Verwendung der 23-Na-Magnetresonanztomographie zur Messung von Natrium im Muskelgewebe

Zusammenfassung

Dieses Video demonstriert die Quantifizierung des Natriumgehalts in menschlichen Geweben mittels Natrium-Magnetresonanztomographie (²³Na-MRT). Der Unterschenkel des Patienten wird in die Hochfrequenzspule (RF) des Geräts gelegt und eine dreidimensionale Gradienten-Echo-Sequenz durchgeführt. Multinukleäre MRT-Bilder werden mit Wasserstoff- und Natriumkernen erstellt, um den Natriumgehalt in verschiedenen Geweben zu quantifizieren.

Protokoll

Alle Eingriffe mit menschlichen Teilnehmern wurden in Übereinstimmung mit den institutionellen, nationalen und internationalen Richtlinien für das Wohlergehen des Menschen durchgeführt und vom lokalen institutionellen Prüfungsausschuss überprüft.

>1. Vorbereitung des Phantomhalters

1. Vier Standard-Natriumlösungen, darunter wässriges NaCl im physiologischen Bereich des peripheren Gewebenatriumgehalts von 10-40 mmol/L, sind in eine Plattform in der Spule eingebettet.

>2. MRT-Untersuchung

Die Quantifizierung des Na⁺-Gehalts im mittleren Wadenbereich wird mit einer MRT-Untersuchung auf einem 3,0 T MRT-Scanner (Philips Healthcare, Cleveland, OH, USA) und einer einfach abgestimmten Quadratur-Natriumspule (Rapid Biomedical GmbH, Rimpar, Deutschland) gemessen.

1. Legen Sie den Teilnehmer in Rückenlage auf den MRT-Patiententisch.
2. Um die Wade am mittleren Gastrocnemius-Muskel abzubilden, platzieren Sie den Phantomhalter in der HF-Spule und legen Sie den linken Unterschenkel auf den Phantomhalter, bevor Sie die obere Hälfte der HF-Spule schließen.
3. Verwenden Sie die dreidimensionale Gradienten-Echo-Sequenz wie folgt.
4. Sichtfeld = 192 × 192 mm², erfasste Matrixgröße = 64 × 64 und Schichtdicke = 30 mm. Eine Wiederholzeit (TR) und Echozeit (TE) von 130/0,99 Millisekunden wird bevorzugt, um Fehler durch verbleibende T1-Signaleffekte zu reduzieren.
5. Erfassen Sie Fett- und Wasserbilder mit dem mDixon-Protokoll, wobei das Sichtfeld (FOV) und die Matrixgröße auf die dreidimensionale Gradienten-Echo-Sequenz abgestimmt sind.
6. Die Aufnahmezeit des Natriumbildes beträgt ca. 15 Minuten.
7. Die gesamte multinukleäre MRT-Untersuchung der unteren Extremität dauert etwa 30 Minuten.

>3. Bildanalyse

1. Messen Sie die mittlere Signalintensität in den Standard-Natriumlösungen.
2. Kalibrieren Sie die Größe der Natriumsignalintensität auf die Standard-Natriumkonzentrationen pro Voxel.
3. Erstellen Sie eine quantitative Natriumkarte und passen Sie die Matrixgröße der Fett-/Wasser-mDixon-Bilder an.
4. Segmentieren Sie jede Region von Interesse mit dem Wasserbild von mDixon, einschließlich der äußeren und inneren Ränder der Haut, der Gesamtmuskulatur, der Knochen, der Blutgefäße und des subfetten Gewebes (SAT).
5. Segmentieren Sie die Hautregion weiter in den hinteren Halbumfang der Haut.
6. Entfernen Sie die Voxel in den Knochen- und Blutgefäßen.
7. Zu den quantifizierten Metriken gehören Hautnatrium (mM/L), Sat-Natrium (mM/L), Muskelnatrium (mM/L), Umfang (cm), SAT-Volumen (^{mm 2}), Muskelvolumen (^{mm 2}), Fett/Wasser-Verhältnis und Fettsignalfraktion.