Wire-based sternal closure: MRI-related heating at 1.5 T/64 MHz and 3 T/128 MHz based on simulation and experimental phantom study.

إغلاق عظم القص بالأسلاك: ارتفاع درجة الحرارة المرتبط بالتصوير بالرنين المغناطيسي عند 1.5 تسلا/64 ميغاهرتز و3 تسلا/128 ميغاهرتز استناداً إلى دراسة المحاكاة ودراسة تجريبية على نموذج شبحي (فانتوم).

Clicks: 362
ID: 27242
2019
Article Quality & Performance Metrics
Overall Quality
Not rated
Combines reader engagement with the AI quality analysis. This article has not been analysed, so there is no overall score — reader engagement is measured and shown alongside.
AI Quality Assessment
Not analyzed
Readership in this journal
Steady

Ranked #6 of 13 articles by views in Magnetic resonance in medicine

Most read Least read

Bar heights use a square-root scale.

Mint this article as an NFT
Not yet minted

Create a permanent, verifiable on-chain record of this article on the Scimatic Network. The NFT is held in your Journament account, and you can withdraw it to your own wallet at any time.

5 SUSD one-off · no wallet required
Sign in to mint
Abstract
The paper investigates factors that affect the RF-induced heating for commonly used wire-based sternal closure under 1.5 T and 3 T MRI systems and clarifies the heating mechanisms.Numerical simulations based on the finite-difference time-domain method and experimental measurements in ASTM (American Society for Testing and Materials) phantom were used in the study. Various configurations of the wire-based sternal closure in the phantom were studied based on parameter sweeps to understand key factors related to the RF-induced heating. In vivo simulations were further performed to explore the RF-induced heating in computational human phantoms for clinically relevant scenarios.The wire-based sternal closure can lead to peak 1-g averaged spatial absorption ratio of 106.3 W/kg and 75.2 W/kg in phantom and peak 1-g averaged specific absorption rate of 32.1 W/kg and 62.1 W/kg in computational human models near the device at 1.5 T and 3 T, respectively. In phantom, the simulated maximum temperature rises for 15-minute RF exposure are 9.4°C at 1.5 T and 5.8°C at 3 T. Generally, the RF-induced heating will be higher when the electrical length of the device is close to the resonant length or when multiple components are spaced closely along the longitudinal direction.The RF-induced heating related to wire-based sternal closure can be significant due to the antenna effect and capacitive mutual coupling effect related to the specific geometries of devices.
تبحث هذه الورقة في العوامل التي تؤثر في التسخين المستحث بالترددات الراديوية (RF) لأسلاك إغلاق عظم القص شائعة الاستخدام في ظل أنظمة التصوير بالرنين المغناطيسي بقوة 1.5 تسلا و3 تسلا، وتوضح آليات هذا التسخين. استُخدمت في الدراسة عمليات محاكاة عددية قائمة على طريقة الفروق المحدودة في المجال الزمني (FDTD) وقياسات تجريبية في نموذج محاكاة الجمعية الأمريكية للاختبار والمواد (ASTM). كما دُرست تشكيلات وتكوينات مختلفة لأسلاك إغلاق القص في النموذج بناءً على مسح البارامترات لفهم العوامل الرئيسية المرتبطة بالتسخين المستحث بالترددات الراديوية. علاوة على ذلك، أُجريت عمليات محاكاة لظروف الجسم الحي لاستكشاف التسخين المستحث بالترددات الراديوية في نماذج بشرية حاسوبية لسيناريوهات ذات صلة سريرية. يمكن أن تؤدي أسلاك إغلاق عظم القص إلى ذروة معدل امتصاص مكاني بمتوسط قدره 1 غرام تبلغ 106.3 واط/كغم و75.2 واط/كغم في نموذج المحاكاة، وذروة معدل امتصاص نوعي بمتوسط قدره 1 غرام تبلغ 32.1 واط/كغم و62.1 واط/كغم في النماذج البشرية الحاسوبية بالقرب من الأداة عند 1.5 تسلا و3 تسلا، على التوالي. وفي نموذج المحاكاة، بلغت أقصى درجات ارتفاع محاكاة للحرارة عند التعرض للترددات الراديوية لمدة 15 دقيقة 9.4 درجات مئوية عند 1.5 تسلا و5.8 درجات مئوية عند 3 تسلا. وبشكل عام، يكون التسخين المستحث بالترددات الراديوية أعلى عندما يقترب الطول الكهربائي للأداة من طول الرنين، أو عندما تكون المكونات المتعددة متقاربة على امتداد الاتجاه الطولي. يمكن أن يكون التسخين المستحث بالترددات الراديوية المرتبط بأسلاك إغلاق عظم القص كبيراً بسبب تأثير الهوائي وتأثير الاقتران السعوي المتبادل المرتبطين بالأشكال الهندسية الخاصة لهذه الأدوات.
Reference Key
zheng2019wirebasedmagnetic Use this key to autocite in the manuscript while using SciMatic Manuscript Manager or Thesis Manager
Authors Zheng, Jianfeng;Xia, Meiqi;Kainz, Wolfgang;Chen, Ji;
Journal Magnetic resonance in medicine
Year 2019
DOI
10.1002/mrm.27963
URL
Keywords Keywords not found

Citations

No citations found. To add a citation, contact the admin at info@scimatic.org

Comments

No comments yet. Be the first to comment on this article.