Was verursacht ein magnetisch induziertes Drehmoment in der MRT?
Wenn sie dem Hauptmagnetfeld der MRT ausgesetzt werden, erfahren medizinische Geräte, die magnetische Materialien enthalten oder vollständig aus diesen bestehen, ein magnetisches Drehmoment.
Das Gerät neigt dazu, sich nach dem Magnetfeld auszurichten, so wie sich auch eine Kompassnadel nach dem Magnetfeld der Erde ausrichtet.
Dieses Drehmoment ist abhängig von:
- den magnetischen Eigenschaften der Vorrichtung,
- dem Volumen und der Form des Geräts,
- der Stärke des Magnetfelds.
Vor einigen Jahren haben wir dieses Phänomen anhand einer einfachen Büroklammer aus Stahl veranschaulicht, die in einen Radiergummi gesteckt wurde.
Magnetisch induzierte Drehmomente können ein Risiko für Patienten mit implantierten medizinischen Geräten oder für alle Personen darstellen, die in der MRT-Umgebung mit magnetischen Objekten umgehen.
ASTM F2213-17 bietet 5 verschiedene Methoden zur Bewertung des Drehmoments bei medizinischen Geräten.
Wie wird das Drehmoment im MRT gemäß ASTM F2213-17 bewertet?
Die „Methode der reibungsarmen Oberfläche“
Die Low Friction Surface-Methode ist eine qualitative und damit die einfachste Methode zur Bewertung des magnetisch induzierten Drehmoments an einem Gerät.
Durch die Beobachtung einer fehlenden Ausrichtung auf das Hauptfeld kann mit der Methode der reibungsarmen Oberfläche eine Obergrenze (die Reibungskraft des Geräts) des Drehmoments ermittelt werden, die nur dann anwendbar ist, wenn das erwartete Drehmoment sehr gering ist (z. B. bei Geräten aus Materialien mit sehr geringer magnetischer Suszeptibilität).
Einführung der „reibungsarmen Oberfläche““-Methode
Das Testverfahren ist wie folgt:
- Das Gerät wird in der Mitte des Kernspintomographen auf eine Glasplatte mit reibungsarmer Oberfläche gestellt.
- Die Platte wird in 45°-Schritten um volle 360° gedreht.
- Während der Drehung wird beobachtet, ob sich das Gerät unter der Einwirkung des Magnetfeldes bewegt.
Welche Schlussfolgerungen können wir ziehen?
Wird keine Bewegung beobachtet, kann man eine Obergrenze für das magnetische Drehmoment bestimmen, indem man die Reibungskraft zwischen der Platte und dem Gerät auswertet, da die Reibungskraft größer sein muss als ein eventuelles induziertes Drehmoment.
Diese Obergrenze wird dann mit dem Akzeptanzkriterium verglichen.
Wenn sich das Gerät bewegt (z. B. sich mit dem Hauptmagnetfeld ausrichtet), können wir keine andere Schlussfolgerung ziehen als die, dass es ein magnetisch induziertes Drehmoment erfahren hat, und es muss einer robusteren Bewertung des magnetischen Drehmoments unterzogen werden, die den Betrag des Drehmoments quantifizieren kann, wie z. B. die „Torsionsfeder“-Methode.
Die „Torsionsfeder“-Methode
Die oben abgebildete Methode zur Bewertung des Drehmoments bei medizinischen Geräten ist die „Torsionsfedermethode“. Dabei handelt es sich um eine quantitative Bewertung des magnetisch induzierten Drehmoments, für die ein spezielles Prüfgerät verwendet wird.
Einführung der „Torsionsfeder“-Methode
Der Prüfvorgang läuft wie folgt ab:
Das Gerät wird auf der Plattform des Torsionsfederprüfgeräts montiert;
das Prüfgerät wird in der Mitte des MRI-Scanners positioniert;
das Drehmoment wird auf der Grundlage der Anzeige des Torsionsfedergeräts gemessen.
Das Prinzip der Messung beruht auf den Eigenschaften eines torsionsgeprüften Stabes innerhalb des Geräts, der die obere Plattform mit einer Messeinheit an der Basis des Geräts verbindet. Wenn das Gerät in ein statisches Magnetfeld gebracht wird, neigt es dazu, sich auf das Magnetfeld auszurichten. Dies bewirkt eine Verdrehung des Stabes, der wie eine Feder wirkt. Ausgehend von einem bekannten Federkoeffizienten des Stabes und der Winkeldifferenz zwischen der Ober- und Unterseite des Stabes kann das Drehmoment gemessen werden.
Die Messwerte werden durch Änderung des Sollwertwinkels multipliziert, um das maximale Drehmoment zu messen.
Welche Schlussfolgerungen können wir aus der Torsionsfedermethode ziehen?
Diese Methode ermöglicht eine genaue Messung des maximalen Drehmoments, dem das Gerät im MRT ausgesetzt wird.
Dieses Drehmoment kann dann mit einem Akzeptanzkriterium verglichen werden, um festzustellen, ob ein Risiko für den Patienten besteht.
Stellt das gemessene Drehmoment ein Risiko dar?
Um festzustellen, ob das Drehmoment ein Risiko darstellt oder nicht, muss es mit einem Akzeptanzkriterium verglichen werden.
In der Norm ASTM F2213-17 wird ein Akzeptanzkriterium vorgeschlagen, das dem Schwerkraftdrehmoment des Geräts entspricht. Die Norm schlägt vor, dass das Gerät kein Risiko einer möglichen Verletzung durch ein magnetisch induziertes Drehmoment darstellt, wenn das während der MRT induzierte Drehmoment geringer ist als das Drehmoment aufgrund der Schwerkraft.
Dieses Kriterium ist konservativ, und es ist möglich, ein höheres Akzeptanzkriterium zu definieren, zum Beispiel durch Betrachtung der Kraft, die zum Bewegen des Geräts erforderlich ist.
Zum Schluss,
Magnetisch induziertes Drehmoment ist ein Risiko, das für jedes Medizinprodukt bewertet werden sollte, das magnetische Materialien enthält, die in die MRT-Umgebung gelangen können. Es gibt zwar mehrere Methoden zur Bewertung dieses Risikos,
Die „reibungsarmen Oberfläche“-Methode ist eine einfache und effektive Methode, wenn das erwartete Drehmoment gering ist (1);
Die „Torsionsfeder“-Methode bietet eine robuste Bewertung des maximalen Drehmoments für Geräte, die ein größeres Drehmoment aufweisen können (1).
Es ist nicht immer einfach zu bestimmen, welche Drehmomentmethode für die Bewertung Ihres Geräts am besten geeignet ist. Wir laden Sie daher ein, sich mit uns in Verbindung zu setzen, um weitere Einzelheiten zu besprechen, da beide Drehmomentbewertungsmethoden in den Akkreditierungsumfang von Healtis nach ISO17025(1) fallen.
(1)HEALTIS ist NF EN ISO/IEC 17025 akkreditiert (Akkreditierung Cofrac Essais, N° 1-6320, scope available on www.cofrac.fr).
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