מאמר שיטה

פרוטוקול על ההערכה של חפצים MRI הנגרמת על ידי מתכת שתלים להערכת ההתאמה של השתלים ואת הפגיעות של רצפים של הדופק

DOI:

10.3791/57394

⸱

17 במאי 2018

 ,  ,  ,  ,  ,  ,  , 
1Department of Neuroradiology, Heidelberg University Hospital, 2Department of Prosthodontics, Heidelberg University Hospital

במאמר זה

סיכום

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

אנו מתארים שיטה סטנדרטית כדי להעריך ממצאים תהודה מגנטית הנגרמת על ידי שתלים להערכת ההתאמה של השתלים עבור דימות תהודה מגנטית ו/או את הפגיעות של רצפים שונים הדופק לחפצים מתכתי בעת ובעונה אחת.

תקציר

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

כמו מספר סורקים דימות תהודה מגנטית (MRI), מטופלים עם שתלים רפואיים בהתמדה, רדיולוגים נתקלים יותר ויותר מתכתי הקשורות השתל ממצאים ב- MRI, והתוצאה היא איכות תמונה מופחתת. לכן, התאמת MRI שתלים של חפץ עוצמה, כמו גם הפיתוח של הדופק רצפים כדי להפחית לכלוכים בתמונה, נעשים יותר ויותר חשוב. כאן, אנו מציגים פרוטוקול מקיף המאפשר הערכה מתוקננת של אמצעי האחסון החפץ של שתלים ב- MRI. יתר על כן, פרוטוקול זה יכול לשמש כדי לנתח את הפגיעות של רצפים שונים הדופק לחפצים. ניתן להחיל את הפרוטוקול המוצע לתמונות T1 ו T2-משוקלל עם או בלי שומן-דיכוי וסבילים כל השתלים. יתר על כן, ההליך מאפשר זיהוי האות ההערמות ואובדן חפצים תלת מימדי ונפרד. כפי חקירות קודמות שונה באופן משמעותי בשיטות הערכה, comparability של התוצאות שלהם הייתה מוגבלת. לפיכך, מדידות מתוקננת של MRI החפץ כרכים נחוצים לספק comparability טוב יותר. זה עשוי לשפר את הפיתוח של ההתאמה MRI של השתלים, כדאי דופק רצפים בסופו של דבר לשפר את הטיפול בחולה.

מבוא

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

MRI הפך כלי האבחון חיוני. כתוצאה מכך, מספר מערכות MRI בשימוש שגרתי אבחון נוסף עולה1. במקביל, מספר החולים עם שתלים גוברת גם2,3. בשנת 2012, למשל, יותר מ- 1 מיליון הברך, החלפות מפרקים בוצעו לבד ארה ב4. השכיחות של שתלים כזה היה בערך 7 מיליון בשנת 2010, המתאים יותר מ-10% של נשים ב- 80-89 שנים קבוצת גיל5. כתוצאה מכך, איכות התמונה ואת החשיבות לאבחון של בדיקות MRI הם לעיתים קרובות לקוי על ידי חפצים עקב שתלים מתכתיים, וכתוצאה מכך דיוק האבחון ירד. לכן, את התאמת MRI של שתלים ואת הפגיעות החפץ של רצפי הדופק הופכים יותר ויותר חשוב. גישות רבות פורסמו להערכת מאפיינים אלו. עם זאת, בשל אי-התאמות חזקה בשיטות הערכה בשימוש, התוצאות המתאימים הן קשה להשוות.

ניתן לבצע הערכה של ההתאמה MRI של חומרים על-ידי חישוב שלהם המגנטית6. לעומת זאת, לא יכול להשוות את הפגיעות של רצפים שונים הדופק לחפצים עם הגישה הזאת עבור שתל נתון. להיפך, אמצעי האחסון של החפץ על רצף נתון הדופק בערך משוער עבור שתלים שונים. בנוסף, הניתוח מבוצע לעתים קרובות עם שתלים באופן מלאכותי בצורת7,8. כמו נפח החומר והצורה יש השפעה על גודל החפץ6, תכונות אלה צריכים להילקח בחשבון גם כן. כחלופה המגנטית, ניתן להעריך את גודל החפץ. לעתים קרובות, מחקרים להסתמך רק על ההערכה איכותי של החפץ בגודל9 או דגש על גודל החפץ מימדי מכסה רק פרוסה אחת של השתל החפץ10,11. יתר על כן, פילוח ידנית גישות משמשים לעתים קרובות, וזה לא רק זמן אלא גם נוטה reader "אינטרה" בין ההבדלים11. לבסוף, פרוטוקולים לעיתים קרובות אינם מאפשרים לבדיקת רצפים-רווי שומן, שומן רווי באותו זמן12. זאת, לעומת זאת, יהיה רצוי, כיוון טכניקה שהוחלו דיכוי שומן משפיעה עמוקות על גודל החפץ.

כאן, נציג של פרוטוקול המאפשר אמין, חצי אוטומטי, כימות מבוסס על הסף, תלת מימדי של האות ההערמות ואובדן חפצים של השתל כולו, או כל הפרוסות השתל גלוי פריטים. יתר על כן, היא מאפשרת בדיקה תמונות T1 ו T2-משוקלל עם או בלי שומן-רוויה. הפרוטוקול יכול לשמש כדי להעריך את התאמת MRI של שתלים שונים או את הפגיעות של רצפים שונים הדופק לחפצים מתכתי עבור שתל נתון.

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

פרוטוקול

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

1. הכנה פנטום

  1. לקבוע בנפח השתל (למשל, באמצעות פעולת העקירה מים).
    הערה: היקף המדגם CCT-T והמדגם Z-T נמדד 0.65 mL, mL. 0.73, בהתאמה.
  2. לתקן את מיקום השתל באמצע תיבה שאינם פרומגנטיים, פלסטיק, עמיד למים באמצעות חוט דק. להשתמש בתיבת שגודלם הממצאים MRI הצפוי.
    הערה: אם אין הערכות קשה של אמצעי האחסון החפץ של השתל ו/או דופק הרצף של עניין זמינות, בצע סריקה הבדיקה על-ידי הצבת הפאנטום בתוך קופסה, כ 10 x גדול יותר הפאנטום, מלא במים. אמצעי האחסון החפץ הזה לומדים נע מ- 7.3 מ ל (עבור המדגם CCT-T) ו- mL 0.09 (עבור המדגם Z-T).
  3. בזהירות להמיס תערובת של שמן semisynthetic (58.8%), מים (40%) ו- macrogol-8-stearate (1.2%), שימוש באמבט מים בטמפרטורה 50 º c
    הערה: עבור הדגימות במחקר זה, השתמשנו תערובת 500 מ"ל עבור ההטמעה של כל דגימה.
    1. כאשר התערובת הופך נוזל, תפסיק חימום להתחיל עם ערבוב איטי ו לעצור חימום. ודא כי שם אין הפרדה של השלבים שומן ומים.
  4. ברגע קרישת מתחיל, לאט מתחילים הטבעה השתל עם התערובת. בשביל זה, שופכים את התערובת ההטבעה לאט לתוך תיבת פנטום עם השתל.
    הערה: למזוג חייב להתבצע באיטיות כדי למנוע אוויר הכללה.
  5. הצב את תיבת פנטום עם השתל מוטבע לתוך המקרר ב 4 ° C בלילה עבור לייבוש. למחרת, להסיר כל חלקים נוזלים שיורית על ידי שפייה.

2. בדיקת MRI

  1. מקום הפאנטום (קופסה עם השתל מוטבע) ה MRI בכיוון זהה כמו המצב ויוו . בעמדה באמצע של הפאנטום isocenter של ה MRI.
  2. עבור מדידות, השתמש סליל אשר מאפשר עבור התפלגות אות הומוגנית בתוך האחסון הדמיה ללא איתות חמור והברורה טיפות (למשל, סליל ראשי).
  3. בעת תכנון ה MRI סריקות במסוף MRI, ודא כי תיבת פנטום, כולל קצת אוויר בקצוות של התיבה, בתוך האחסון הדמיה.
  4. לאחר מכן, לבצע את ה-mri.

3. תמונה ניתוח ועיבוד שלאחר

  1. לייצא את התמונות ללא אובדן של איכות (למשל, על ידי דחיסה) מהמסוף MRI (למשל, באמצעות תבנית DICOM). לייבא את התמונות ב- MRI עיבוד דפוס תוכנה המאפשר להנחה האזור של האינטרסים (ROI), הערכת עוצמות האות ROI של פילוח המבוסס על הסף, על כימות של אמצעי האחסון פילוח (ראה טבלה של חומרים).
  2. להגדיר את הסף עבור חפצים ההערמות ולבדוק עבור התפלגות אות הומוגנית בתוך האחסון הדמיה, במקום קווים מאונכים אחד לשני והוא הסמוכים לגבול החיצוני של החפץ גלוי על הפרוסה עם (גודל החפץ המרבי איור 1 א').
    הערה: בכביש מספר חפצים הם חפצים הזחה, הצגת עם אזורים עם עוצמות האות גבוה באופן מלאכותי. הם מתרחשים הכיוון פרוסה וכיוון הבדיקה.
    1. מקום רקע ROI (רועירקע) עם 10 מ מ קוטר בחוץ כל אחד נקודות החיתוך ארבע (איור 1 א'). מקם את הקווים ואת האזורים רקע אינטרסים באמצעות עורך פילוח.
    2. למדוד את עוצמת האות אומר ואת סטיית התקן (SD) של כל voxels בתוך ערכים אלה-רועירקע 4 ועבור כל רועירקע בנפרד. השתמש בכלי הסטטיסטיקה חומר בתצוגה הפרוייקט.
    3. ודא כי עוצמת האות מתכוון לכל רועירקע בטווח של ± 1.5 SD של האות הממוצע של כל אחד עמיתיהם 3 האחרים כדי להבטיח התפלגות אות הומוגנית.
    4. לחשב את הסף עבור בכביש מספר חפצים על-ידי הוספת SD של רועי 3רקע עוצמת האות הממוצע של כל voxels של ערכים אלה-רועירקע 4. לבצע פילוח המבוסס על סף אוטומטי של בכביש מספר חפצים על-ידי בחירת כל voxels עם עוצמות האות גדולה יותר הסף סמוך אותות לחפץ הפסד כל פרוסה. השתמש בכלי מיסוך של העורך פילוח כדי להמחיש את טווח עוצמת אות מוגדרים מראש ולהגביל את פילוח אליו.
  3. כדי להגדיר את הסף עבור האות אובדן חפצים, למקם 4 אזורים תיירותיים (ROIs) באזורים המכילות אוויר (רועיאוויר; כל 10 מ מ קוטר) בפינות של תיבת פנטום, למדוד את עוצמת האות רשע ו- SD של כל voxels בתוך אלה רועי 4 אוויר כפי שמתואר בשלב 3.2, באמצעות את פילוח עורך וסטטיסטיקה "חומר", בהתאמה.
    הערה: אות נוכח אובדן חפצים עם voxels יש עוצמות מלאכותית אות נמוכה. הם נגרמים על ידי חפצים dephasing ותזוזה.
    1. הצב רועי הליבה של החפץ אובדן אות (רועיהליבה) שהוגדרו על-ידי האזור המחובר הגדול של עוצמות אות נמוכה (איור 1 א'). להגדיל את הגודל של רועיהליבה באופן ידני עד גודל אפשרי הגדול ביותר בתוך החפץ אובדן האות אשר עוצמת האות הממוצע הוא נמוך יותר מאשר הממוצע רועיאוויר + 3 x של הגרמנים בהתאמה. לבסוף, למדוד את עוצמת האות רשע ו- SD של רועיהליבה.
    2. לחשב את הסף עוצמת אות על אות אובדן חפצים על-ידי הוספת 3 SD של רועיהליבה כדי הממוצע של רועיהליבה. לבצע פילוח המבוסס על סף אוטומטי של אותות אובדן חפצים על-ידי בחירת כל voxels מחובר רועיליבה עם עוצמות האות מתחת לסף.
    3. השתמש בכלי מיסוך של העורך פילוח כדי להמחיש את טווח עוצמת אות מוגדרים מראש ולהגביל את פילוח אליו. במידת האפשר, השתמש בפונקציה "מילוי" בברז "בחירה" של העורך פילוח כדי לכלול כל voxels בתוך פילוח עדיין לא נבחרו. אם רלוונטי, להוסיף ידנית את החפצים אובדן אות חד-משמעית נוספים אל פילוח.
  4. להחסיר את אמצעי האחסון הפיזי השתל מאמצעי האחסון החפץ מחושב כדי לקבל את העוצמה האמיתית החפץ. חזור על הניתוח לפחות 3 x. מרווח זמן לפחות שבועיים צריך להפריד את קריאות מרובות כדי לא לכלול דעה קדומה למידה.

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

תוצאות

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

עם הפרוטוקול הנ ל, הערכנו את עוצמת החפץ 2 שתלים שונים של כתרים שונים התומכים טיטניום (T; ראה הטבלה של חומרים) [פורצלן התמזגו-אל-מתכת לא חשובים סגסוגת (CCT-T) ו מונוליטי זרקוניה (Z-T); איור 1b ו- 1 c]. המדגם סי טי-טי מייצג קומפוזיציה גשמי פאראמגנטיים מאוד לניבוי חפצים גדולים (קובלט כרום 61%, 21%, ו טונגסטן 11%; CCT). החומר הכתר של Z-T מדגם מייצג חומר פאראמגנטיים נמוך (זרקוניה 92%; Z). יתר על כן, ארבעה רצפים שונים, ללא-שומן-רוו...

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

דיון

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

מספר החולים עם מתכתי שתלים, מספר בדיקות MRI כיום גוברת1,2,3. בעבר, היו בדיקות MRI נמנע לאחר החלפות מפרקים. היום, לעומת זאת, MRI לא נדרשת רק הדמיה לחולים כאלה אך צריך גם לאפשר על ההערכה של סיבוכים סמוכים ישירות שכיחיםהחלפת משותפת. לפיכך, MRI בטיחות, MRI התאמתו של שתלים, כמו גם את רצפי דופק חזקים דיכוי חפץ מתכת, נעשים יותר ויותר חשוב13. על ההערכה של MRI התאמתו של חפץ עוצמה, אנו מציגים פרוטוקול מקיף, היעילה....

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

גילויים

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

טים Hilgenfeld, פרנץ ס Schwindling ו- Juerchott אלכסנדר קיבל מימון מלגת פוסט-דוקטורט של הפקולטה לרפואה של אוניברסיטת היידלברג. המחקר נתמך בחלקה על ידי והאסו-הופ-Stiftung (פרוייקט מס 23011228). המחברים הצהירו במפורש כי ישנם שאין ניגודי אינטרסים בקשר עם מאמר זה.

תודות

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

המחברים רוצה להודות סטפני סאואר, הרוקח בבית החולים במחלקה של בית מרקחת היידלברג אוניברסיטת, שלה תרומתו הפאנטום MRI. בנוסף, ברצוננו להודות מוצרים NORAS MRI GmbH (Höchberg, גרמניה), במיוחד דניאל Gareis על מתן אב טיפוס של הסליל הרב-תכליתי 16 ערוצים. יתר על כן, אנחנו אסירי תודה על שיתוף הפעולה אדיב עם סימנס בריאות GmbH (ארלנגן, גרמניה), במיוחד מתיאס Nittka לסיוע שלהם בכיוונון רצף.

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

חומרים

רשימת החומרים שנעשה בהם שימוש במאמר זה
שםחברהמספר קטלוגהערות
Aqua B. Braun EcotainerB. Braun Melsungen AG, Melsungen, גרמניה
שומן חצי סינטטי: Witepsol W25Caelo Caesar & Loretz GmbH , Hilder , גרמניה4051
Macrogol-8-stearateCaelo Caesar & Loretz GmbH, Hilder, גרמניה3023
קופסת פלסטיק: לא צוין
שתלים: Nobel ReplaceNobel Biocare, Zü עשיר, שוויץ
אמבט מים Haake S5PThermo Scientific, וולת'אם, MA, ארה"ב
צילינדר מדידה Blaubrand Eterna, Class A, Boro 3.3BRAND GmbH + Co Kg, Wertheim, גרמניה32708
סליל: מגווןמוצרי MRI Noras GmbH, Hö chberg, גרמניה
MRI: Magnetom TrioSiemens Healthcare GmbH, Erlangen, גרמניה
תוכנה לאחר התהליך: Amira 6.4Thermo Scientific, Waltham, MA, ארה"ב

מקורות

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Matsumoto, M., Koike, S., Kashima, S., Awai, K. Geographic distribution of CT, MRI and PET devices in Japan: a longitudinal analysis based on national census data. PLoS ONE. 10 (5), (2015).
  2. Cram, P., et al. Total knee arthroplasty volume, utilization, and outcomes among medicare beneficiaries. JAMA. 308 (12), 1227-1236 (1991).
  3. Jordan, R. A., Micheelis, W. Fünfte Deutsche Mundgesundheitsstudie (DMS V). , Deutscher Zahnärzte Verlag DÄV. Köln. (2016).
  4. Steiner, C., Andrews, R., Barrett, M., Weiss, A. HCUP projections mobility/orthopedic procedures 2003 to 2012. , U.S. Agency for Healthcare Research and Quality. Rockville. Report #2012-03 (2012).
  5. Kremers, H., et al. Prevalence of total hip and knee replacement in the United States. The Journal of Bone and Joint Surgery. 97 (17), 1386-1397 (2015).
  6. Schenck, J. The role of magnetic susceptibility in magnetic resonance imaging: MRI magnetic compatibility of the first and second kinds. Medical Physics. 23 (6), 815-850 (1996).
  7. Filli, L., et al. Material-dependent implant artifact reduction using SEMAC-VAT and MAVRIC: a prospective MRI phantom study. Investigative Radiology. 52 (6), 381(2017).
  8. Klinke, T., et al. Artifacts in magnetic resonance imaging and computed tomography caused by dental materials. PloS ONE. 7 (2), (2012).
  9. Lee, J., et al. Usefulness of IDEAL T2-weighted FSE and SPGR imaging in reducing metallic artifacts in the postoperative ankles with metallic hardware. Skeletal Radiology. 42 (2), 239-247 (2013).
  10. Zho, S. -Y., Kim, M. -O., Lee, K. -W., Kim, D. -H. Artifact reduction from metallic dental materials in T1-weighted spin-echo imaging at 3.0 tesla. Journal of Magnetic Resonance Imaging. 37 (2), 471-478 (2013).
  11. Fritz, J., et al. Compressed sensing SEMAC: 8-fold accelerated high resolution metal artifact reduction MRI of Cobalt-Chromium knee arthroplasty implants. Investigative Radiology. 51 (10), 666(2016).
  12. Aguiar, M., Marques, A., Carvalho, A., Cavalcanti, M. Accuracy of magnetic resonance imaging compared with computed tomography for implant planning. Clinical Oral Implants Research. 19 (4), 362-365 (2008).
  13. Talbot, B. S., Weinberg, E. P. MR imaging with metal-suppression sequences for evaluation of total joint arthroplasty. RadioGraphics. 36 (1), 209-225 (2015).
  14. Ai, T., et al. SEMAC-VAT and MSVAT-SPACE sequence strategies for metal artifact reduction in 1.5T magnetic resonance imaging. Investigative Radiology. 47 (5), 267-276 (2012).
  15. Smeets, R., et al. Artefacts in multimodal imaging of titanium, zirconium and binary titanium-zirconium alloy dental implants: an in vitro study. Dento Maxillo Facial Radiology. 46 (2), 20160267(2016).
  16. Nawabi, D. H., et al. MRI predicts ALVAL and tissue damage in metal-on-metal hip arthroplasty. Clinical Orthopaedics and Related Research. 472 (2), 471-481 (2014).
  17. Cooper, H. J., et al. Early reactive synovitis and osteolysis after total hip arthroplasty. Clinical Orthopaedics and Related Research. 468 (12), 3278-3285 (2010).

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

הדפסות חוזרות והרשאות

בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה

בקש הרשאה

תגיות

Pile upT1 weightedT2 weighted

מאמרים קשורים