Quantitative Imagerie par résonance magnétique de la maladie du muscle squelettique

Bruce M. Damon; Ke Li; Richard D. Dortch; E. Brian Welch; Jane H. Park; Amanda K. W. Buck; Theodore F. Towse; Mark D. Does; Daniel F. Gochberg; Nathan D. Bryant

doi:10.3791/52352

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Article de méthode

Quantitative Imagerie par résonance magnétique de la maladie du muscle squelettique

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DOI :

10.3791/52352

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18 décembre 2016

Bruce M. Damon¹^,²^,³^,⁴ , Ke Li¹^,² , Richard D. Dortch¹^,² , E. Brian Welch¹^,² , Jane H. Park¹^,²^,⁴ , Amanda K. W. Buck¹^,² , Theodore F. Towse¹^,²^,⁵ , Mark D. Does¹^,²^,³ , Daniel F. Gochberg¹^,²^,⁶ , Nathan D. Bryant¹^,²

¹Institute of Imaging Science, Vanderbilt University, ²Department of Radiology and Radiological Sciences, Vanderbilt University, ³Department of Biomedical Engineering, Vanderbilt University, ⁴Department of Molecular Physiology and Biophysics, Vanderbilt University, ⁵Department of Physical Medicine and Rehabilitation, Vanderbilt University, ⁶Department of Physics and Astronomy, Vanderbilt University

Dans cet article

Résumé

Les maladies neuromusculaires présentent souvent un variant temporellement, pathologie spatialement hétérogène et multi-facettes. L'objectif de ce protocole est de caractériser cette pathologie en utilisant des méthodes d'imagerie par résonance magnétique non-invasives.

Résumé

L’imagerie par résonance magnétique quantitative (IRMq) décrit le développement et l’utilisation de l’IRM pour quantifier les propriétés physiques, chimiques et/ou biologiques des systèmes vivants. Les maladies neuromusculaires présentent souvent une pathologie variable dans le temps, spatialement hétérogène et à multiples facettes. L’objectif de ce protocole est de caractériser cette pathologie à l’aide de méthodes d’IRMq. Le protocole d’acquisition de l’IRM commence par des images d’alignement de piste (utilisées pour localiser la position du corps et des tissus d’intérêt dans le système d’IRM), des mesures de contrôle de la qualité des distributions de champ magnétique pertinentes et une imagerie structurale pour la caractérisation anatomique générale. La partie IRMq du protocole comprend des mesures des constantes de temps de relaxation longitudinales et transversales (T1 et T2, respectivement). Des données IRM à tenseur de diffusion ont également été acquises, dans lesquelles la diffusivité de l’eau est mesurée et utilisée pour déduire des processus pathologiques tels que l’œdème. L’imagerie quantitative par transfert d’aimantation est utilisée pour caractériser le contenu tissulaire relatif des protons macromoléculaires et de l’eau libre. Enfin, les méthodes d’IRM graisse-eau sont utilisées pour caractériser le remplacement du tissu fibro-adipeux du muscle. En plus de décrire les procédures d’acquisition et d’analyse des données, cet article traite également des problèmes potentiels associés à ces méthodes, de l’analyse et de l’interprétation des données, de la sécurité de l’IRM et des stratégies de réduction des artefacts et d’optimisation des protocoles.

Introduction

imagerie par résonance magnétique quantitative (QMRI) décrit le développement et l'utilisation de l'IRM pour quantifier physiques, chimiques et / ou des propriétés biologiques des systèmes vivants. QMRI exige que l'on adopte un modèle biophysique pour le système constitué par le tissu d'intérêt et une séquence d'impulsions d'IRM. La séquence d'impulsions est conçu pour sensibiliser les intensités de signal des images au paramètre d'intérêt dans le modèle. Propriétés des signaux d'IRM (d'amplitude du signal, la fréquence et / ou phase) sont mesurés et analysés selon le modèle. L'objectif est de produire une estimation non bi....