MRI检查中骨科金属植入材料的致热效应

作     者：杨梦旭 何伟 王传兵 YANG Meng-xu;HE Wei;WANG Chuan-bing

作者机构：江苏省人民医院临床医学工程处江苏南京210029 江苏省人民医院放射科江苏南京210029 

出 版 物：《生物医学工程与临床》 (Biomedical Engineering and Clinical Medicine)

年 卷 期：2022年第26卷第3期

页      面：278-283页

学科分类：0831[工学-生物医学工程（可授工学、理学、医学学位）] 100207[医学-影像医学与核医学] 1002[医学-临床医学] 08[工学] 1010[医学-医学技术（可授医学、理学学位）] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 10[医学] 

主　　题：磁共振成像(MRI) 骨科 金属植入材料 不锈钢 钛合金 钛 致热效应 安全性 

摘      要：目的MRI中磁场的激发作用会引起骨科金属植入材料的致热效应,可能存在潜在的安全风险,故需进一步研究以确定金属植入材料在MRI检查中的安全性。方法选择不锈钢(S,型号00Cr17Ni14Mo3)、钛合金(TC20,型号Ti-6Al-7Nb),钛合金(TC4,型号Ti-6Al-4V)和纯钛(Ti)4种骨科金属植入材料。使用组织补偿液模拟人体组织环境,搭建测温平台,使用标定过的热敏电阻作为温度传感器,测试其在磁场强度为1.5T和3.0TMRI检查环境下的温度变化,将环境温度变化作为对照组。使用数据采集系统和LabVIEW软件采集记录数据,利用MATLAB处理数据,绘制不同金属植入材料,不同磁场强度下金属植入材料温度与环境温度的时间温度变化曲线,进行数据分析。结果热敏电阻的标定结果显示其阻值和温度有高度的线性负相关性。相对环境温度,在1.5T MRI的同一扫描序列下,不锈钢(S)、钛合金(TC20)、钛合金(TC4)和纯钛(Ti)分别升温0.94℃、1.81℃、2.10℃和1.22℃;3.0T MRI设备扫描下,4种材料分别升温0.99℃、3.03℃、2.27℃和1.96℃。结论MRI设备的致热效应与金属植入材料种类密切相关,相同的MRI扫描条件下,钛合金植入材料的致热效应最明显,纯钛材料次之,不锈钢材料最弱;另外,MRI设备的场强越大,金属植入材料的致热效应越明显。