ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ НАГРЕВА ФЕРРОМАГНИТНЫХ ОБЪЕКТОВ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ МАГНИТНО-РЕЗОНАНСНОЙ ТОМОГРАФИИ

Васильев Ю.А., Семенов Д.С., Яцеев В.А., Ахмад Е.С., Петряйкин А.В., Марусина М.Я., Васильева Ю.Н. Экспериментальное исследование нагрева ферромагнитных объектов при проведении магнитно-резонансной томографии // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2019. Т. 19. № 1. С. 173–179. doi: 10.17586/2226-1494-2019-19-1-173-179

Предмет исследования. Магнитно-резонансная томография – один из востребованных методов медицинской визуализации, основанный на явлении ядерного магнитного резонанса. Несмотря на отсутствие ионизирующего излучения, существуют некоторые факторы риска для пациента, один из которых вызван наличием в организме пациента металлоконструкций. Исследован тепловой процесс, возникающий при проведении магнитно-резонансного исследования пациентам, имеющим в организме ферромагнитные объекты. Методика эксперимента. Исследование нагрева поверхности металлических объектов проводилось с использованием оптоволоконных датчиков. Разработан фантом, на котором были закреплены исследуемые объекты из разных материалов: сталь, феррит, латунь, неодимовый магнит. Для получения максимально возможного нагрева были выбраны соответствующие условия сканирования с максимально возможным удельным коэффициентом поглощения. Основные результаты. Представлены результаты измерения нагрева материалов. Показано, что температура всех объектов увеличилась в диапазоне от 2,5 до 4,0 °С за общее время сканирования 90 минут, тогда как температура за пределами данных объектов не изменилась. При этом ни для одного из объектов не наблюдался нагрев, превышающий ограничение в 1 °С за 6 минут. Практическая значимость. Результаты исследования могут быть применены при разработке и идентификации математических моделей теплопереноса в рамках комплексного обеспечения безопасности пациента в кабинете магнитно-резонансной томографии. Кроме того, они открывают перспективу расширения показаний к проведению магнитно-резонансного исследования у пациентов с металлическими инородными телами, которые нуждаются в данном виде диагностики (без учета других рисков – механического смещения, ухудшения визуализации).

1. Kim S.J., Kim K.A. Safety issues and updates under MR environments // European Journal of Radiology. 2017. V. 89. P. 7–13. doi: 10.1016/j.ejrad.2017.01.010
2. ICNIRP. Guidelines for limiting exposure to electric fields induced by movement of the human body in a static magnetic field and by time-varying magnetic fields below 1 Hz // Health Physics. 2014. V. 106. N 3. P. 418–425. doi: 10.1097/hp.0b013e31829e5580
3. Glover P.M. Interaction of MRI field gradients with the human body // Physics in Medical Biology. 2009. V. 54. N 21. P. R99–R115. doi: 10.1088/0031-9155/54/21/R01
4. Formica D., Silvestri S. Biological effects of exposure to magnetic resonance imaging: an overview // BioMedical Engineering Online. 2004. V. 3. P. 11. doi: 10.1186/1475-925X-3-11
5. Kanal E. et al. ACR guidance document on MR safe practices: 2013 // Journal of Magnetic Resonance Imaging. 2013. V. 37. N 3. P. 501–530. doi: 10.1002/jmri.24011
6. Eshed I. et al. Is magnetic resonance imaging safe for patients with retained metal fragments from combat and terrorist attacks? // Acta Radiologica. 2010. V. 51. N 2. P. 170–174. doi: 10.3109/02841850903376298
7. Martinez-del-Campo E. et al. Magnetic resonance imaging in lumbar gunshot wounds: an absolute contraindication? // Neurosurgical Focus. 2014. V. 37. P. E13. doi: 10.3171/2014.7.focus1496
8. Dedini R.D. et al. MRI issues for ballistic objects: Information obtained at 1.5-, 3- and 7-Tesla // Spine Journal. 2013. V. 13. N 7. P. 815–822. doi: 10.1016/j.spinee.2013.02.068
9. Panych L.P., Madore B. The physics of MRI safety // Journal of Magnetic Resonance Imaging. 2018. V. 47. N 1. P. 28–43. doi: 10.1002/jmri.25761
10. Woods T.O. Guidance for Industry and FDA Staff Establishing Safety and Compatibility of Passive Implants in the Magnetic Resonance (MR) Environment. U.S. Food Drug Adm. 2014. 7 p.
11. Feng D.X. et al. Evaluation of 39 medical implants at 7.0T // The British Journal of Radiology. 2015. V. 88. N 1056. P. 20150633. doi: 10.1259/bjr.20150633
12. Mattei E. et al. Impact of capped and uncapped abandoned leads on the heating of an MR-conditional pacemaker implant // Magnetic Resonance in Medicine. 2015. V. 73. N 1. P. 390–400. doi: 10.1002/mrm.25106
13. Muranaka H., Horiguchi T., Usui S. et al. Dependence of RF heating on SAR and implant position in a 1.5T MR system // Magnetic Resonance in Medical Sciences. 2007. V. 6. N 4. P. 199–209. doi: 10.2463/mrms.6.199
14. Shellock F.G. Radiofrequency energy-induced heating during MR procedures: a review // Journal of Magnetic Resonance Imaging. 2000. V. 12. N 1. P. 30–36.

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License