一个局部修改的幻影模型用于评估MRI下骨科植入物的最坏情况下的加热配置

科学领域:

• 生物医学工程 生物医学工程
• 医学成像物理 医学成像物理
• 整形外科设备的安全性

背景情况:

• 骨科植入物可以在磁共振成像 (MRI) 过程中带来加热风险.
• 准确评估最糟糕的加热情景对于患者安全和MR条件标签至关重要.
• 现有的幻影模型可能不能完全代表植入物,骨和射频场之间的复杂相互作用.

研究的目的:

• 开发和验证局部修改的幻影模型,以数值评估MRI下骨科植入物最坏情况的配置.
• 为了将拟议的幻影模型与美国材料测试协会 (ASTM) 标准的幻影模型进行比较,用于评估射频 (RF) 诱导的加热.
• 为了提高预测骨科植入物中RF诱导加热的准确性,以改进MR条件标签.

主要方法:

• 根据ASTM标准开发一个修改后的幻影模型,采用和皮层骨材料.
• 对三个骨科植入物家族的最坏情况配置的数值评估:金属棒,钉和螺丝系统,板和螺丝系统.
• 在人体模型中使用峰值特定吸收率 (SAR1g) 评估RF诱导的加热,确定了最坏情况下的配置.

主要成果:

• 拟议的幻影模型预测了与ASTM幻影相比,完全嵌入骨的植入物 (杆,钉/螺丝系统) 的高峰SAR1g值.
• 对于主要位于骨外的植入物 (板/螺丝系统),类似的最坏情况配置导致人体模型中微不足道的SAR1g变化.
• 该研究确定了在开发的幻体内不同类型的植入物中特定的最坏情况配置.

结论:

• 与标准ASTM幻影相比,本地修改的幻影模型提供了更准确的预测,用于骨科植入物的最坏情况下的RF诱导加热.
• 这种改进的预测能力对于准确的MRI条件标记骨科植入物至关重要.
• 这些发现有助于提高在涉及有骨科植入物患者的MRI手术期间的患者安全性.