Brain MRI 검사 시 치아 임플란트 시술유무와 RF Pulse 세기에 따른 인체 영향에 관한 연구: XFDTD 프로그램을 이용 Study on the Human Influence according to RF Pulse Intensity by use Dental Implant on BRAIN MRI: Using the XFDTD Program원문보기
Brain MRI 검사에서는 영상을 얻기 위해 RF Pulse를 인체에 조사하게 되는데 이때 조사된 RF Pulse 에너지의 상당 부분은 우리 몸에 그대로 흡수되게 되고 이로 인해 인체 온도가 상승하게 되는데 노출 정도에 따라 인체에 영향을 주게 된다. 이러한 RF Pulse 에너지는 MRI 장비의 발전으로 인해 자기장의 세기가 1.5 Tesla에서 3 Tesla, 3 Tesla에서 7 Tesla로 높아지는 시점에서 자기장의 세기 변화에 따른 두부 전체의 SAR와 온도의 변화를 알아보고 위의 결과가 치아 임플란트 사용 여부에 따른 결과의 차이를 알아보기 위해 연구를 시작하게 되었다. 실험은 인체 두부 모델에 1.5 Tesla MRI 장비에서 발생되는 64 MHz RF Pulse 주파수, 3.0 Tesla MRI 장비에서 발생되는 128 MHz RF Pulse 주파수, 7 Tesla MRI 장비에서 발생되는 298 MHz RF Pulse 주파수를 조사하고 위의 실험을 치아 임플란트를 사용하였을 때와 사용하지 않았을 때로 나누어 XFDTD 프로그램을 사용하여 머리 주변의 SAR와 체온의 변화를 각각 실험하였다. 치아 임플란트를 하지 않았을 때보다 치아 임플란트를 하였을 때 SAR값은 7T의 RF Pulse 주파수 256MHz에서 최대 약 5800배의 차이를 나타냈으며 주파수가 증가할수록 치아 임플란트 사용으로 인한 SAR값의 차이는 크게 나타났다. 치아 임플란트를 하지 않았을 때보다 치아 임플란트를 하였을 때 두부전체의 온도변화는 2배에서 최대 4배 가까운 온도 상승을 나타내었다. 또한 RF Pulse 주파수가 증가할수록 SAR값은 증가하지만, 두부 전체의 온도는 감소하였는데 이는 주파수가 증가할수록 파장이 작을수록 인체표면에 흡수되는 양이 많아지기 때문이다. 향후 치아 임플란트 유무와 RF Pulse 주파수의 세기 변화로 인한 이상 반응 요인에 대한 연구를 통해 인체의 생리적 연구와 생화학적 연구 등 인체에 대한 영향과 관련하여 연구가 필요하다고 하겠다.
Brain MRI 검사에서는 영상을 얻기 위해 RF Pulse를 인체에 조사하게 되는데 이때 조사된 RF Pulse 에너지의 상당 부분은 우리 몸에 그대로 흡수되게 되고 이로 인해 인체 온도가 상승하게 되는데 노출 정도에 따라 인체에 영향을 주게 된다. 이러한 RF Pulse 에너지는 MRI 장비의 발전으로 인해 자기장의 세기가 1.5 Tesla에서 3 Tesla, 3 Tesla에서 7 Tesla로 높아지는 시점에서 자기장의 세기 변화에 따른 두부 전체의 SAR와 온도의 변화를 알아보고 위의 결과가 치아 임플란트 사용 여부에 따른 결과의 차이를 알아보기 위해 연구를 시작하게 되었다. 실험은 인체 두부 모델에 1.5 Tesla MRI 장비에서 발생되는 64 MHz RF Pulse 주파수, 3.0 Tesla MRI 장비에서 발생되는 128 MHz RF Pulse 주파수, 7 Tesla MRI 장비에서 발생되는 298 MHz RF Pulse 주파수를 조사하고 위의 실험을 치아 임플란트를 사용하였을 때와 사용하지 않았을 때로 나누어 XFDTD 프로그램을 사용하여 머리 주변의 SAR와 체온의 변화를 각각 실험하였다. 치아 임플란트를 하지 않았을 때보다 치아 임플란트를 하였을 때 SAR값은 7T의 RF Pulse 주파수 256MHz에서 최대 약 5800배의 차이를 나타냈으며 주파수가 증가할수록 치아 임플란트 사용으로 인한 SAR값의 차이는 크게 나타났다. 치아 임플란트를 하지 않았을 때보다 치아 임플란트를 하였을 때 두부전체의 온도변화는 2배에서 최대 4배 가까운 온도 상승을 나타내었다. 또한 RF Pulse 주파수가 증가할수록 SAR값은 증가하지만, 두부 전체의 온도는 감소하였는데 이는 주파수가 증가할수록 파장이 작을수록 인체표면에 흡수되는 양이 많아지기 때문이다. 향후 치아 임플란트 유무와 RF Pulse 주파수의 세기 변화로 인한 이상 반응 요인에 대한 연구를 통해 인체의 생리적 연구와 생화학적 연구 등 인체에 대한 영향과 관련하여 연구가 필요하다고 하겠다.
In the Brain MRI, RF Pulse is irradiated on the human body in order to acquire an image. At this time, a considerable part of the irradiated RF Pulse energy is absorbed as it is in our body. This will raise the temperature of the human body, but depending on the extent of exposure, it will affect th...
In the Brain MRI, RF Pulse is irradiated on the human body in order to acquire an image. At this time, a considerable part of the irradiated RF Pulse energy is absorbed as it is in our body. This will raise the temperature of the human body, but depending on the extent of exposure, it will affect the human body. The change of the SAR and the temperature of the head according to the change of the magnetic field strength is examined. And to investigate the difference in results depending on the use of dental implant. In the human head model, 64 MHz RF Pulse frequency generated from 1.5 T, 128 MHz RF Pulse frequency generated from 3.0 T, and 298 MHz RF Pulse frequency generated from 7.0 T send a frequency and experiment was performed using dental implant using the XFDTD program, we measured the SAR and body temperature changes around the head. The SAR value showed up to about 5800 times the difference at the RF Pulse frequency of 256 MHz, when with dental implant than without dental implant and as the frequency increased, the use of the dental implant increased difference in the SAR value. The change of the temperature of the head showed a temperature rise nearly 2 to 4 times when with dental implant than without dental implant. As the RF Pulse frequency increase, the SAR value increase, but the change of the temperature of the head decrease. Because of as the frequency increase, wavelength is smaller and the more the amount absorbed by the surface of the human. Physiological and biochemical studies of the human body ar necessary through studies of the presence of dental implant and the cause of reaction caused by change in the RF Pulse frequency.
In the Brain MRI, RF Pulse is irradiated on the human body in order to acquire an image. At this time, a considerable part of the irradiated RF Pulse energy is absorbed as it is in our body. This will raise the temperature of the human body, but depending on the extent of exposure, it will affect the human body. The change of the SAR and the temperature of the head according to the change of the magnetic field strength is examined. And to investigate the difference in results depending on the use of dental implant. In the human head model, 64 MHz RF Pulse frequency generated from 1.5 T, 128 MHz RF Pulse frequency generated from 3.0 T, and 298 MHz RF Pulse frequency generated from 7.0 T send a frequency and experiment was performed using dental implant using the XFDTD program, we measured the SAR and body temperature changes around the head. The SAR value showed up to about 5800 times the difference at the RF Pulse frequency of 256 MHz, when with dental implant than without dental implant and as the frequency increased, the use of the dental implant increased difference in the SAR value. The change of the temperature of the head showed a temperature rise nearly 2 to 4 times when with dental implant than without dental implant. As the RF Pulse frequency increase, the SAR value increase, but the change of the temperature of the head decrease. Because of as the frequency increase, wavelength is smaller and the more the amount absorbed by the surface of the human. Physiological and biochemical studies of the human body ar necessary through studies of the presence of dental implant and the cause of reaction caused by change in the RF Pulse frequency.
본 연구에서는 치아 임플란트의 여부와 MRI 영상을 얻기 위해 증가되는 RF Pulse의 세기 변화로 인해 발생되는 두부 전체의 SAR값과 온도 변화를 XFDTD 시뮬레이션 프로그램을 이용하여 알아보고자 한다.
제안 방법
본 논문에서는 인체 두부 모델을 전자장 분석 소프트 프로그램인 XFDTD 프로그램을 사용하여 전자파 인체 결합 특성연구로 수치해석을 이용하여 MRI 사용 시 인체 두부 모델에 삽입된 치아 임플란트 주위의 비흡수율(SAR: Specific Absorption Rate) 분포와 온도상승(Temperature-Rise)을 분석하였다.
대상 데이터
본 논문에 사용된 인체 두부 모델은 미국의 Brigham Young University에서 MRI 검사로 구성한 Jensen 모델로 공기를 제외한 뼈, 피부, 근육, 뇌, 렌즈, 수양액, 각막 등 7개의 조직으로 구성되었다. 인체 두부의 크기는 15.
이론/모형
모의 계산 방법은 일반적으로 매질의 복잡성에 별다른 영향을 받지 않으면서도 전파해석이 가능한 FDTD(finite-difference time-domain)방법을 사용한다.[7]
성능/효과
두부 전체의 온도변화에서는 치아 임플란트를 하지 않았을 때보다 치아 임플란트를 하였을 때 두부전체의 온도상승을 나타내었다. 또한, RF Pulse 주파수가 증가할수록 SAR값은 증가하지만, 주파수가 증가할수록 파장이 작을수록 인체표면에 흡수되는 양이 많아지기 때문에 두부 전체의 온도는 감소하였다.
두부 전체의 온도변화에서는 치아 임플란트를 하지 않았을 때보다 치아 임플란트를 하였을 때 두부전체의 온도상승을 나타내었다. 또한, RF Pulse 주파수가 증가할수록 SAR값은 증가하지만, 주파수가 증가할수록 파장이 작을수록 인체표면에 흡수되는 양이 많아지기 때문에 두부 전체의 온도는 감소하였다.
후속연구
위 논문은 치아 임플란트 유무와 RF Pulse 주파수의 세기 변화로 인한 SAR와 두부 전체의 온도 변화에 대한 관계를 값으로 나타낼 수는 있지만 실제로 인체의 영향 평가는 불가하다는 제한점이 있었다. 향후 치아 임플란트 유무와 RF Pulse 주파수의 세기 변화로 인한 이상 반응 요인에 대한 연구를 통해 인체의 생리적 연구와 생화학적 연구 등 인체에 대한 영향과 관련한 연구가 필요하다고 하겠다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
RF Pulse의 인체 흡수로 인하여 어떠한 문제점이 발생하는가?
이렇게 인체 조직에 흡수된 RF Pulse 에너지로 인해 전자파흡수율(specific absorption rate, SAR)이 증가하게 되고 이로 인해 인체 온도가 상승하게 되는데 노출 정도에 따라 인체에 영향을 준다. 이러한 이유로 검사가 중단되거나 열감 현상이 발생하고 심지어는 화상 위험의 소지도 발생한다.[1] 이러한 문제들로 인하여 국가기관 또는 국제기구 등에서는 인체에 사용하는 기기에 대해서 인체의 전자파 흡수율(SAR : Specific Absorption Rate, W/kg)을 규정하고 있으며, 미국 Food and Drug Administration (FDA)과 International Electro technical Commission (IEC)에서는 일정 자기장 세기 이상의 사용을 엄격히 제한하고 있다.
Brain MRI 검사에서 영상을 얻기 위해 무엇을 조사하는가?
Brain MRI 검사에서는 영상을 얻기 위해 RF Pulse를 인체에 조사하게 되는데 이때 조사된 RF Pulse 에너지의 상당 부분은 우리 몸에 그대로 흡수되게 되고 이로 인해 인체 온도가 상승하게 되는데 노출 정도에 따라 인체에 영향을 주게 된다. 이러한 RF Pulse 에너지는 MRI 장비의 발전으로 인해 자기장의 세기가 1.
RF Pulse가 인체에 조사되어 몸에 흡수될 때 어떠한 현상이 발생하는가?
Brain MRI 검사에서는 영상을 얻기 위해 RF Pulse를 인체에 조사하게 되는데 이때 조사된 RF Pulse 에너지의 상당 부분은 우리 몸에 그대로 흡수되게 되고 이로 인해 인체 온도가 상승하게 되는데 노출 정도에 따라 인체에 영향을 주게 된다. 이러한 RF Pulse 에너지는 MRI 장비의 발전으로 인해 자기장의 세기가 1.
참고문헌 (12)
Guidelines for limiting exposure to time-varying electric, magnetic, and electromagnetic fields(up to 300 GHz), International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection(ICNIRP) Guidelines.
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