Implantate in der MRT: digitale Messung des magnetisch induzierten Drehmoments angelehnt an ASTM F2213

Zielsetzung:

Implantate können im statischen Magnetfeld erhebliche Drehmomente auf das umliegende Gewebe ausüben. Diese Kräfte können die Funktionalität des Implantats beeinflussen und dem Patienten schwere Verletzungen zuführen. Die Messung des Drehmoments erfolgt nach ASTM F2213 mit dem aufwendigen Torsionspendel-Verfahren. Das Ziel war ein digitales Messinstrument, welches eine reproduzierbare, schnelle und präzise Messung des Drehmoments, angelehnt an ASTM F2213, erlaubt.

Material und Methoden:

Eine MR-sichere Messplattform wurde entwickelt und mit einer digitalen Präzisionswaage (PCB 1600 – 2, Kern&Sohn GmbH) kombiniert. Das Implantat wird auf der Plattform fixiert und im Magnetfeldzentrum, in 10-Grad-Schritten, um 360 ° gedreht. Die Evaluation erfolgte mit einem Neurostimulator (LibraXP, St. Jude Medical) und einer Edelstahlschraube (Länge 60 mm) in einem 1.5T und 3T MRT (Magnetom Avanto und Prisma, Siemens). Die Messung wurde für drei orthogonal zueinander liegende Objektorientierungen durchgeführt. Zur Überprüfung der Messgenauigkeit wurde die maximal wirkende Kraft zusätzlich mit einem Kraftmesser (Sauter, Kern&Sohn GmbH) gemessen.

Ergebnisse:

Die Größe des Drehmoments hängt entscheidend von der Objektorientierung ab. Der Neurostimulator besaß ein Drehmoment von 121 ± 69 Nmm (max 200 Nmm) für eine hochkante Ausrichtung, 59 ± 31 Nmm (max 96 Nmm) für eine vertikale Ausrichtung und 2 ± 1 Nmm (max 4 Nmm) für eine horizontale Ausrichtung. Das Drehmoment der Edelstahlschraube war 291 ± 157 Nmm (max 478 Nmm) groß. Dies entspricht einer maximal wirkenden Gewichtskraft von 0,351 kg für den Neurostimulator und 0,812 kg für die Edelstahlschraube. Die maximal wirkende Kraft beider Messaufbauten war 7,96 N und 8,37 N (< 5%) für die Schraube.

Schlussfolgerungen:

Bei MRT-Untersuchungen können, je nach Objektorientierung, große magnetisch induzierte Drehmomente wirken. Der beschriebene Messaufbau ermöglicht reproduzierbare, schnelle und präzise Messungen, die eine weitere Vereinfachung und Beschleunigung des Standardmessverfahren ASTM F2213 erlauben.