Medical scanning in austere environments
No Thumbnail Available
URL
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
School of Arts, Design and Architecture |
Master's thesis
Location:
Authors
Date
2021
Department
Major/Subject
Mcode
Degree programme
Master's Programme in Collaborative and Industrial Design
Language
en
Pages
64+8
Series
Abstract
Magnetic resonance imaging (MRI) is an advanced technology in scanning a patient’s soft tissue. However, MRI has some disadvantages, e.g., the high cost, large size, high demands for the use environment and need for highly educated personnel. In recent years the technology around Very-Low-Field MRIs (VLF MRI) has evolved and costs decreased that has raised interests towards them. Devices using VLF MRI technology is smaller in size, cheaper, and safer for scanning. These advantages make it possible to bring MRI scanners out of the conventional hospital environment to satisfy the needs in broader use. This study concentrates on how VLF MRI could be applied to austere environments namely in disaster relief, humanitarian assistance, and combat zone. In my thesis, I researched how different stakeholders operate in austere environments and conduct medical scanning today. Also, I studied what type of requirements these environments set for the design of a VLF MRI. Due to austere environments’ need for robustness and packability, I rely on modularity and product architecture as a framework in my design process. In my work, I investigated which stakeholders provide healthcare and how medical imaging is implemented in these conditions today. In addition, I studied what requirements harsh operating environments, such as field hospitals, set for a low magnetic field imaging device. As a result of my research, I defined design drivers to guide my design process and created a VLF MRI concept for austere environments. These were weather- and shockproofness, portability, and easy to assemble. The definition of the design drivers was based on expert interviews, field studies, and in benchmarking other products designed for austere environments. The thesis is part of the Accessible Magnetic Resonance Imaging (AMRI) research project between Aalto University’s School of Electrical engineering and School of Arts, Design, and Architecture that studies new applications VLF MRIs.Magneettikuvantaminen on edistynyt teknologia potilaan pehmytkudoksen kuvantamiseen. Magneettikuvantamisen haasteina ovat kuitenkin monet tekijät, jotka liittyvät laitteen kustannuksiin, suureen kokoon, käyttöympäristöön vaatimuksiin ja operointiin sekä kuvien tulkintaan tarvitaan korkeasti koulutettua henkilöstöä. Viime vuosina datan analysoinnin menetelmät ovat kehittyneet yhä edistyneemmiksi, mikä mahdollistaa luotettavan diagnosoinnin käyttäen matalampaa magneettikenttää. Teknologian kehitys ja kustannusten lasku on herättänyt kiinnostuksen alhaisempaa magneettikenttää käyttävien kuvantamislaitteita kohtaan. Toisin kuin yleisemmät korkean magneettikentän laitteet, alhaisen magneettikentän laitteet käyttävät heikompaa magneettikenttää kuvan muodostamiseen. Alhaisempaa magneettikenttää käyttävät kuvantamislaitteet voidaan suunnitella kooltaan pienemmiksi, halvemmiksi ja ovat turvallisempia käyttää, toisin kuin yleisesti käytetyt korkeaa magneettikenttää hyödyntävät kuvantamislaitteet. Matalamman magneettikentän mukanaan tuomat hyödyt mahdollistavat magneetti kuvantamistekniikan jalkauttamisen uusiin käyttöympäristöihin. Opinnäytetyössäni tutkin erittäin matalatehoisen magneettikuvantamislaitteen soveltamista haastaviin olosuhteisiin. Tutkimuksessa olen jakanut haastavat olosuhteet kolmeen alakategoriaan, jotka ovat katastrofialueet, humanitaarinen apu sekä konfliktit. Työssäni tutkin mitkä sidosryhmät toimivat alueilla terveydenhuollossa ja miten lääketieteellinen kuvantaminen nykyisin toteutetaan näissä olosuhteissa. Lisäksi tutkin mitä vaatimuksia karut käyttöympäristöt kuten kenttäsairaalat asettavat alhaisen magneettikentän kuvantamislaitteelle. Ankarien käyttöolosuhteiden ja liikuteltavuuden sekä pakattavuuden vuoksi käytännönläheinen muotoiluntutkimukseni tukeutuu tuotearkkitehtuurin ja modulaarisuuden viitekehyksiin. Tutkimuksen tuloksena pystyin asettamaan suunnittelun reunaehdot ohjaamaan muotoiluprosessia, joiden pohjalta loin matalaa magneettikenttää käyttävän kuvantamislaite- konseptin kenttäolosuhteisiin. Näitä olivat mm. iskun kestävyys, suojaus sääolosuhteilta kuten korkeaa lämpötilaa vastaan, kuljetettavuus sekä koottavuus. Opinnäytetyö on osa Aalto-yliopiston Sähkötekniikan ja Taiteiden ja suunnittelun korkeakoulujen välistä Accessible Magnetic Resonance Imaging (AMRI) -tutkimusohjelmaa, jossa tutkitaan alhaisen magneettikentän kuvantamis mahdollisuuksia.Description
Supervisor
Uusitalo, SeveriThesis advisor
Ahola, MarkusKeywords
Medical Scanning, VLF MRI, austere environments, industrial design, field hospital, disaster relief