磁共振檢查時產生熱效應，導致組織灼燒性損傷。

　　此外，智能手機等電子設備可能會受到核磁共振設備強磁場的影響而發生故障。美國就曾報道過多起這樣的事件，需要引起重視。

　　因此，在進行核磁共振檢查前，必須與患者和家屬溝通，嚴格掌握檢查的禁忌，以避免意外發生。

　　（作者系北京大學基礎醫學院教授）