医用磁共振成像系统主要由磁体子系统、梯度子系统、射频子系统、患者支撑装置、信号采集和图像重建子系统、主计算机和图像显示子系统以及生理信号检测与控制子系统组成^[1]。从1946年磁共振现象发现到1980年首台MRI设备问世，再到今天MRI广泛应用于临床诊断，说明MRI具有极大的临床应用价值和前景，并已用于介入手术引导和放疗计划制定^[1,2]。由于MRI无电离辐射，常被误认为是一种完全安全的成像工具，但其成像过程涉及强大的静磁场、脉冲梯度磁场以及射频能量，因此存在相应的安全风险。

       本文主要基于美国FDA SUS (system for uniform surveillance）数据库，对10年MRI不良事件数据进行回顾分析，并结合我国主动召回数据，分析不良事件和召回数据的类型和原因。

1　材料与方法

       美国SUS数据库是美国FDA的内部数据库，所有设备的不良事件报告都被记录在该数据库中。SUS数据库包含了通过MedWatch和MedSun两个程序接收的不良事件报告。SUS数据库中的数据未经编辑，均为原始数据，但仅FDA工作人员可查询完整数据。基于美国FDA工作人员公布的SUS数据库中的数据^[3]，对所有与MRI相关的产品（包括MRI设备、MRI专用线圈、磁共振波谱成像以及PET/MRI设备）的不良事件报告进行分析，共纳入2008年1月1日至2017年12月31日的1548份不良事件报告，这些报告涵盖了死亡、伤害、设备故障等事件，不包括对MRI对比剂的不良反应和不属于MRI的错编事件。

       同时，基于国家药品监督管理局网站查询，对纳入从2011年1月1日到2019年12月31日上报给国家药品监督管理局的30件MRI、PET/MR设备主动召回事件进行回顾性分析，未在中国销售的设备和不涉及中国法规要求的标签问题未纳入分析。

2　结果

2.1　美国MRI不良事件类型及结果

       依据磁共振环境中已知的安全风险^[4]和预期的不良事件类型，并基于美国SUS数据库，对10年MRI设备、MRI专用线圈、MR波谱成像以及PET/MR不良事件报告进行分类分析，分类信息^[2,3]和分析结果详见表1^[3]。这些不良事件报告尚包含10起导致人员死亡的严重不良事件，其中3起死亡原因与MRI直接相关（涉及1例患者和2名维修人员），这3起不良事件分别为一名佩戴植入式止痛泵的患者进入MRI扫描后，止痛泵在强静磁场环境中失灵导致患者死亡；一名维修人员在现场被变成铁磁性投射物的风机面板挤压致死；以及一名维修人员在现场被低温冻伤，在其接受后续治疗过程中，经麻醉时发生心脏骤停致死。其余7起死亡原因与MRI不直接相关，其中1起为体内有动脉瘤夹的患者扫描前筛选失败，但患者的根本死亡原因非动脉瘤夹在MRI扫描时发生移动或改变，其余6起均与MRI扫描无关，如在MRI检查过程中或刚进行完检查，患者就发生心脏骤停。

       由表1发现，这些不良事件中的过热损伤事件占比最高，超过所有不良事件总数的一半，根据过热损伤事件的起因，继续对这类事件分类分析，分类信息和分析结果详见表2。

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表1  美国2008-2017年MRI不良事件分析结果
Tab. 1  2008-2017 US breakdown of MRI adverse events

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表2  美国2008-2017年MRI过热损伤不良事件分析结果
Tab. 2  2008-2017 US breakdown of MRI overheating injury-adverse events

2.2　中国主动召回事件类型及结果

       基于国家药品监督管理局网站查询10年上报给中国的MRI、PET/MR主动召回事件，这些主动召回事件尚未发生不良事件，生产企业在其产品上市后发现可能存在安全风险后上报主动召回，分类信息和分析结果详见表3。

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表3  中国2011-2019年MRI市场主动召回事件分析结果
Tab. 3  2011-2019 China breakdown of MRI recalls

3　影像学研究进展与展望

3.1　基于美国SUS数据库的MRI不良事件原因分析

3.1.1　过热损伤

       过热损伤是MRI检查中最常见的不良事件，可能的原因包括^{[1,2,3,5,6,7,8]}：(1）皮肤间相互接触在体内形成射频回路，这类过热损伤一般出现在拇指与同侧臀部或髋部之间、大腿内侧之间、小腿肚之间、双臂交叉放置的双手之间；(2)皮肤接触或靠近MRI孔径导致的损伤，通常体型较大的患者易发生这类损伤，常见于手臂、肘部、前臂、肩部以及腹部；(3)MRI孔径内出现其他导电物体，包括医疗器械（如线圈电缆、植入物、ECG导线）和非医疗器械（如首饰、金属丝线、纹身），其在静磁场、梯度磁场或射频脉冲的作用下，感应出较强的局部电流导致过热损伤。值得注意的是，宣称在磁共振环境使用安全的设备（如磁共振兼容植入式心脏起搏器）在非预期条件下也可能出现过热损伤。(4）非射频相关的过热损伤如火灾和制冷剂灼伤。

3.1.2　机械损伤

       机械损伤事件发生的比例较高，但大多数这类事件不是MRI所特有的，发生的原因主要是由病床移动引起的患者手指挤压、断裂；或是操作者在移动重物时擦伤；或是被床体下面的边缘划伤。MRI特有的机械损伤类型发生在乳腺检查过程中，由于乳腺线圈相对于病床的位置提高了，因此增加了患者与磁体孔径碰撞的风险，造成患者的肋骨骨折，特别是对体型较大的患者，磁体孔径尺寸大小有限，更易发生此类损伤^[2,3]。

3.1.3　铁磁性投射损伤

       铁磁投射效应是由MRI静磁场引起的，特指在强磁场作用下铁磁性物体从磁体以外的地方以一定速度投向磁体的现象^[1]。当患者或操作者处于力的作用路径时，危险就可能发生，从而造成不同程度的伤害，同时也可能严重损坏磁体。这类铁磁投射事件应该永不发生，但却依旧不断发生。将铁磁性投射物带入MRI环境的人往往不是患者，而是维修人员、护送人员、患者家属，也就是说，这类事件主要源自人为失误^[2,3]。

3.1.4　图像质量

       最常见的图像质量问题是图像左右翻转，如脑部和四肢MRI检查中，医生很难发现图像翻转，从而导致误诊，产生严重的临床后果。图像伪影的产生因素复杂多样，包括运动伪影（如呼吸运动伪影）、金属伪影、化学位移伪影和磁化率伪影等^[1,2,3]。

3.1.5　噪音

       噪音是常常被忽视的MRI危害。不良事件的发生原因包括^[2,3]：(1)临床机构未对接受MRI检查的患者正确采取或使用听力保护措施，导致患者听力损伤；(2) MRI安装人员在安装过程中暴露于MRI的高噪声中，导致其听力障碍。

3.1.6　其他不良事件

       外周神经刺激是由于梯度场快速切换所引起的，对于患者而言主要是舒适度问题而不是安全问题，可能因此未收到相关不良事件报告^[1,2,3]。

       混杂事件包括了体内植入物或体外携带电子设备的患者未在MRI安全条件下扫描，MRI硬件故障，磁体多次自动失超等与MRI相关或由MRI引起的事件，这些事件不适合归为以上任何一类，但却应纳入风险分析，依据严重程度和发生概率采取相应风险降低措施^[3]。

3.2　中国主动召回事件分析

       中国主动召回事件中尚未发生不良事件，生产企业在上市后发现可能存在潜在的安全风险后进行了主动召回。经归纳分析，同样类型问题常出现在同一厂家的不同产品。可能的过热损伤召回事件是由于出现了SAR值显示值低于实际值；磁体内壁部分区域温度异常升高。可能的氦气泄露召回事件是由于出现了金属爆破膜组件缺陷或冷头故障所致氦气排放路径受阻；磁体失超也可能致氦气泄露。图像质量问题是由于软件版本未及时更新或梯度放大器电源接反造成图像翻转；以及软件版本未及时更新导致图像质量问题，影响临床诊断。机械损伤召回事件是由于手术台零件老化致使手术台出现意外偏移；或在转运过程中手术台发生移位。为防止磁体失超造成的损失，召回事件涉及在磁体上实施加装热声震荡阻尼器以期减少持续稳固模式失超的发生概率；另外，磁体失超装置可能未连接至磁体，也将导致其无法发挥预期功能，在用户按下按钮时无法将磁体失超。标签问题是由于未及时更新造成标识内容与说明书信息不一致，不符合中国医疗器械法规要求，也容易对操作者造成误导。可以看出这些事件均与过热损伤、机械损伤、图像质量、磁体失超相关。

3.3　不良事件应对措施和主动召回事件启示

       国家药品监督管理局于2018年发布了《医疗器械不良事件监测和再评价管理办法》^[9]，该办法要求生产企业对获准上市的医疗器械和同品种产品的安全性进行持续研究，对产品的不良事件报告、监测资料和国内外风险信息进行汇总、分析，评价该产品的风险与受益，记录采取的风险控制措施，撰写上市后定期风险评价报告。从风险分析的角度来说，不良事件和主动召回事件均与MRI安全风险密切相关。发生不同程度的不良事件是MRI不同等级的风险控制措施存在缺陷的结果，生产企业实施主动召回是基于对MRI潜在安全风险分析的结果。因此，从风险角度考虑MRI不良事件的应对措施，对于减少MRI不良事件的发生尤为重要。

       针对过热损伤风险，MRI线圈常常被列为过热起因，除了增加隔离垫降低此类风险，已有文献报道通过在人体组织和射频线圈之间合理地放置高介电材料可以在一定程度上降低SAR值^[10]。IEC60601-2-33对全身和局部SAR值提出限值要求^[11]，但主动召回事件中存在MRI显示的SAR值低于实际SAR值的情况，因此，需要探索和优化SAR值的计算模型，以期降低这类风险。值得关注的是，2019年12月美国FDA发布了替代方法下的MR线圈的性能标准，对线圈表面温度给出性能指标要求，即在正常使用和单一故障（线圈未插入）条件下，所有潜在患者接触部件的温度均小于41°C，但并未给出标准化的测试方法^[12]，因此需要探索科学合理的方法评价，特别是对体内有植入物的患者进行多序列多部位MRI检查时，扫描前的致热损伤风险评估尤为重要^[5]。从设计上改良是控制MRI过热损伤风险的根本手段，但在临床使用阶段，操作者可通过优化脉冲序列，缩短扫描时间及扫描范围等来减少射频能量的吸收，如在3.0 T MRI上尽量多采用梯度回波序列来降低射频能量的沉积；同时提醒患者如感到过热，或有其他不适，应立即告诉或示意操作者终止扫描^[13]。此外，在上述不良事件分析结果中还发现，不明原因引起的过热损伤事件比例较高，这类事件值得持续关注，以尽早排查相关安全风险，实施有效的风险控制措施。针对机械损伤风险，采用通用安全标准基本可以解决，必要时可通过提升通用安全标准要求解决^[3]。同时，临床机构应该注意孔径尺寸大小对于患者检查的影响，尤其是对体型较大的患者。

       尽管铁磁性投射损伤的风险已经是MR环境中众所周知且充分了解的危险，降低这类人为失误风险，持续加强警示和培训是唯一的缓解办法，如在MRI环境中张贴MR安全重要性的标语，加强对急救人员的特殊培训和安装金属探测器等^[3,14]。

       图像质量问题带来的风险主要是误诊，也可能导致图像传递延迟，对于急诊和危重患者的救治产生严重不利影响^[3]。图像质量是保证诊断准确性的重要依据，图像信噪比、均匀性、空间分辨力、二维扫描层厚、伪影是MRI图像质量评价的重要技术参数指标^[15]，已取得上市许可的MRI还经过了临床评价确认图像质量，那么为何还会出现图像质量问题？一方面是成像链路上元器件的损坏，另一方面是由于MRI为多参数成像，实际临床扫描时同一种信号变化可由不同的原因引起，导致影响图像质量的因素也较多。前者通过定期检查和日常质量稳定性测试可以降低此类风险；后者是解决难点，越来越多的生产企业致力于开发图像高级后处理功能，如去金属植入物伪影功能用于植入骨科假体的患者扫描后图像，以期减少磁化伪影，提高图像质量。同时，随着人工智能技术在MRI领域的应用，通过大数据帮助医生识别左右翻转的图像方法值得研发考量。

       对于噪音产生的失聪或耳鸣风险，IEC60601-2- 33^[11]给出相关要求，即MRI在任何可接近区域不应产生高于140 dB的未加权峰值声压级的噪声，对患者来说，该噪声不能高于99 dB的要求。因此，生产企业应当明确规定声压超过99 dB时的患者听力保护措施，临床机构应当正确使用听力保护措施，如给患者佩戴耳塞。另一方面，很多研究者和生产企业致力于设计一个更安静的MRI，以期从根本上解决噪声问题^[16]，如EPI序列是噪音相对最大的序列，优化该序列参数有助于降低噪音^[17]。

       此外，从主动召回事件分析结果可知，MRI液氦泄露的潜在安全风险也值得关注，除了对失超排气管道安全措施进行定期维护^[1,2,18]，从磁体设计上考虑降低此类风险更为重要，已有文献报道增加液氦状态实时监测系统^[19]；研发、购买和使用低液氦或无液氦新型磁体设备^[20,21]。标签通常起到指示的作用，医疗器械标签是指在医疗器械或者其包装上附有的用于识别产品特征和标明安全警示等信息的文字说明及图形、符号^[22]。一般来说，设计考量是控制MRI潜在安全风险的根本措施，对于无法通过设计降低的风险，可采用标签予以提示进一步控制风险，因此标签问题的相关风险不容忽视。

       对于使用含钆MRI对比剂对有严重肾功能不全的患者有发生肾源性系统纤维化的风险^[23]，虽然不属于MRI直接相关风险，但可以从考虑更多利用内源性对比剂成像方面出发，以期降低使用对比剂的风险，如动脉自旋标记（arterial spin labeling，ASL）灌注成像技术。

4　小结

       我国MRI产业的发展起源于20世纪80年代末，早期的技术发展较为缓慢，近年已经呈现出奋起直追之势。从1989年第一台国产永磁MRI和1992年第一台国产超导MRI，到2007年第一台具备自主知识产权的1.5 T超导MRI，再到2015年第一台3.0 T超导MRI，标志着我国MRI产业的不断进步^[24]。因此，我国生产企业应充分意识到把MRI的风险管理贯穿于产品全生命周期的重要性，不断改进技术，提高产品质量和可靠性。临床使用机构应加强培训和管理，严格按照说明书及要求操作，注意警示信息等内容，以减少因使用问题导致的不良事件。监管部门应充分分析不同划分依据下，不同类别MRI的安全风险。如不同磁体类型（永磁型、常导型和超导型），不同临床使用类型（术中使用、日常扫描），不同扫描部位（专用型、全身型），不同场强（低场强、高场强），其安全风险侧重点不同。同时，如超高场MRI、低液氦／无液氦MRI、非氢核MRI、肺部应用MRI、人工智能等新技术的出现，也对监管部门上市前技术审评和上市后监管带来挑战。随着MRI技术的革新和临床应用范围的逐步扩展，加强对MRI不良事件的认知，对我国磁共振生产企业、临床机构和监管部门控制MRI相关安全风险至关重要，如何正确把握其安全风险值得关注并进行深入研究。