金属と磁石の遭遇：MRIにおけるインプラントの安全性

このセッションを紹介すると、ESR放射線医学MR安全性と品質サブコミッティーのサイモーネ・ブゾーニ博士は、MRI環境が複雑であり、誤った取り扱いがもたらす結果が深刻であることを明確に示した。組織の温度上昇から、飛翔体効果による機器の損傷に至るまで、さまざまな影響が生じ得るという。¹ 最近のESR調査² は、この課題の規模を強調している。回答した病院のおよそ12%で、過去5年間にインプラント関連の事故が複数回発生しており、約3分の2近くが既存のMR安全ガイドラインを把握していないと報告している。さらに、心臓条件付きデバイスを有する患者のうち、実際には安全で適切とされるにもかかわらず、撮像されている患者は60-70%にすぎない。『リスクを過小評価することはできない。そうすればMRI検査の恩恵を受けられない患者が出てくる可能性がある一方で、過度に楽観的に見積もることも事故やインシデントを招く可能性がある』とブゾーニはジレンマを説明した。

Safety walkthrough – from bore entry to active sequence

ウィーン医科大学の放射線学教授シーグフリート・トラットニグは、インプラントを有する患者の頻度が高まっていることを指摘した。『これは本当に重要なテーマです』と彼は述べた。専門家は聴衆を、MRI検査のさまざまな段階に伴うリスクの筋道を案内した。患者がボアに入る前、MRIスキャナー内部、そしてアクティブシークエンス中のそれぞれの段階には、異なる物理的力が作用し、並進引力、トルク、ラジオ波（RF）加熱、勾配誘起振動が含まれ、それぞれを個別に検討する必要がある。

これらの影響は、インプラントが関与するとさらに複雑さを増す。『MR Safe』と『MR Unsafe』のラベルは比較的分かりやすいが、指定された条件下でのみ安全とされるデバイスに適用される「MR Conditional」は、受動的インプラント（例：動脈瘤クリップ、ステント、股関節プロテーゼなど）に最も一般的な分類であり、同時に最も曖昧さを含む分類でもある。これらのインプラントに付随する条件には、場の強さの制限、空間的場勾配、エネルギー沈着率などが含まれることがある。これらの条件はインプラント製造業者によって定義され、MR運用の安全性に直結するため、それに従うことが不可欠であるとトラットニグは強調した。

条件が直線的でないインプラントも少なくない。自己膨張型ステント、磁性の成長棒、整形外科領域で使用される外固定具などは、検証や管理が難しい非常に特異な要件を伴うことがある。ベンダー提供の場の地図はここで不可欠な資源であり、Phlips、GE Healthcare、Siemens Healthineers のソフトウェアツールは、インプラント固有のパラメータを手動で入力し、臨界領域を視覚的に示すことでさらに支援する。インプラントを日常的に撮像するチームにとって、トラットニグは実務的なヒントを挙げた。『このような患者を大量に扱う場合は、自分たちのアーカイブを作成しておく価値がある。』

Implant-related artifacts and how to handle them

多くのインプラントは、MR撮像における潜在的な安全性の問題であるだけでなく、画像品質を大きく損なう可能性があると、ロッテルダムのエラスムスMC 医療センターの運動器画像診断教授エドウィン・オイ博士は指摘した。これは特に、デバイス自体が病理の源となる場合—例えばインプラント関連感染、偽腫瘍形成、無菌性遊離、神経圧迫など—において重要となる。^3,4

インプラントの材料、サイズ、位置、幾何学的複雑さによって、MRI信号はさまざまな形で歪む。オイは三つの主な影響を例示した：

• 信号喪失と信号蓄積──それぞれ過度に暗い領域と明るい領域として現れる。幾何学的に単純なインプラントでは、所謂四葉のクローバー効果として現れることがある。
• 幾何学的歪み──空間信号エンコードの不具合の結果として生じる。
• 脂肪抑制の失敗。「骨髄浮腫や軟部組織浮腫を探す際に問題となり、見逃す可能性がある」とオイは警告した。

低磁場強度の使用はこれらの影響を緩和することが示されているが⁷、0.55Tスキャナーの可用性は限られており、信号対雑音比とアーチファクト低減の現実的な折衷案として1.5T MRIが最良の妥協点となると専門家は指摘した。画質は、シーケンスの種類、帯域幅、スライス厚、マトリクスサイズ、エンコーディング方向などの調整によっても向上する。最も要求の厳しいケースでは、SEMAC、MAVRIC、O-MAR などの3Dマルチスペクトルイメージング技術を含む高度な金属アーチファクト低減シーケンスが、インプラントに隣接する組織の視認性を大幅に改善できる。これらのシーケンスは現在広く利用されており、さらに改善されつつあるが、トレードオフも伴う。撮像時間は長くなり、通常のシーケンスと比べて全体的な画質が低下する場合があり、組織の過熱が増加し、いくつかの画像重み付けでは利用が制限される。実務では、オイはこれらを標準シーケンスと組み合わせて用いることを推奨した。インプラントから離れた部位には、標準シーケンスが十分に適している場合が多い。

From label to patient: the radiographer’s role

最終発表は、セッションのテーマを臨床実践の日常へと持ち込んだ。MR安全性の専門知識を持つ放射線技師であるクリストス・ツィオツィオス、MScは、課題を簡潔に整理した。『インプラントを単に特定するだけでなく、条件を解釈し、患者の安全を損なうことなくワークフローの効率を維持することが重要だ。』これを実現するため、彼は同僚に対して、いかなる“MR Conditional”ラベルにも付された具体的なDo’s and Don’tsに細心の注意を払うよう促した。『1.5テスラと表示されたインプラントでも、低磁場・高磁場のいずれかで自動的に安全とは限らない。あるいは、患者が肩の検査で中心から外れて配置されている場合、インプラントは製造業者の specification よりも高い空間勾配を受ける可能性がある。』高リスクの受動インプラントについては、RF曝露の測定を具体的吸収率（SAR）ではなく、B1+rms 指標で行うべきだと提案し、実際に供給されるRF場を患者に依存せず一定の指標として提供できると説明した。

インプラントについての知識が少ないほど、放射線技師はより慎重になる必要があるとツィオツィオスは助言し、自身のアプローチを「識別のピラミッド」と呼んだ。金標準としてインプラントカードと製造元のウェブサイトを出発点とし、次に電子カルテ、手術ノート、MRIsafety.com や MagResource.com などの専門データベース、過去の画像、そして最終的には平凡なX線写真またはCTへと順次検討していく。極めて重要なのは、『過去のMRIは将来のMRI検査の患者安全をいかなる形でも保証するものではない』という点である。専門家は頭蓋内の動脈瘤クリップを特に懸念されるカテゴリとして挙げ、特定の製造元・モデル・タイプが確認されるまでは撮像を進めてはならず、誤りの結果は致命的になりうると警告した。未知の受動インプラントの場合、監督医、放射線技師、医用物理学者の協働による方針が必要だと提案した。

今後に向けて、専門家は電子カルテと過去の画像を分析して事前のインプラント識別を支援する人工知能の可能性についても論じた。すでに研究はAIの精度を80％超と報告するものがある。これらのAIシステムはワークフローの効率化とMRI安全性の向上に有望だが、データプライバシーと検証の課題があり、人の監督が不可欠だと結論づけた。『ラベルは限界を示すが、臨床チームが患者の安全を保証する。』

プロフィール

Dr Simone Busoni は、イタリア・フィレンツェのCareggi University HospitalのUOC Medical Physics部門に勤務する上級医用物理学者で、同病院におけるLevel III 放射線防護専門家の資格を有している。彼はMRI安全性に関するPolicy Statement 14を改訂するEFOMP作業部会の共同調整者を務め、ESR放射線科MR安全性と品質サブコミッティーの一員でもある。

Prof. Siegfried Trattnig は、オーストリア・ウィーン医科大学の放射線学教授で、高磁場MRIを専門とする。2000年以降、ウィーン大学の高磁場MR研究用スキャナーの医療ディレクターを務め、2003年の創設以来、同大学の高磁場MRセンター・オブ・エクセレンスのディレクターでもある。放射線学、整形外科、MR画像診断の主要な国際学会の委員会に50超の委員を務め、 ESRの研究委員会理事、ESRのEuropean Imaging Biomarker Allianceの会長、ISMRM Musculoskeletal Study Groupの会長、ESMRMBのMRI Schoolのディレクターなどの役職を歴任した。7つの査読付きジャーナルの編集委員を務め、PubMedに掲載された論文は500件超、書籍章は24章に及ぶ。

Edwin H.G. Oei, MD, PhD, は、オランダ・ロッテルダムのエラスムスMC、放射線科・整形外科・核医学部門の整形画像診断准教授兼セクション長。エラスムスMCの高度整形外科画像研究グループ（ADMIRE）の主任研究者として、多パラメトリックMRI、CT、超音波による病変関節の画像診断の研究を推進。大規模臨床・集団ベース研究における新規MR技術の技術開発、検証、臨床実装を担当している。

Christos Tsiotsios, MSc, は、キプロス・リマソルのMarkides MRI and Diagnostic Imaging の放射線技師部門長、欧州キプロス大学の客員講師を務める。MR安全性に特化し、臨床放射線撮影実践における受動インプラントの実務的管理に重点を置いている。

References: 

1. Nordin LE, Åberg K, Kihlborg J et al.: ESR Essentials: basic physics of MR safety—practice recommendations by the European Society for Magnetic Resonance in Medicine and Biology; European Radiology 2024  
2. European Society of Radiology (ESR): The European MR safety landscape; Insights into Imaging 2024  
3. Pogliacomi F, Schiavi P, Calderazzi F et al.: Is there a relation between clinical scores and serum ion levels after MoM-THA? One year results in 383 implants; Acta Biomedica 2020  
4. Bruschetta A, Palco M, Fenga D et al.: How to Manage Metallosis: A Retrospective Cohort Analysis after Revision Hip Surgery; Journal of Clinical Medicine 2023  
5. Feuerriegel GC, Sutter R: Managing hardware-related metal artifacts in MRI: current and evolving techniques; Skeletal Radiology 2024  
6. Kim Yj, Yoon D, Song SO, Lee S, Choo HJ, Ryu J: Metal Artifacts in Postoperative Spine MRI: Strategies and Limitations; Investigative Magnetic Resonance Imaging 2025  
7. Luitjens J, Ziegeler K, Yoon D et al.: Improved metal suppression using new generation low-field MRI: a biophantom feasibility study; Skeletal Radiology 2024  
8. Aboelmagd S, Malcolm P, Toms A: Magnetic resonance imaging of metal artifact reduction sequences in the assessment of metal-on-metal hip prostheses; Reports in Medical Imaging 2014  
9. Ziegeler K, Yoon D, Hoff M, Theologis AA: Metal Suppression Magnetic Resonance Imaging Techniques in Orthopaedic and Spine Surgery; Journal of the American Academy of Orthopedic Surgeons 2025  
10. Klucznik RP, Carrier DA, Pyka R, Haid RW: Placement of a ferromagnetic intracerebral aneurysm clip in a magnetic field with a fatal outcome; Radiology 1993  
11. Valtchinov VI, Lacson R, Wang AW, Khorasani R: Comparing Artificial Intelligence Approaches to Retrieve Clinical Reports Documenting Implantable Devices Posing MRI Safety Risks; Journal of the American College of Radiology 2020