Quantifizierung des menschlichen fetalen Blutflusses mit Magnetresonanztomographie und Bewegungskompensation

Die fetale MRT steht vor mehreren Herausforderungen. Dieses Protokoll befasst sich mit den Problemen der fetalen Bewegung, hohen, räumlichen und zeitlichen Auflösungsanforderungen und dem Mangel an externen Gating-Methoden. Diese Technik nutzt die beschleunigte Bildgebung durch komprimierte Sensorik, die die Bildgebungszeit reduziert, die fetale Bewegung retrospektiv korrigiert und die Extraktion der fetalen Herzfrequenz durch metrisch optimiertes Gating ermöglicht.

Derzeit ist diese Technik nur für die Forschung gedacht, hat jedoch das Potenzial für die Überwachung und Therapieberatung für fetale Pathologien wie angeborene Herzfehler und intrauterine Wachstumsbeschränkung. Nachdem Sie der Mutter in einer geeigneten bequemen Position auf dem MRT-Tisch geholfen haben, stellen Sie das Instrument so ein, dass es eine Lokalisierungsuntersuchung durchführt, um den fötalen Körper mit einer Auflösung von 0,9 x 0,9 x 10 Kubikzentimetern, einer Echozeit von fünf Millisekunden, einer Wiederholungszeit von 15 Millisekunden, einem Sichtfeld von 450 x 450 Quadratmillimetern und sechs Scheiben zu lokalisieren. Stellen Sie die Parameter für die Durchführung einer verfeinerten Lokalisierungsuntersuchung ein, um das fetale Gefäßsystem mit der Schnittgruppe zu lokalisieren, die auf das fetale Herz zentriert ist, mit einer Auflösung von 1,1 x 1,1 mal sechs Kubikmillimetern, einer Echozeit von 2,69 Millisekunden, einer Wiederholungszeit von 1335,4 Millisekunden, einem Sichtfeld von 350 x 350 Quadratmillimetern, 10 Scheiben und einer axialen Ausrichtung des Fötus.

Wiederholen Sie dann die verfeinerten Lokalisatoren mit sagittaler und koronaler Ausrichtung, um eine klarere Sicht auf die fetalen Gefäße zu erhalten. Um den fetalen Blutfluss zu messen, identifizieren Sie nach dem Auffinden der fötalen Gefäße die Gefäße von Interesse. Zum Beispiel ist die absteigende Aorta ein langes, gerades Gefäß in der Nähe der Wirbelsäule in den sagittalen Ebenen, die aufsteigende Aorta und die Hauptpulmonalarterien können als Gefäße identifiziert werden, die den linken bzw. rechten Ventrikel verlassen.

Der Ductus arteriosus kann als nachgeschaltetes Segment der Hauptlungenarterie proximal zur absteigenden Aorta verfolgt werden. Die obere Hohlvene kann von axialen Ebenen in der Nähe der Basis des fetalen Herzens als das an die aufsteigende Aorta angrenzende Gefäß identifiziert werden. Verschreiben Sie eine Scheibe senkrecht zur Achse des interessierenden fetalen Gefäßes und drehen und bewegen Sie die Schnittleitlinie auf der MRT-Konsole so, dass die Scheibe das Zielgefäß senkrecht schneidet.

Stellen Sie die Scanparameter auf eine radiale Phasenkontrast-MRT-Erfassung, eine Auflösung von 1,3 x 1,3 x fünf Kubikmillimetern, eine Echozeit von 3,25 Millisekunden, eine Auflösungszeit von 5,75 Millisekunden, ein Sichtfeld von 240 x 240 Quadratmillimetern, eine Scheibe, eine Geschwindigkeit von 100 bis 150 Zentimetern pro Sekunde und eine Beschichtung je nach Gefäß von Interesse ein. Durch das Flugzeug sieht Radio Geschwindigkeit und Beschichtungsrichtung und 1500 pro Ende Code freie Atmung. Überprüfen Sie nach dem Ausführen des Scans die Verschreibung basierend auf der anfänglichen gemittelten Rekonstruktion, die durchgeführt und auf der MRT-Konsole angezeigt wird. Wiederholen Sie dies für jedes Zielblutgefäß und wenn das Zielgefäß fehlt oder identifizierbar ist.

Nach der Rekonstruktion der fetalen Fluss-CINEs laden Sie die rekonstruierten Datendateien in ein geeignetes Flussanalyse-Softwareprogramm und zeichnen Sie einen Bereich von Interesse, der das Lumen des Blutgefäßes umfasst, das in den anatomischen und geschwindigkeitssensitiven Bildern von Interesse ist. Propagieren Sie die Region von Interesse für alle Herzphasen und korrigieren Sie Änderungen im Gefäßdurchmesser. Zeichnen Sie dann die Durchflussmessungen innerhalb jeder Region von Interesse auf.

In dieser repräsentativen Analyse stellen die extrahierten Bewegungsparameter für Fötus eins und Fötus zwei die Bewegung der absteigenden Aorta über die Dauer des Scans dar. Hier können die gemeinsamen gegenseitigen Informationen jedes Echtzeitrahmens mit allen anderen gemeinsam registrierten Frames für Fötus eins und Fötus zwei beobachtet werden. Die zweite Echtzeit-Rekonstruktion, die zur Ableitung der kardialen Gating-Informationen verwendet wurde, dauerte 10 Minuten pro Scheibe, und die fetalen Herzschlagintervalle wurden durch metrisch optimiertes Gating unter Verwendung eines Multiparametermodells abgeleitet, wie gezeigt.

Abschließende CINE-Rekonstruktionen. Die Verwendung der retrospektiv bewegungskorrigierten und kontrollierten Daten dauerte drei Minuten pro Scheibe und ermöglichte die Erstellung von anatomischen und Geschwindigkeitsrekonstruktionen für die Föten bei Spitzensystole. Rekonstruktionen mit Bewegungskorrektur zeigen Gefäße mit schärferen Wänden.

Ohne Bewegungskorrektur ist die absteigende Aorta verschwommener und weniger auffällig. Die gemessenen Strömungskurven von jedem Fötus zeigten höhere Spitzen- und Mittelflüsse in den Rekonstruktionen ohne Bewegungskorrektur als solche mit Bewegungskorrektur. Die Technik wird verwendet, um die Blutverteilung bei fetalen Pathologien zu untersuchen.

Eine Erweiterung dieser Methode hat die mehrdimensionale Visualisierung und Messung des fetalen Flusses ermöglicht.