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Begrenzung von Messfeldkorrekturen bei hohen Messfehlern

IP.com Disclosure Number: IPCOM000035574D
Published in the IP.com Journal: Volume 5 Issue 2 (2005-02-25)
Included in the Prior Art Database: 2005-Feb-25
Document File: 2 page(s) / 37K

Publishing Venue

Siemens

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Abstract

Bei der medizinischen kernspin-tomografischen Anwendung (Magnet-Resonanz-Tomografie, MRT) wird der Patient einem hochfrequenten elektromagnetischen Feld (HF-Feld) ausgesetzt, welches die Auslenkung der zur Signalerzeugung betrachteten Kernspins bewirkt. Ein unvermeidbarer Nebeneffekt ist dabei, dass der Patient Leistung aus dem HF-Feld absorbiert. Die absorbierte Leistung fuehrt zu einer Erwaermung des Gewebes, welche es zu beschraenken gilt. Das Ausmass der Absorption haengt von verschiedenen Groessen ab; insbesondere sind auch patientenindividuelle Eigenschaften massgeblich. Sowohl Messerfahrungen als auch Simulationsrechnungen mit realistischen Voxelmodellen (Rechenmodelle, welche einen realen Koerper durch kleine Wuerfel nachbilden) zeigen, dass die absorbierte Leistung um bis zu einem Faktor drei variieren kann. Massgebliche patientenspezifische Parameter sind hier die Leitfaehigkeit, die Permeabilitaet und die bestrahlte Flaeche, welche von der Groesse, der Masse und der Gestalt sowie der anteiligen Zusammensetzung von Fett- und Muskelgewebe des Patienten abhaengen. Die Leistung kann nur ausserhalb des Patienten gemessen werden. Da die verwendeten HF- Sendespulen (insbesondere die Ganzkoerperspule) nicht unerhebliche Eigenverluste aufweisen, muessen diese von der Eingangsleistung der Spule abgezogen werden, um die vom Patienten absorbierte Leistung zu erhalten. Je nach Patient und/oder Lagerung kann es allerdings Situationen geben, bei denen die tatsaechlich vom Patienten absorbierte Leistung im Verhaeltnis zur Verlustleistung der Spule sehr klein ist (z.B. Kleinkind in der Ganzkoerperspule, Erwachsener in Kopfposition relativ zur Ganzkoerperspule). Speziell in diesen Faellen fuehrt die Betrachtung des unguenstigsten Fehlers (’worst case scenario’) dazu, dass die so berechnete zu beruecksichtigende Gesamthoehe der vom Patienten absorbierten Leistung sehr gross werden kann im Vergleich zu deren tatsaechlichem Wert.

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S

Begrenzung von Messfeldkorrekturen bei hohen Messfehlern

Idee: Wolfgang Bielmeier, DE-Erlangen; Gerhard Brinker, DE-Erlangen; Klaus Ludwig, DE-

Erlangen; Dr. Volker Schnetter, DE-Erlangen

Bei der medizinischen kernspin-tomografischen Anwendung (Magnet-Resonanz-Tomografie, MRT) wird der Patient einem hochfrequenten elektromagnetischen Feld (HF-Feld) ausgesetzt, welches die Auslenkung der zur Signalerzeugung betrachteten Kernspins bewirkt. Ein unvermeidbarer Nebeneffekt ist dabei, dass der Patient Leistung aus dem HF-Feld absorbiert. Die absorbierte Leistung fuehrt zu einer Erwaermung des Gewebes, welche es zu beschraenken gilt. Das Ausmass der Absorption haengt von verschiedenen Groessen ab; insbesondere sind auch patientenindividuelle Eigenschaften massgeblich. Sowohl Messerfahrungen als auch Simulationsrechnungen mit realistischen Voxelmodellen (Rechenmodelle, welche einen realen Koerper durch kleine Wuerfel nachbilden) zeigen, dass die absorbierte Leistung um bis zu einem Faktor drei variieren kann. Massgebliche patientenspezifische Parameter sind hier die Leitfaehigkeit, die Permeabilitaet und die bestrahlte Flaeche, welche von der Groesse, der Masse und der Gestalt sowie der anteiligen Zusammensetzung von Fett- und Muskelgewebe des Patienten abhaengen.

Die Leistung kann nur ausserhalb des Patienten gemessen werden. Da die verwendeten HF- Sendespulen (insbesondere die Ganzkoerperspule) nicht unerhebliche Eigenverluste aufweisen, muessen diese von der Eingangsleistung der Spule abgezogen werden, um die vom Patienten absorbierte Leistung zu erhalten. Je nach Patient und/oder Lagerung kann es allerdings Situationen geben, bei denen die tatsaechlich vom Patienten absorbierte Leistung im Verhaeltnis zur Verlustleistung der Spule sehr klein ist (z.B. Kleinkind in der Ganzkoerperspule, Erwachsener in Kopfposition relativ zur Ganzkoerperspule). Speziell in diesen Faellen fuehrt die Betrachtung des unguenstigsten Fehlers ('worst case scenario') dazu, dass die so berechnete zu beruecksichtigende Gesamthoehe der vom Patienten absorbierten Leistung sehr gross werden kann im Vergleich zu deren tatsaechlichem Wert.

Die bisherige Loesung bestand darin, dass generell dem Messwert die Messtoleranz (Abweichung zwischen Eingangsleistung am Geraet und Messwert der Strahlungsleistung ausserhalb des Patienten) zugeschlagen wurde, auch wenn diese infolge der Fehlerrechnung fuer die spezielle Anwendung viel zu hoch ist. Daraus folgte zur Sicherheit des Patienten eine entsprechende Reduzierung der abgegebenen Strahlungsleistung des Geraets (Performance-Einschraenkung), die sowohl fuer den Anwender als auch fuer den Patienten (beispielsweise dadurch verlaengerte Untersuchungszeit) eigentlich nicht erforderlich und kaum akzeptabel war.

Ein neues Verfahren sieht vor, den auf dem Messwert basierten und durch die Fehlerrechnung erhoehten Modellwert nicht direkt fuer das Korrekturmass zu verwenden, sondern die Staerke der Korrektur von der Hoehe des Fehler...