Study on the Correlation between the Change in SAR and Temperature of the Human Head by use Dental Implant on 3.0T Brain MRI : Using the XFDTD program

At the Brain MRI examination, RF Pulse are irradiated on the human head in order to acquire MR images. At this time, a considerable part of the irradiated RF Pulse energy is absorbed in our body and the temperature of the human head will rise depending on the degree of exposure, so it will affect the human head. Even if the same RF Pulse energy is given, if the metal is inserted in the human head, the conductivity of the human head is greatly increased by the metal, so the SAR value increases and the temperature also rises. Therefore, we started this research with the question as to whether there is difference between the change in SAR value and temperature displayed on the head of the human according to use or not of the dental implant. Experiments were using the XFDTD program on a 128 MHz RF Pulse frequency by a 3.0 tesla MRI. We can see that both are increasing that the average value of SAR and temperature that absorbed by the human head model used the dental implant. In addition, the average maximum SAR value and the maximum temperature rise in the brain part are shown below the international safety standard value but the influence can not be ignored because of the result may change according to the increase in the number of dental implant. And as future tasks. we need to the simulation of temperature rise and SAR due to an increase in the number of implants and volumes of teeth, dental implant material.

3.0T Brain MRI 검사 시 치아임플란트 시술 유무와 인체의 SAR, 체온 변화와의 상관관계에 관한 연구 : XFDTD 프로그램을 이용

Brain MRI 검사에서는 영상을 얻기 위해 RF Pulse를 인체에 조사하게 되는데 이때 조사된 RF Pulse 에너지의 상당부분은 우리 몸에 그대로 흡수되게 되고 이로 인해 인체의 온도가 상승하게 되는데 노출 정도에 따라 인체에 영향을 주게 된다. 동일한 RF Pulse 에너지를 주었더라도 인체에 금속이 삽입되었다면 금속으로 인해 인체의 전도도가 상당히 증가하기 때문에 SAR값이 증가하고 체온도 역시 상승할 것이다. 따라서 치아임플란트를 했을 때와 하지 않았을 때 인체의 머리에 나타나는 SAR값의 변화와 인체의 온도변화는 차이가 있지 않을까라는 의문으로 이번 연구를 시작하게 되었다. 실험은 3.0 Tesla MRI장비에서 발생되는 128MHz RF Pulse 주파수대에서 치아임플란트의 사용 유무에 따른 인체가 받는 SAR와 체온의 변화를 XFDTD 프로그램을 사용하여 인체두부 모델과 치아임플란트 모델을 활성화시켜 실험하였다. MRI장비에서 치아임플란트로 인해 인체두부 모델에 흡수되는 SAR의 평균값과 체온 상승을 살펴 본 결과 모두 증가하고 있음을 알 수 있다. 또한 계산 결과 평균 최대 SAR값과 뇌 부분의 최대 온도 상승이 국제 안전 기준치 이하로 나타났으나, 치아임플란트의 개수 증가에 따라 값이 변할 수 있으므로 그 영향을 간과할 수 없으며, 향후 과제로 치아임플란트 개수와 체적의 증가와 치아임플란트 재질에 따른 SAR, 온도 상승 시뮬레이션이 필요하다.