Purpose: The purpose of this study is to analyze the static magnetic field interactions for an ophthalmic-magnetic shunt implant with a ferromagnetic steel plate in a thin silicon layer. The plate is used for opening of a valve flap. Ten different sizes of this steel plate were investigated to characterize the relationship between the size of the metal and the magnetic forces of the static magnetic field of a 3.0 T MRI.
Materials and methods: The magnetic translation force Fz was quantified by determining the deflection angle using the deflection angle test (ASTM F 2052). The torque was qualitatively estimated by using a 5-point grading scale (0: no torque; + 4: very strong torque) according to Sommer et al. 11. For the visual investigation of the function of the metal plate both prototypes were positioned at the magnetic field's spatial gradient and at the magnet's isocenter. The stitches were exposed to the thousandfold of the translational force by a dynamometer.
Results: The translational force was found to be 10 times greater than the weight of a single plate. The plates were exposed to a high torque (grade 3 to 4). The seams and the tissue withstood more than a thousandfold of the determined translational force. No spontaneous, uncontrolled opening of the valve flap was visible in the MRI, as a result of which the intraocular pressure could decrease considerably.
Conclusion: Due to the small size of the plates the translational force and the torque will be compensated by the silicon layer and also by the fixation in the eye.
Key points: · Magnetic forces will be compensated by silicon layer and fixation in the eye.. · The magnetic-ophthalmological implant is not restricted in its function by the MRI magnetic field.. · The ophthalmic magnetic shunt implant can be considered conditionally MRI-safe..
Citation format: · Bodenstein A, Lüpke M, Seiler C et al. Evaluation of the static magnetic field interactions for a newly developed magnetic ophthalmic implant at 3 Tesla MRI. Fortschr Röntgenstr 2019; 191: 209 - 215.
ZIEL: Das Ziel dieser Studie ist es, die Wirkungen eines statischen Magnetfeldes während einer MRT-Untersuchung auf ein magnetisch-ophthalmologisches Implantat in vitro zu bestimmen. Das Implantat besteht aus Silikon und einem eingebetteten Metallplättchen, das zur Öffnung einer Ventilklappe dient. Es wurden zehn unterschiedliche Größen des Metallplättchens untersucht, um die Abhängigkeit der magnetischen Kräfte von der Größe des Metallplättchens zu charakterisieren.
Material und methode: Es wurden 10 Metallplättchen mit Größen zwischen 8 × 8 mm2 und 1 × 1 mm2 und 2 Prototypen des Implantats an einem 3 Tesla-MRT untersucht. Im statischen Magnetfeld wurde die Translationskraft mithilfe des Fadentests (ASTM F 2052) und das Drehmoment anhand einer 5-Punkte-Graduierung nach Sommer et al. 11 bestimmt (Grad 0: kein Drehmoment, Grad 4: starkes Drehmoment). Die beiden Prototypen wurden im Bereich des höchsten Feldgradienten der Translationskraft und im Isozentrum des MRTs dem Drehmoment ausgesetzt und das Verhalten der Ventilklappe wurde visuell auf Funktionalität untersucht. Zusätzlich wurden mit einem Kraftmesser die Fixierungsnähte des Implantats und das Skleragewebe des Auges dem tausendfachen der errechneten Translationskraft ausgesetzt.
Ergebnisse: Die Translationskraft war in der Regel fast 10-mal so groß wie die Gewichtskraft FG eines Plättchens. Die Metallplättchen waren einem starken Drehmoment ausgesetzt (Stufe 3 bis 4). Die Nähte und das Gewebe hielten mehr als dem Tausendfachen der ermittelten Translationskraft stand. Im MRT war kein spontanes, unkontrolliertes Öffnen der Ventilklappe sichtbar, in dessen Folge der Augeninnendruck stark abnehmen könnte.
Schlussfolgerung: Durch die geringe Größe, die Silikonummantelung und die Fixation durch die Nähte können die Translationskraft und das Drehmoment kompensiert werden.
Kernaussagen: · Die hohen magnetischen Kräfte werden von der Silikonummantelung und den Haltenähten kompensiert.. · Das magnetisch-ophthalmologische Implantat wird durch das MRT-Magnetfeld nicht in seiner Funktion eingeschränkt.. · Das Implantat kann als bedingt MRT-sicher angesehen werden..
Zitierweise: · Bodenstein A, Lüpke M, Seiler C et al. Evaluation of the static magnetic field interactions for a newly developed magnetic ophthalmic implant at 3 Tesla MRI. Fortschr Röntgenstr 2019; 191: 209 – 215.
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