Mutual interferences and design principles for mechatronic devices in magnetic resonance imaging

摘要

用途：与磁共振成像（MRI）兼容的机器人和机电一体化设备被用于诊断MRI，图像引导手术，神经康复和神经科学。与MRI兼容的机电一体化系统必须解决扫描仪电磁场带来的挑战。我们已经针对设备特性制定了客观的量化评估标准，以制定设计指南，以确保基于安全性，设备功能和图像质量的MRI兼容性。方法：对MRI系统和在其附近工作的机电设备之间的相互干扰进行建模和测试。对于每种干扰，列出了所涉及的组件，并提出了“ MRI兼容性”的数值度量。这些干扰被归类为MRI兼容性矩阵，每个元素代表机电一体化系统的一部分与电磁场的一个分量之间的可能相互作用。基于此公式，提出了MRI兼容机电系统的设计原理。此外，开发了测试方法来检查机电一体化设备是否确实在MRI系统内不受干扰地工作。最后，建议的MRI兼容性标准和设计指南已应用于经过测试程序验证的实际设计过程。结果：建立了机电一体化和机器人设备的客观和定量MRI兼容措施。应用建议的设计原则，可以在设计阶段考虑安全性，设备功能和图像质量方面的潜在问题，以确保机电系统满足MRI兼容性标准。结论：有关MRI仪器兼容性的新指南和测试程序为各种MRI应用中的机电设备的设计和评估提供了合理的基础。设计人员可以应用这些标准并使用测试，以便产生MRI兼容性结果以建立经验数据库。