Modeling RF heating of active implantable medical devices during MRI using safety index

5MR görüntüleme güvenli bir görüntüleme tekniği olarak bilinmektedir. Fakatkalp pili ve derin beyin uyarıcıları gibi tıbbi elektronik üreteçler taşıyan hastalariçin tehlikeli olabilir. Bunun temel nedeni elektronik üreteçlerin kablolarındabulunan elektrotların radyo frekans (RF) dalgalar nedeniyle ısınmasıdır.Geçmişte bu problem insan modelleri, hayvanlar ve insanlar üzerinde yapılandeneylerle analiz edilmiştir. Ancak bu üreteçlerin elektrotlarında meydana gelensıcaklık artışı teorik olarak analiz edilmemiştir. Bu tezde, üreteçlerin güvenlikindeks'ini yaklaşık olarak hesaplayan basit bir formül türetilmiştir. Güvenlikindeks'i vücutta üreteç varken meydana gelen sıcaklık artışının, üreteç olmadığızaman dokuda depolanan birim enerjiye oranı olarak tanımlanmaktadır.Bu amaçla, analitik çeyrek evre kuş kafesi sargı modeli geliştirilmiş vevücuda boylamsal düşen elektrik alan dağılımı aşağıdaki gibiformülleştirilmiştir:E z ( R) = − ω µ H − Rbu formülde ω açısal frekansı, µ dokunun manyetik geçirgenliğini, H- RFmanyetik alanın sol el kuralına göre dönen bileşenini ve R vücudunmerkezinden olan radyal uzaklığı simgelemektedir. Bu formül simulasyonlar vevinsan modeli deneyleriyle sorgulanmıştır. Bu modelin analitik, simulasyon vedeney sonuçları büyük oranda uyuşmaktadır.Bu formülasyona dayanarak kısa kablolu elektronik üreteçlerin Güvenlikİndeks (Gİ) formülü aşağıdaki gibi türetilmiştir:∆Tmax 1 2Rl + Ae jθSI = = f ( Dv)SARpeak 2α ct Rb2Bu formülde ∆Tmax dokudaki maksimum sıcaklık artışını, SARpeak vücutta üreteçyokken biriken maksimum gücü, α dokudaki yayılma gücünü, ct dokununsıcaklık kapasitesini, Rb vücudun yarı çapını, R vücudun merkezinden olanradial uzaklığı, l üretecin kablo uzunluğunu, A kablonun eğrilik alanını, θüretecin kablo eğrisinin radyal eksenle yaptığı açıyı ve f(Dv) elektrot çapına veperfüzyona bağlı olan perfüzyon düzeltme faktörünü simgelemektedir. Güvenlikindeks formülü simulasyonlarla test edilmiştir. Simulasyon sonuçları teorikgüvenlik indeks formülünün yaklaşık olarak kısa kablolu üreteçlerin RF ısınmaproblemini açıkladığını göstermiştir.Bu tezde türetilen güvenlik indeks formülü kısa kablolar için geçerlidir.Uzun kablolar için olan formül üzerinde çalışmalar devam etmektedir. Kısakablolarla elde edilen sonuçlar üreteçleri olan hastaların güvenliği içingenellenemese de, inanıyoruz ki bu çalışma bu hastaların güvenliği içinyapılacak olan çalışmalara öncü nitelik taşımaktadır. Güvenlik indeksinigüvenlik ölçütü olarak kullanmak, MR tarayıcının tahmin ettiği vücutta üreteçyokken depolanan gücü kullanarak hesaplandığı için elektronik üreteçleri olanhastaların güvenliğini sağlamak açısından oldukça faydalıdır. Bu formülasyongüvenlik indeksini güvenlik ölçütü olarak almanın ne kadar faydalı olduğunugöstermek açısından elektronik üreteçlerin RF ısınması üzerine yapılan ilkçalışmadır.Anahtar Kelimeler: MR Görüntüleme, RF Isınma, Elektronik Üreteçler, RFGüvenlik, Güvenlik İndeksi, Çeyrek Evre Kuş Kafesi Sargısı.vi