Analysis of current induction on thin conductors inside the body during mri scan

Bu tezin amacı Manyetik Rezonans Görüntüleme (MRG) sırasında vücudun içindeki ince iletken yapılar üzerinde oluşan akımları analiz etmek için değiştirilmiş iletim hattı metoduna (MoTLiM) dayalı bir yöntem geliştirmektir. Vücuda yerleştirilebilen aktif tıbbi cihazlar modellenmiş ve bu cihazların radyo frekans alanları ile etkileşiminden kaynaklı doku ısınma problemi incelenmiştir. Ardından, MoTLiM kullanılarak toroidal alıcı verici anten kullanıldığında kılavuz teller üzerinde oluşan akımlar incelenmiştir. İlk olarak vücuda yerleştirilen implant tellerinin MoTLiM parametrelerini ölçmek için devre çözümletici ölçümlerinin kullanıldığı bir yöntem geliştirilmiştir. Daha sonra darbe üretgeç kılıfı ve elektrot kısımları voltaj kaynağı ve empedans olarak modellenmiştir. Voltaj kaynağı ve empedans değerleri MoTLiM ve momentler metodu (MoM) benzetimleri beraber kullanılarak bulunmuştur. Bu modelin geçerliliğini test etmek için MoM benzetimleri ve MR deneyleri kullanılmıştır. Teller üzerinde oluşan akımlar önerilen modeller ve MoTLiM kullanılarak çözülmüştür. Bu çözümler MoM benzetimlerinden elde edilen sonuçlarla karşılaştırılmıştır. Sonrasında elektrot tele bir indüktör ile bağlanmıştır. Farklı indüktör değerleri için elektrot üzerinde harcanan güç MoTLiM ve önerilen model kullanılarak hesaplanmıştır. Harcanan güç sonuçları MoM benzetimlerinden elde edilen özgül soğurma hızı değerleriyle karşılaştırılmıştır. Sonrasında önerilen devre modelleri MR deneyleri ile test edilmiştir. Darbe üretgeç kılıfını test etmek için çıplak tel kılıfa bağlanarak tekdüze jelden yapılan doku modeli içerisine yerleştirilmiştir. Tel uzunluğu değiştirilerek tel ucundaki sıcaklık artışı ölçülmüştür. ölçülen durumlar için tel ucudaki güç MoTLiM ve devre modeli ile hesaplanmıştır. Elektrot modelinin testi için ise elektrot çıplak tele indüktör ile bağlanarak jel doku modelinin içerisinde MR cihazına yerleştirilmiştir. İndüktör değeri değiştirilerek elektrot ucundaki sıcaklık artışı ölçülmüştür. Aynı durumlar için elektrotta harcanan güç önerilen modelle hesaplanmıştır. İkinci olarak kılavuz telleri üzerlerinde oluşan akımların iletim hatlarındaki akımlara olan benzerliğinden faydalanarak kılavuz teller MoTLiM ile modellenmiştir. Yalıtımlı klavuz teller üzerindeki akımlar çözülmüştür ve etraflarında oluşan B1 manyetik alan hesaplanmıştir. Kılavuz tellerin uç kısmını soymanın uç görünürlüğünü üzerindeki etkisi incelenmiştir. Soyulmuş ve yalıtımlı tel sınırında manyetik alanda artış olduğu gösterilmiştir. Daha sonra kılavuz tel için karakteristik empedans tanımlanmiştir. Telin vücuda girdiği noktadaki empedans hesaplanmiştir ve bu empedansın karakteristik empedansa ulaştığı durumlarda tel görünürlüğünün yok olduğu elektromanyetik benzetimler ile gösterilmiştir. Son olarak da, eksendeş iletim hattı aparatı ile yapılan ölçümleri test etmek için MoTLiM tabanlı bir yöntem kullanılmıştır. Bu yeni yöntem doku modeli içerisindeki tellerin MR çekimi sırasında ısınmaya neden olmasından faydalanmaktadır. Bu ısınma, doku modelinin elektriksel özelliklerine bağlıdır. Tel uzunluğu ile ısınma arasında bir formül elde edilmiştir. Bu formül aynı zamanda doku modeli elektriksel özelliklerini de barındırmaktadır. Tel uzunluğu değiştirilerek yapılan ölçümlere bu formül uygulanarak doku modeli elektriksel özellikleri bulunmuştur ve iki yöntemden elde edilen sonuçlar karşılaştırılmıştır. Sonuç olarak bu tezde vücuda yerleştirilebilen aktif tıbbi cihazların radyo frekans güvenliğini incelemek için bir model geliştirilmiştir. Aynı model kılavuz tellerin güvenliği için de kullanılabilir. Ayrıca bu modelin kılavuz tellerin MRI çekimi sırasındaki görünürlürlüğünün analizinde de kullanılabilineceği gösterilmiştir. Son olarak da geliştirilen model doku modeli olarak kullanılan jellerin elektriksel özelliklerini ölçmek için kullanılmış ve daha önce geliştirilmiş olan eksendeş iletim hattı aparatı test edilmiştir.