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2015 年度 実績報告書

体内埋め込み型医療機器のMR安全性評価のためのFDTDによる電磁界・温度解析

研究課題

研究課題/領域番号 25350583
研究機関神戸大学

研究代表者

熊本 悦子  神戸大学, 学内共同利用施設等, 教授 (00221383)

研究分担者 黒田 輝  東海大学, 情報理工学部, 教授 (70205243)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワード磁気共鳴診断装置 / MR安全性 / 電磁界解析 / 温度解析 / 体内埋め込み型医療機器 / FDTD / 有限要素法
研究実績の概要

本研究は,ペースメーカなどの埋め込み型医療機器が体内に埋め込まれている場合の磁気共鳴診断装置の勾配磁場やRF磁場により誘発される体内の電磁界を解析し,コンピュータシミュレーションに基づくMR安全性評価を行うことを目指している.
本年度は昨年度に引き続き,人体モデル(Duke, Virtual Population, IT’IS Foundation)にチタン合金のMR対応型心臓ペースメーカを埋め込み,直径2mmのリードで設置したモデルに対し,頭部撮像におけるペースメーカ付近の勾配磁場およびRF磁場による電磁界分布を導出した.当初,FDTDにより時間領域での解析を進める予定であったが,想定される勾配磁場の周波数が小さく,現在の勾配磁場の印可条件では,時間領域でのシミュレーションは,適さないと判断し,FEMによる電磁解析をさらに続けることとした.同時に,RF磁場による電磁解析も行った.勾配磁場は,スルーレート40mT/mとし,周波数を50Hzから20,000Hzとして有限要素法による電磁解析を行い,さらにビオ・サバールの法則にしたがって温度解析を行った.RF磁場に対しては,3.0T MRIで,頭部コイルを用いた撮像を想定し,電磁解析をおよび温度解析を行った.頭部撮像を想定した場合のSARは,RFでは,下顎部で最大(8.6x10-4W/Kg)となり,勾配磁場ではペースメーカ付近で最大(2.4x10-9)となった.また,勾配磁場による温度上昇は,300Hzを超えると2度以上の上昇となるが,現在使用されているEPIの勾配磁場は100Hz以下であり,人体への発熱による影響は微小であるとの知見を得た.

備考

ISMRM 23th Scientific Meeting, Poster Award, magna cum laude受賞, Horinouchi Shogo, "Comparison of gradient induced heating around an active implantable medical device".

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2016 2015

すべて 学会発表 (6件) (うち国際学会 1件、 招待講演 4件)

  • [学会発表] ASTM及びISO基準に基づく体内埋込型医療機器のMR安全性評価の考え方2016

    • 著者名/発表者名
      黒田輝
    • 学会等名
      日本磁気共鳴医学会第21回「MRI安全性の考え方」講演会
    • 発表場所
      全国町村会館
    • 年月日
      2016-03-25
    • 招待講演
  • [学会発表] 条件付きMR対応植込み型不整脈治療デバイスにおける撮像条件の意味と効果2016

    • 著者名/発表者名
      黒田輝
    • 学会等名
      日本不整脈心電学会 第8回植込みデバイス関連冬季大会
    • 発表場所
      北九州国際会議場
    • 年月日
      2016-02-05 – 2016-02-07
    • 招待講演
  • [学会発表] 体内埋込み型医療機器のMR 安全性の考え方2015

    • 著者名/発表者名
      黒田輝
    • 学会等名
      第2回MR 医療安全セミナー
    • 発表場所
      愛媛大学医学部付属病院
    • 年月日
      2015-11-28
    • 招待講演
  • [学会発表] ASTM及びISO基準に基づく体内埋込型医療機器のMR安全性評価の考え方2015

    • 著者名/発表者名
      黒田輝
    • 学会等名
      日本磁気共鳴医学会第20回「MRI安全性の考え方」講演会
    • 発表場所
      東北大学医学部
    • 年月日
      2015-11-21
    • 招待講演
  • [学会発表] 体内埋め込み型医療機器のMR安全性ー人体モデルに対するRFおよび購買磁場の発熱シミュレーションー2015

    • 著者名/発表者名
      熊本悦子,堀之内省吾,黒田輝
    • 学会等名
      第43回日本磁気共鳴医学会大会
    • 発表場所
      東京ドームホテル
    • 年月日
      2015-09-10 – 2015-09-12
  • [学会発表] Comparison of gradient induced heating around an active implantable medical device2015

    • 著者名/発表者名
      Horinouchi, Shogo, Kumamoto, Etsuko, Kuroda, Kagayaki
    • 学会等名
      Int. Soc. of Magnetic Resonance Medicine (ISMRM) 23th Scientific Meeting
    • 発表場所
      Tronto, Canada
    • 年月日
      2015-05-30 – 2015-06-05
    • 国際学会

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公開日: 2017-01-06  

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