Numerical Simulations of Realistic Lead Trajectories and an Experimental Verification Support the Efficacy of Parallel Radiofrequency Transmission to Reduce Heating of Deep Brain Stimulation Implants during MRI
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Patients with deep brain stimulation (DBS) implants may be subject to heating during MRI due to interaction with excitatory radiofrequency (RF) fields. Parallel RF transmit (pTx) has been proposed to minimize such RF-induced heating in preliminary proof-of-concept studies. The present work evaluates the efficacy of pTx technique on realistic lead trajectories obtained from nine DBS patients. Electromagnetic simulations were performed using 4- and 8-element pTx coils compared with a standard birdcage coil excitation using patient models and lead trajectories obtained by segmentation of computed tomography data. Numerical optimization was performed to minimize local specific absorption rate (SAR) surrounding the implant tip while maintaining spatial homogeneity of the transmitted RF magnetic field (B 1 + ), by varying the input amplitude and phase for each coil element. Local SAR was significantly reduced at the lead tip with both 4-element and 8-element pTx (median decrease of 94% and 97%, respectively), whereas the median coefficient of spatial variation of B 1 + inhomogeneity was moderately increased (30% for 4-element pTx and 20% for 8-element pTx) compared to that of the birdcage coil (17%). Furthermore, the efficacy of optimized 4-element pTx was verified experimentally by imaging a head phantom that included a wire implanted to approximate the worst-case lead trajectory for localized heating, based on the simulations. Negligible temperature elevation was observed at the lead tip, with reasonable image uniformity in the surrounding region. From this experiment and the simulations based on nine DBS patient models, optimized pTx provides a robust approach to minimizing local SAR with respect to lead trajectory.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
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Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».