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Valutazione sperimentale del riscaldamento indotto da risonanza magnetica su pacemaker di ultima generazione

Informazioni tesi

  Autore: Giulia Gentili
  Tipo: Tesi di Laurea Magistrale
  Anno: 2011-12
  Università: Università degli Studi di Roma La Sapienza
  Facoltà: Ingegneria
  Corso: Ingegneria Biomedica
  Relatore: Micaela Liberti
  Lingua: Italiano
  Num. pagine: 175

L’obiettivo del seguente lavoro di tesi è stato quello di valutare l’effetto della presenza di un catetere abbandonato accanto ad un impianto MR conditional, in termini di riscaldamento indotto dal campo RF generato durante un esame MRI a 1.5 T (campo RF a 64 MHz). In particolare, sono state condotte misure sperimentali per indagare due aspetti fondamentali:
1) l’effetto della configurazione di terminazione sul riscaldamento indotto sulla punta di un elettrocatetere abbandonato, per 4 elettrocateteri di diversa struttura e per diverse configurazioni di impianto;
2) l’effetto che la presenza dell’elettrocatetere abbandonato induce sul riscaldamento indotto sulla punta dell’elettrocatetere di un impianto MR conditional, al variare delle condizioni di terminazione dell’elettrocatetere abbandonato e per diverse configurazioni di impianto.
In particolare, sulla base dei risultati presenti in letteratura e sulla base di quanto suggerito dallo standard americano ASTM F2182-11, riguardante la valutazione del riscaldamento indotto dal campo a radiofrequenza sui dispositivi medici impiantabili, sono stati messi a punto due set-up sperimentali per la valutazione del riscaldamento indotto: il primo che simula le condizioni di caso peggiore in termini di incremento di temperatura prodotto sui cateteri endocardici al campo RF, il secondo che invece rappresenta configurazioni realistiche di impianto. Entrambi i set di misure sono stati condotti utilizzando un simulatore di tronco, riempito con una soluzione salina con proprietà dielettriche equivalenti a quelle medie dei tessuti umani alla frequenza di interesse (64 MHz), all’interno del quale sono stati collocati gli elettrocateteri.

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5 Introduzione L’imaging mediante risonanza magnetica (Magnetic Resonance Imaging, MRI) è una tecnica per la generazione di immagini del corpo umano in alta definizione usata a scopi diagnostici e basata sul principio della risonanza magnetica nucleare (RMN). Tale tecnica si fonda sul concetto di precessione degli spin delle particelle atomiche dotate di momento magnetico quando esse vengono sottoposte ad un campo magnetico. A differenza delle tecniche radiologiche tradizionali o della Tomografia assiale computerizzata (TAC), l’MRI non fa uso di radiazioni ionizzanti, potenzialmente dannose per il corpo umano. Essa dunque, anche per i motivi appena citati, è la tecnica maggiormente scelta per investigare diversi organi quali il cervello, la colonna vertebrale, e il cuore. Contemporaneamente allo sviluppo delle tecniche di MRI, si è verificata una crescita considerevole dei pazienti che beneficiano dei dispositivi cardiaci impiantabili, come i pacemaker o i defibrillatori. Tuttavia, per garantire la sicurezza del paziente, nella maggior parte dei paesi l’eventuale presenza di dispositivi cardiaci impiantabili è stata da sempre considerata una forte controindicazione verso indagini di MRI. Sussiste quindi un forte interesse della comunità tecnica e scientifica per il problema della sicurezza dei pazienti con dispositivi impiantabili in ambiente MRI. Il fenomeno delle interazioni tra lo stimolatore cardiaco impiantabile e i campi elettromagnetici prodotti da un’apparecchiatura per risonanza magnetica è piuttosto complesso. Tra le modalità di interazione, il riscaldamento indotto sulla punta (tip) degli elettrocateteri endocardici dal campo a radiofrequenza (RF) generato durante l’esame MRI, è l’aspetto su cui maggiormente si è focalizzata l’attenzione della ricerca. Il campo RF, infatti, può accoppiarsi con i conduttori metallici che costituiscono, ad esempio, gli elettrocateteri dei pacemaker e indurre correnti elettriche che fluiscono dalla punta del catetere nei tessuti biologici circostanti, causando un incremento di temperatura locale, che può a sua volta originare necrosi tissutale o variazione dell’impedenza di contatto tra elettrodo e tessuto. Ad oggi in letteratura sono presenti più di 150 lavori che hanno studiato in modo specifico il problema del riscaldamento indotto e che hanno evidenziato come il fenomeno sia particolarmente complesso. Esso, infatti, è influenzato da un gran numero di fattori, quali ad esempio la posizione dell’impianto all’interno del torace del paziente o l’area da esso racchiusa, la lunghezza, la geometria e la struttura dell’elettrocatetere.

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