Utilizzo della risonanza magnetica a 23Na per misurare il sodio nei tessuti muscolari

Abstract

Questo video dimostra la quantificazione del contenuto di sodio nei tessuti umani utilizzando la risonanza magnetica al sodio (²³Na-MRI). La parte inferiore della gamba del paziente viene posizionata all'interno della bobina a radiofrequenza (RF) della macchina e viene eseguita una sequenza tridimensionale gradiente-eco. Le immagini di risonanza magnetica multinucleare vengono generate utilizzando nuclei di idrogeno e sodio per quantificare i livelli di sodio in vari tessuti.

Protocollo

Tutte le procedure che coinvolgono partecipanti umani sono state eseguite in conformità con le linee guida istituzionali, nazionali e internazionali per il benessere umano e sono state esaminate dal comitato di revisione istituzionale locale.

1. Preparazione del supporto fantasma

1. Quattro soluzioni standard di sodio, tra cui NaCl acquoso nell'intervallo fisiologico del contenuto di sodio nei tessuti periferici 10-40 mmol/L, sono incorporate in una piattaforma nella bobina.

2. Esame di risonanza magnetica

La quantificazione del contenuto di Na⁺ nell'area centrale del polpaccio viene misurata utilizzando un esame MRI su uno scanner RM da 3,0 T (Philips Healthcare, Cleveland, OH, USA) e una bobina di sodio in quadratura di sola ricezione sintonizzata (Rapid Biomedical GmbH, Rimpar, Germania).

1. Posizionare il partecipante in posizione supina sul tavolo del paziente per la risonanza magnetica.
2. Per l'imaging del polpaccio in corrispondenza del muscolo gastrocnemio medio, posizionare il supporto del fantoccio all'interno della bobina RF e appoggiare la parte inferiore della gamba sinistra sopra il supporto del fantoccio prima di chiudere la metà superiore della bobina RF.
3. Utilizzare la sequenza gradiente-eco tridimensionale come indicato di seguito.
4. Campo visivo = 192 × 192 mm², dimensione della matrice acquisita = 64 × 64 e spessore della fetta = 30 mm. Un tempo di ripetizione (TR) e un tempo di eco (TE) di 130/0,99 millisecondi sono preferiti per ridurre l'errore dovuto agli effetti residui del segnale T1.
5. Acquisizione di immagini di grasso e acqua utilizzando il protocollo mDixon, con corrispondenza del campo visivo (FOV) e delle dimensioni della matrice alla sequenza tridimensionale gradiente-eco
.
6. Il tempo di acquisizione dell'immagine del sodio è di circa 15 minuti.
7. L'esame totale di risonanza magnetica multinucleare dell'arto inferiore dura circa 30 minuti.

3. Analisi delle immagini

1. Misurare l'intensità media del segnale nelle soluzioni standard di sodio.
2. Calibrare l'intensità del segnale di sodio alle concentrazioni standard di sodio su base per-voxel.
3. Crea una mappa quantitativa del sodio e abbina la dimensione della matrice delle immagini mDixon grasso/acqua.
4. Segmenta ogni regione di interesse utilizzando l'immagine dell'acqua di mDixon, inclusi i bordi esterni e interni della pelle, il muscolo totale, le ossa, i vasi sanguigni e il tessuto sub-adiposo (SAT).
5. Segmentare ulteriormente la regione cutanea nel semiperimetro posteriore della pelle.
6. Rimuovi i voxel nelle ossa e nei vasi sanguigni.
7. Le metriche quantificate includono il sodio cutaneo (mM/L), il sodio SAT (mM/L), il sodio muscolare (mM/L), la circonferenza (cm), il volume SAT (mm²), il volume muscolare (mm²), il rapporto grasso/acqua e la frazione del segnale grasso.