Pacemaker ingen absolut kontraindikation för MR-undersökning

Magnetresonanstomografi (MR) är den främsta bildgivande metoden för bedömning och uppföljning av flera neurologiska, muskuloskeletala, torakala och abdominella sjukdomar. Oftast är det också den mest optimala metoden vid uppföljning av kronisk sjukdom hos unga patienter då MR-undersökning inte exponerar patienterna för joniserande strålning, till skillnad från datortomografi, genomlysning eller skiktröntgen [1]. År 2005 uppskattades sannolikheten till 50–75 procent för att en patient med pacemaker eller implanterbar defibrillator (ICD) under systemets livstid har klinisk indikation för en MR-undersökning [2]. Den senaste tidens MR-utveckling och forskning har bland annat visat att hjärtundersökningar är kostnadseffektiva och bidrar med viktig diagnostisk och prognostisk information med stor betydelse för patientens behandling [3, 4]. Parallellt med ett ökat behov av MR-undersökningar har den tekniska utvecklingen av konventionella pacemakerliknande system till så kallade MR-villkorliga system (Fakta 1) ökat tillgängligheten till MR för denna patientgrupp [1-3, 5]. Med pacemakerliknande system avses här pacemakrar för bradykardibehandling, implanterbar defibrillator (ICD) samt biventrikulär pacemaker för hjärtsviktsbehandling med inbyggd defibrillator (CRT-D) eller utan defibrillator med enbart pacemakerfunktion (CTR-P). Ett system består av en dosa och en eller flera elektroder.

Konventionella pacemaker- och ICD-system har traditionellt ansetts kontraindicerande för en elektiv MR-undersökning, vilket härrör från rädsla för livshotande komplikationer som ventrikelflimmer och asystoli. Dylika komplikationer kan inträffa som en indirekt följd av interaktioner mellan MR-kameran och pacemaker- eller ICD-systemet, till exempel oavsiktlig aktivering av magnetresponsfunktion eller elektrisk återställning (»power-on reset«, PoR) som båda kan orsaka förändring i inställd pacemakerfunktion [3, 5-10]. I dag finns dock omfattande litteratur som stödjer teorin att MR-undersökning av patienter med konventionella pacemaker- och ICD-system går att genomföra med låg risk för patienten om man vidtar rekommenderade åtgärder som övervakning med EKG och pulsoximetri, programmeringsåtgärder och kontroll av systemet före och efter undersökningen (Fakta 2).

Det första MR-villkorliga pacemakersystemet fick CE-märkning (Conformité Européenne) 2008, och sedan dess har utvecklingen exploderat. I dag finns godkända MR-villkorliga pacemaker- och ICD-system upp till magnetfältsstyrka på 3,0 tesla (Fakta 3) samt CRT-P- och CRT-D-system upp till fältstyrka 1,5 tesla. Således kan funktionella/fysiologiska MR-undersökningar, i vissa fall, utföras vid 3,0 tesla. MR-villkorliga system är utvecklade för att patienter ska kunna genomgå MR-undersökningar utan kliniskt betydelsefull risk om undersökningen följer specificerade villkor [11]. Vanliga villkor är begränsningar av fältstyrka, anatomiskt område eller energideposition (Fakta 3).   

Avsikten med detta arbete är att redogöra för befintliga rekommendationer gällande MR-undersökningar på patienter med konventionella och MR-villkorliga system samt att delge våra egna erfarenheter för att sprida kunskapen om att MR-undersökning kan göras tillgänglig för denna patientgrupp. Vi vill också framhäva vikten av att noggrant följa utvecklingen gällande MR-villkorliga system, för att kunna erbjuda patienter den bästa tänkbara säkerhet och diagnostik som är möjlig oavsett geografisk tillhörighet i landet.

Vetenskaplig litteratur

Fallrapporter och studier från flera översiktsartiklar har granskats [10, 12-20], vilka innefattade totalt 49 arbeten som behandlar MR-undersökning av patienter med konventionella pacemaker- och ICD-system samt CRT-P/D-system vid kliniskt relevanta fältstyrkor (1,5 och 3,0 tesla).  

Närmare 2 800 patienter med konventionella pacemakersystem har genomgått MR-undersökning vid 1,5 tesla – fördelat på ett stort antal anatomiska områden – utan allvarliga komplikationer (närmare 11 procent var pacemakerberoende). Mindre allvarliga komplikationer i form av elektrisk återställning, oavsiktlig aktivering av magnetresponsfunktionen, lägre P- och R-vågsamplituder, batteridränering, förändrade elektrodimpedanser och högre tröskelvärden har rapporterats. Vid en elektrisk återställning övergår pacemakersystemet till fabriksinställning under MR-undersökningen. Detta innebär att systemet hos en pacemakerberoende patient i stället för programmerad asynkron pacing (till exempel V00) kan återställas till ett inhiberat läge (till exempel VVI), som vid elektromagnetisk interferens under MR-undersökning kan resultera i felaktig inhibering av pacing och allvarlig komplikation i form av asystoli. I en prospektiv studie inträffade elektrisk återställning vid 3,5 procent av MR-undersökningarna, vilket resulterade i en sänkning av kammarfrekvensen eller övergående förändring av batteriets indikerade livslängd under undersökningen. Samtliga elektriska återställningar inträffade hos pacemakersystem tillverkade före år 2002 [12]. I en annan studie fann man en incidens på 15 procent (av totalt 356 MR-undersökningar av patienter med pacemakersystem) av oavsiktlig aktivering av magnetresponsfunktion, vilket resulterade i programmeringsförändring till asynkron pacing. Inga allvarliga medicinska komplikationer följde av detta [21]. 

I den granskade litteraturen har sammantaget närmare 1 000 patienter med konventionella ICD-system genomgått MR-undersökning vid fältstyrka 1,5 tesla. Hos dessa har 4 elektriska återställningar rapporterats [16, 19, 22]. Vid elektrisk återställning av ICD-system aktiveras takyterapifunktionen, och även om det är osannolikt att defibrillering inträffar i ett starkt statiskt magnetfält kan upprepade försök att ladda kondensatorn resultera i permanent skada på ICD-systemet [23, 24]. Mindre än 30 av de 1 000 patienterna (ca 3 procent) var pacemakerberoende. Många konventionella ICD-system går inte att programmera om till asynkron pacing [15], vilket är en programmeringsåtgärd för riskminimering vid MR-undersökning av pacemakerberoende patienter. Det är skälet till att flertalet studier har exkluderat pacemakerberoende patienter med konventionella ICD-system [15, 20, 25].

2014 fann man en incidens av sekundära komplikationer (Fakta 4) vid MR-undersökning med fältstyrka 1,5 tesla (exklusive torax) på närmare 12 respektive 29 procent för konventionella pacemaker- respektive ICD-system, baserat på ett underlag med 1 500 patienter (1 000 med pacemaker- och 500 med ICD-system) [19].

Vid fältstyrka 3,0 tesla har närmare 60 patienter med konventionella pacemaker- eller ICD-system genomgått MR-undersökning. Hos dessa finns ett rapporterat fall med asystoli sekundärt till asynkron pacing vid elektrisk återställning och felaktig inhibering på grund av elektromagnetiska interaktioner hos en pacemakerberoende patient. MR-undersökningen avbröts med återkomst av hjärtrytm [26].

Tidigare studier har visat att MR-undersökning på patienter med CRT-P- respektive CRT-D-system går att genomföra utan komplikationer [10]. Patientunderlaget är dock litet (närmare 100 med CRT-D och 15 med CRT-P) och åsikterna divergerande. Sammanfattningsvis anses riskerna vara högre för CRT-system på grund av större dosa och en extra elektrod i jämförelse med pacemaker- eller ICD-system [7, 17].

17 dödsfall som förmodas vara relaterade till kardiella komplikationer hos patienter med konventionella system under MR-undersökning omnämns i litteraturen. 10 fall rapporterades under slutet av 1980-talet och 6 fall under perioden 1992–2001. Det senast rapporterade fallet inträffade 2004. Vid samtliga dödsfall har patienten inte övervakats på adekvat sätt, därför saknas också avgörande bevis som kopplar dödsfallet till MR-undersökningen. I ett fåtal fall har dödsorsaken kunnat fastställas vara ventrikelflimmer. Inga dödsfall har rapporterats när patienten haft adekvat övervakning [14, 17, 23, 27]. 

Publicerade riktlinjer

European Society of Cardiology (ESC) publicerade 2013 riktlinjer för MR-undersökning av patienter med pacemaker- eller ICD-system (konventionella samt MR-villkorliga) [11]. Riktlinjerna baserades i huvudsak på arbeten av Nazarian et al [15, 28, 29].  Flera andra studier baserar sina säkerhetsprotokoll på samma arbeten [3, 6, 7, 30]. Andra publikationer definierar risknivåer för konventionella pacemaker- och ICD-system, vilka tar hänsyn till om patienten är pacemakerberoende eller inte [6, 7, 23, 31, 32].

Magnetfält, komplikationer och konsekvenser

Magnetfälten som framställer bilderna vid MR-undersökning (Fakta 3) kan på olika sätt interagera med dosan och elektroderna hos konventionella pacemaker- eller ICD-system. Tabell 1 ger en övergripande sammanfattning av elektrofysiologiska konsekvenser och komplikationer. Rekommenderade åtgärder inför, under och efter MR-undersökningen för att minska riskerna finns i Tabell 1 och sammanfattas i Fakta 2.

Konventionella system

Mindre allvarliga komplikationer. MR-undersökning av patienter med konventionella pacemaker-, ICD- och CRT-system kan vid fältstyrka 1,5 tesla genomföras med låg risk förutsatt att lämpliga försiktighetsåtgärder vidtas. Risken för uppvärmning av elektrodspets är högre vid MR-undersökning av toraxområdet och vid sekvenser med ökad mängd energidisposition från det radiofrekventa (RF) fältet till patienten [15, 22, 33]. Bristande pacing/»exit block« (sekundärt till tröskelvärdesstegring) eller bristande sensing/»undersensing« (sekundärt till minskad P/R-vågsamplitud) är indirekta komplikationer orsakade av uppvärmning av elektrodspets med efterföljande vävnadsskador. Dessa kan leda till allvarliga komplikationer som asystoli eller utebliven/felaktig ICD-intervention under eller efter avslutad MR-undersökning. Risken för detta minskas avsevärt om funktionskontroll av systemet och jämförelse med basala mätvärden genomförs direkt efter avslutad MR-undersökning samt adekvat uppföljning och omprogrammering av systemet genomförs efter behov. Sammantaget kan detta betraktas som en mindre allvarlig komplikation. Falsk inhibering kan orsakas av inducerade strömmar i elektroder från både RF- och gradientfältet [12, 22, 34]. Genom patientspecifika programmeringsåtgärder samt inaktivering av andra pacingrelaterade funktioner kan detta undvikas [15]. Vid MR-undersökning av hjärtat ska förebyggande åtgärder vidtas för att begränsa eventuella artefakter från dosa och elektrod [3].

Potentiellt allvarliga komplikationer. Kammararytmier, såsom kammartakykardier och ventrikelflimmer med hemodynamisk påverkan, kan uppstå och kräva akut behandling. Det är därför viktigt att man snabbt kan avbryta MR-undersökningen och transportera ut patienten för adekvat behandling genom omprogrammering av ICD-systemet eller genom extern defibrillering. Patienter med hjärtsvikt har beskrivits bli så försämrade i sin svikt efter att deras CRT-P-system programmerats till V00 att MR-undersökningen fått avbrytas för att möjliggöra återgång till adekvat pacing [20].

Vid elektrisk återställning (som ofta innebär övergång till kammarinhiberad pacing vid förutbestämd frekvens, till exempel VVI) med efterföljande falsk inhibering kan asystoli inträffa hos pacemakerberoende patienter. Det är därför av yttersta vikt att patienternas hemodynamiska funktion kontinuerligt övervakas med EKG och pulsoximetri samt att man i förväg har kunskap om hur det specifika systemet reagerar vid elektrisk återställning. Vid observerad elektrisk återställning ska MR-undersökningen avbrytas och lämpliga åtgärder vidtas. Frekvensen av elektrisk återställning är högre hos äldre dosor tillverkade till och med 2002 [12].

Oavsiktlig aktivering av magnetresponsfunktionen (ofta omprogrammering till asynkron pacing vid magnetfrekvensen, till exempel V00) kan inträffa när pacemaker- eller ICD-systemet exponeras för det statiska magnetfältet. Detta är omöjligt att förutse och kan inträffa när patienten tas in i MR-undersökningsrummet. Pacemaker- eller ICD-systemet kan också återgå till normal funktion (programmerad funktion inför MR-undersökning) när patienten placerats inuti MR-kameran (Fakta 1) [21, 28, 35]. Konkurrerande asynkron pacing vid magnetfrekvens hos patienter med egenrytm kan inducera ventrikelflimmer. Även om detta är mycket ovanligt ska magnetresponsfunktion, när detta är möjligt, stängas av, patientens övervakning (EKG och pulsoximetri) påbörjas före inträdet till MR-undersökningsrummet samt i förväg vara känt hur det specifika systemet reagerar vid aktiverad magnetresponsfunktion [3, 10, 21].

MR-villkorliga system. MR-undersökning av patienter med MR-villkorliga system kan genomföras utan klinisk betydelsefull risk, vid fältstyrka 1,5 och 3,0 tesla, om man följer av tillverkaren definierade förutsättningar som explicit gäller aktuell dosa och aktuella elektroder [11]. Förutsättningarna som gäller kan innebära särskilda restriktioner för MR-undersökningen, till exempel vad gäller undersökningsområde och undersökningstid. Vid MR-undersökning av hjärtat ska förebyggande åtgärder vidtas för att begränsa eventuella artefakter från dosa och elektrod [3]. Om tillräcklig klinisk indikation föreligger kan restriktionerna brytas (s k off label-användning); handläggningen av patienten bör då följa rekommendationerna för konventionellt system [33, 36].

Erfarenheter från Akademiska sjukhuset

Utarbetade rutiner. Baserat på vetenskapliga publikationer och våra egna erfarenheter har vi lokalt på Akademiska sjukhuset utarbetat riktlinjer för handläggning av patienter med pacemaker- eller ICD-system (konventionella och MR-villkorliga) remitterade för MR-undersökning. Vi följer ESC:s rekommendationer och utför alla elektiva MR-undersökningar, vid både fältstyrka 3,0 och 1,5 tesla, av patienter med pacemaker- eller ICD-system om tillräcklig klinisk indikation föreligger med hänsyn tagen till risk för patienten och diagnostisk nytta. Vi exkluderar konventionella ICD-system på grund av risken för elektromagnetisk interaktion och att flera konventionella ICD-system saknar möjlighet till asynkron pacing (används vid pacemakerberoende patienter) [15] samt hjärtundersökningar på patienter med MR-villkorliga ICD-system där dosan bedöms orsaka omfattande artefakter, vilket begränsar undersökningens bildkvalitet och därmed diagnostiska nytta.

Våra riktlinjer beskriver kommunikationsflödet mellan radiologer, röntgensjuksköterskor och kardiologer samt definierar vilken information om patienten, om aktuellt system och om undersökningen som ska meddelas. Dessutom anges rutiner för bokning av kardiologisk personal för programmering och kontroll av system inför respektive efter MR-undersökning samt för övervakning av patient under MR-undersökningen. Personalkategorin ansvarig för övervakning är beroende av fastställd risknivå. Aktuell risknivå bestäms av kardiolog och bedöms utifrån typ av system och om patienten är pacemakerberoende eller inte. Då antalet MR-villkorliga system i dag är ca 80 har vi generaliserat respektive systems undersökningsspecifika restriktion i så stor utsträckning som möjligt för att underlätta kommunikationsflödet till personalen vid MR-kameran. Vi arbetar aktivt med att uppdatera våra riktlinjer, granska marknaden för nya MR-villkorliga system samt undersöka den senast publicerade vetenskapliga litteraturen efter nya rön. 

Erfarenhet. På Akademiska sjukhuset har vi genomfört närmare 50 undersökningar av patienter med pacemakersystem, 4 av patienter med ICD-system och 1 av patient med CRT-D-system, där samtliga varit MR-villkorliga. Två MR-undersökningar har genomförts av patienter med konventionella pacemakersystem. Bland dem som genomgått MR-undersökning har vi inte haft några komplikationer. Ett väletablerat samarbete mellan berörda kliniker och välformulerade riktlinjer möjliggör genomsnittligt ungefär 2–3 MR-undersökningar i denna patientgrupp per månad, baserat på siffror från 2016. Vi märker tydligt av ett ökat inflöde av remisser.

Konklusion

Detta arbete sammanfattar i stora drag den befintliga vetenskapliga litteraturen som beskriver MR-undersökning av patienter med konventionella och villkorliga pacemakerliknande system. Vi kan konkludera att vi med användning av gällande ESC-riktlinjer inte haft några komplikationer under MR-undersökning av patienter med pacemaker-, ICD-, eller CRT-system i vår verksamhet.

Baserat på tillgänglig kunskap och vetenskapliga publikationer vill vi poängtera att MR-undersökning på patienter med konventionella pacemaker- eller ICD-system inte längre bör definieras som kontraindicerad. Det är i stället en möjlig diagnostisk metod vid tillräckligt stark klinisk indikation, där hänsyn tas till risk och den diagnostiska nyttan och där ovan beskrivna åtgärder före, under och efter undersökningen utförs för att minimera risken för komplikationer. MR-undersökning på patienter med MR-villkorliga system bör genomföras i större utsträckning än i dag på sjukhus med adekvat kompetens. Sammantaget är det av ytterst stor vikt att patienternas hemodynamiska funktion kontinuerligt övervakas med EKG och pulsoximetri av kardiolog redan innan patienten tas in i MR-undersökningsrummet. Tillgång till extern defibrillator samt kännedom om hur det specifika pacemaker- eller ICD-systemet reagerar vid elektrisk återställning och vid oavsiktlig aktivering av magnetresponsfunktion krävs. Vid observerade händelser och då behov föreligger ska MR-undersökningen avbrytas och lämpliga åtgärder vidtas.

Vi vill också betona vikten av samarbete mellan professioner inom sjukvården för hantering av denna patientgrupp samt framhålla angelägenheten av att vara lyhörd för utvecklingen av MR-villkorliga system så att patienter inte nekas viktiga diagnostiska undersökningar på felaktiga grunder.

Läs även: Författarintervju med Markus Fahlstöm