Indicazioni cliniche per la risonanza magnetica a sequenza rapida nei pazienti neurochirurgici pediatrici e i limiti e gli ostacoli all'implementazione

Sommario

Qui, presentiamo un protocollo per aumentare l'uso della risonanza magnetica a sequenza rapida (RS-MRI) per pazienti pediatrici per colonna vertebrale, lesioni cerebrali traumatiche (TBI) e idrocefalo, documentando al contempo i limiti e le barriere all'implementazione universale.

Abstract

I protocolli di risonanza magnetica (MRI) rapida e veloce sono diventati sempre più popolari per i pazienti neurochirurgici pediatrici in quanto sono un ottimo modo per ridurre le radiazioni ionizzanti e la sedazione. Sebbene la loro popolarità sia aumentata, ci sono ostacoli da superare quando si passa all'uso clinico, come i costi, la formazione del personale e gli artefatti del movimento. Attraverso questo articolo, abbiamo sviluppato un protocollo per applicazioni cliniche in cui la risonanza magnetica rapida può essere un sostituto o un adiuvante nell'iter diagnostico. Inoltre, delineiamo la letteratura pertinente per l'uso della RS-MRI per le patologie della colonna vertebrale, del trauma cranico e dell'idrocefalo, ampliando al contempo le limitazioni e le barriere logistiche durante la transizione al loro utilizzo, alcune delle quali sono discusse sopra. In questo modo, concludiamo che la RS-MRI può essere utilizzata diagnosticamente per patologie spinali come la siringa e l'idrocefalo. Inoltre, la sua mancanza di sensibilità per i risultati del trauma cranico rende la risonanza magnetica a sequenza rapida (RS-MRI) un forte adiuvante con altre immagini avanzate o tomografia computerizzata (TC) per patologie da lesione cerebrale traumatica (TBI).

Introduzione

Storicamente, la tomografia computerizzata (TC) è stata uno studio di imaging di prima linea in molti scenari per lo screening e il monitoraggio della patologia neurologica. Nella popolazione di pazienti pediatrici, diversi studi hanno sostenuto la riduzione dell'imaging TC per ridurre l'esposizione alle radiazioni. Kessler et al. affermano che la dose efficace di radiazioni della TC della testa (HCT) è proporzionalmente più alta nei bambini piccoli e che un singolo HCT può avere un rischio di mortalità per cancro dello 0,07%. Le leucemie e le neoplasie cerebrali sono le patologie più comuni associate a una maggiore esposizione alle radiazioni¹.

La risonanza magnetica standard, sebbene senza radiazioni, può richiedere la sedazione per ridurre gli artefatti da movimento nei pazienti pediatrici. La sedazione ripetuta solleva preoccupazioni e può avere effetti neurotossici sul cervello in via di sviluppo¹. Flick et al. hanno condotto un ampio studio di coorte abbinato che ha dimostrato che l'esposizione ripetuta all'anestesia prima dei 2 anni può avere maggiori probabilità di portare allo sviluppo di difficoltà di apprendimento².

Con la preoccupazione per l'esposizione alle radiazioni e la sedazione durante l'esecuzione di TC e risonanza magnetica, la risonanza magnetica a sequenza rapida (RS-MRI) è sempre più utilizzata nell'ambiente clinico. La RS-MRI precoce è stata utilizzata nella valutazione dell'idrocefalo. Da allora, si sono sviluppate ulteriori indicazioni per la RS-MRI a causa dei brevi tempi di scansione, dell'assenza di radiazioni ionizzanti e della sedazione, che è importante per la riduzione dei fattori di rischio. Attraverso questa revisione sistematica, miriamo a discutere le applicazioni cliniche in cui la RS-MRI può essere sostituita o adiuvante nel workup diagnostico e i limiti e gli ostacoli all'implementazione.

Protocollo

Questo protocollo segue le linee guida del comitato etico istituzionale per la ricerca umana dell'Università della Carolina del Nord, in quanto è stato creato in seguito a una revisione della letteratura e non ha richiesto soggetti umani reali. Sono state ottenute le autorizzazioni necessarie dai volontari e per le riprese. Le immagini RS-MRI rappresentative utilizzate in questo studio sono state deidentificate.

NOTA: Una revisione della letteratura è stata condotta utilizzando parole chiave come "risonanza magnetica rapida" e "cervello veloce". Sono stati esaminati un totale di 15 articoli e i protocolli di imaging sono stati recuperati e combinati per creare il protocollo seguente.

1. Posizionamento del paziente

1. Prima del posizionamento del paziente, assicurarsi che sia stata completata una revisione approfondita delle controindicazioni all'uso della risonanza magnetica. Informare il paziente che le controindicazioni per la RS-MRI attualmente includono vari tipi di impianti metallici come clip vascolari, corpi estranei, valvole cardiache protesiche e altri tipi di dispositivi metallici. Scansiona il paziente con un metal detector per assicurarti che non vi siano oggetti metallici sciolti.
2. I pazienti che soffrono di ansia o claustrofobia possono richiedere un'attenzione particolare al posizionamento del paziente per ridurre le esacerbazioni di queste condizioni. Fornire ai pazienti un campanello d'allarme con una spiegazione per il suo utilizzo.
   1. Consulta i membri del team di Child Life Specialist. Chiedi loro di rivedere i video con i pazienti per prepararli a cosa aspettarsi.
3. Alcune bobine RS-MRI sono dotate di specchi. Correggili in modo che il paziente possa vedere fuori dallo scanner MRI. Assicurarsi che nei pazienti pediatrici venga praticato un posizionamento accurato del paziente e che vengano scelte bobine adeguate per ottimizzare le immagini RS-MRI.
4. Imaging cranico
   1. Per una risonanza magnetica cerebrale, posizionare il paziente supino e centrato sulla bobina cerebrale con il mento inclinato verso l'alto³. Utilizzare la marcatura di terra, i sensori tattili o la marcatura laser con gli occhi chiusi del paziente.
   2. Fornire tappi per le orecchie per il comfort e la sicurezza del paziente e cuscinetti di immobilizzazione per ridurre il movimento e il rumore.
5. Imaging della colonna vertebrale
   1. Colonna vertebrale cervicale
      1. Posizionare il paziente in posizione supina, con la laringe allineata al centro della bobina cerebrale³. Utilizzare le stesse misure di sicurezza del paziente applicate sopra.
   2. Colonna vertebrale toracica
      1. Posizionare il paziente in posizione supina. Utilizzare una bobina spinale e il centro della bobina spinale per allinearsi con lo sterno³.
   3. Colonna lombare
      1. Posizionare il paziente in posizione supina. Utilizzare la spirale spinale e allinearla centralmente a circa 5 cm sopra le ossa iliache³. Utilizzare una risonanza magnetica verticale se c'è difficoltà a ottenere l'immagine⁴.
6. Tecniche di conforto
   1. Usa tecniche di conforto per ridurre gli artefatti da movimento durante la RS-MRI. Tentare tecniche di conforto, tra cui l'alimentazione, la fasciatura e le restrizioni standard⁵.
   2. Richiedi il coinvolgimento del tutore per aiutarti con le tecniche di calma. Se un tutore non è disponibile, coinvolgi membri del personale esperti come gli specialisti della vita infantile per provare tecniche rilassanti.
   3. Tenta sempre metodi lenitivi conservativi prima dell'escalation della cura. Se sono necessarie restrizioni standard, eseguire un controllo approfondito della pelle dopo la rimozione per valutare la presenza di lividi.
7. Sedazione
   1. Se il paziente continua a rimanere inconsolabile nonostante le tecniche lenitive, consultare l'anestesiologia per le raccomandazioni sulla sedazione e il dosaggio. Ottenere il consenso del tutore con un'escalation delle cure.

2. Valutazione della colonna vertebrale

1. Le seguenti raccomandazioni del protocollo RS-MRI acquisiscono sequenze per il rilevamento e la valutazione di routine delle patologie spinali. Eseguire queste sequenze utilizzando uno scanner da 1,5 Tesla (T) o 3T⁶.
   1. Esamina parametri rappresentativi come la dimensione della matrice, il campo visivo (FoV), il tempo di ripetizione (TR) e il tempo di eco (TE). Seguire i parametri dell'istituto o i parametri elencati di seguito.
2. Regolare l'intero campo visivo della serie della colonna vertebrale su singolo o separato (cervicale-toracico superiore, toracico inferiore-lombare/sacrale). Calcola gli aggiustamenti in base all'habitus corporeo del paziente.
3. Valutazione di Syrinx
   1. Utilizzando il software NUMARIS/4, selezionare la scheda Paziente nell'angolo in alto a sinistra. Dal menu a discesa, selezionare Browser paziente.
   2. Una schermata separata visualizzerà un elenco di opzioni. Da questo elenco, seleziona Utilità di pianificazione. Fare clic una volta sul nome del paziente, seguito dal pulsante di registrazione nella metà inferiore dello schermo.
   3. Una schermata separata visualizzerà il nome, la data di nascita, l'altezza e il peso del paziente. Esamina questi parametri per assicurarti che siano corretti.
   4. In Posizionamento paziente, selezionare Prima la testa - Supina. Nella stessa schermata, in Studio, selezionare Protocollo di valutazione non sedazione del cordone collegato a siringa/corda legata .
   5. All'inizio dello studio di imaging, assicurarsi che la sequenza del localizzatore sia in esecuzione. Questa sequenza determina l'orientamento dello studio. Esegui questa sequenza 2-3 volte nei casi di colonna vertebrale.
   6. Successivamente, eseguire le sequenze assiali e sagittali HASHE (Turbo Spin Echo) a colpo singolo di acquisizione pesata in T2 pesata in T2.
      1. Seguire il protocollo di imaging qui elencato: spessore fetta 3,0 mm, FoV 240 mm, TE 82 ms, TR 1500 ms.
   7. Dopo lo studio, ripetere il passaggio 2.3.1. Dalla schermata separata, selezionare Database locale.
   8. Seleziona il nome del paziente e lo studio completato. Fai clic su Trasferisci nell'angolo in alto a sinistra, quindi su Trasferisci a PACS.
   9. Informare il team di supporto che lo studio è concluso e trasferire il paziente fuori dalla sala scanner MRI. Una volta che il paziente è stato rimosso in sicurezza, riunirlo con un tutore.
4. Altre patologie spinali
   1. In caso di indicazione clinica o sospetto di una patologia del cordone ombelicale, aggiungere una sequenza T2 Short-Ti Inversion Recovery (STIR). Includere questa sequenza nel protocollo precedente ripetendo il passaggio 2.3.1.
   2. Selezionare ______ sequenza SPINE WO . Selezionare la sequenza relativa alla parte della colonna vertebrale che si sta riprendendo (ad esempio, C-SPINE WO).
   3. Dall'elenco delle sequenze aggiuntive che vengono popolate nella colonna di destra, selezionare la sequenza STIR. Segui questi parametri del protocollo: spessore slick 3,0 mm, FoV 280 mm, TE 58,0 ms, TR 4000 ms.
      1. Da notare che STIR annulla il tessuto adiposo, il che aiuta con la distinzione dei tessuti. STIR ha una migliore sensibilità per le patologie del midollo spinale rispetto a HASTE, che è più utile per il liquido cerebrospinale e la differenziazione del cordone ombelicale.
   4. Ripetere i passaggi 2.3.7-2.3.8 per trasferire le immagini aggiuntive per l'interpretazione da parte del radiologo.

3. Valutazione della lesione cerebrale traumatica

1. Eseguire il protocollo consigliato con uno scanner da 1,5 T o 3 T. Selezionare gli scanner dall'elenco disponibile nella Tabella 1.
2. Assicurarsi che le sequenze di lesioni cerebrali traumatiche (TBI) includano ma non siano limitate al recupero dell'inversione assiale attenuata dal fluido (FLAIR), alle sequenze di eco a gradiente assiale (GRE), all'imaging pesato in diffusione assiale (DWI) - eco turbo spin a colpo singolo e HASHE assiale e coronale.
3. Tenere presente che possono esistere variazioni insignificanti in TE, TR, dimensione della matrice e campo visivo. Seguire i protocolli di imaging istituzionale o i parametri elencati di seguito.
   1. Da notare: le sequenze T2 GRE e T2 HASTE molto probabilmente identificano la patologia traumatica.
4. Emorragia
   1. Seguire i passaggi 2.3.1-2.3.3 per selezionare il paziente per lo studio. Dopo aver selezionato il posizionamento del paziente come Head First Supine, in Studio, selezionare NEURO BRAIN.
   2. Verrà visualizzato un elenco aggiuntivo di protocolli e, da tale elenco, selezionare PEDS TRAUMA. Esaminare questo elenco per assicurarsi che contenga le sequenze elencate sopra nel passaggio 3.2.
   3. Per sospetta emorragia, assicurarsi che un radiologo interpreti le immagini GRE. Utilizzare questi parametri per ottenere la migliore qualità di imaging GRE: spessore fetta 4,0 mm, FoV 230 mm, TE 2,46 ms, TR 240 ms.
      NOTA: Questa sequenza è nota per l'aumento del rilevamento dell'emorragia extraassiale rispetto all'imaging TC.
   4. Ripetere i passaggi 2.3.7-2.3.8 per trasferire le immagini aggiuntive per l'interpretazione da parte del radiologo.
5. Lesione assonale diffusa
   1. Oltre alla sequenza GRE, aggiungere un'ulteriore immagine pesata per la suscettibilità assiale (SWI) alla valutazione della lesione assonale diffusa.
      NOTA: Le immagini SWI sono più sensibili del GRE in termini di volume e numero di lesioni emorragiche rilevate.
   2. Ripetere i passaggi 3.4.1-3.4.2. Utilizzare questi parametri per ottenere la migliore qualità di imaging SWI: spessore fetta 3,0 mm, FoV 220 mm, TE 20 ms, TR 27 ms.
   3. L'imaging SWI può comportare tempi di acquisizione più lunghi rispetto al GRE e, pertanto, è più probabile che venga degradato da artefatti di movimento. Rivedi le tecniche lenitive di cui sopra per aiutare a ridurre gli artefatti di movimento.
6. Fratture del cranio
   1. Per sospette fratture del cranio, le sequenze di cui sopra hanno poca sensibilità. Aggiungi una sequenza di risonanza magnetica dell'osso nero al protocollo sopra.
   2. Selezionare la sequenza di ossa nere tornando alla scheda Browser paziente. Da questa scheda, selezionare il protocollo Neuro Brain .
   3. Dall'elenco dei protocolli aggiuntivi visualizzato a sinistra, selezionare PEDS Trauma seguito dalla sequenza Black Bone .
   4. La sequenza dell'osso nero è una sequenza GRE con TE e TR più corti e un angolo di ribaltamento ottimale per differenziare i tessuti molli e l'osso. Selezionare i seguenti protocolli di imaging ^1,7: TE 4,20 ms, TR 8,60 ms e angolo di ribaltamento di 5° nella scheda Routine della schermata delle proprietà dello studio.
   5. La TC della testa è il gold standard per la valutazione delle fratture del cranio, come mostrato nella Figura 1. Discuti i rischi e i benefici con i tutori e determina il percorso più appropriato. Se il paziente ha completato un'indagine scheletrica nel workup del trauma cranico, esaminare la radiografia del cranio prima di iniziare la TC della testa.

4. Valutazione dell'idrocefalo e dello shunt

1. Eseguire il protocollo su 1,5 T o 3 T. Rivedere le sequenze con hardware e software standard disponibili in commercio.
2. Valutazione dell'idrocefalo
   1. Seguire i passaggi 2.3.1-2.3.3 per selezionare il paziente per lo studio. Dopo aver selezionato il posizionamento del paziente come Head First Supine, in Studio, selezionare Neuro Brain.
   2. Verrà visualizzato un elenco aggiuntivo di protocolli. Da quell'elenco, seleziona Sequenza rapida.
   3. Inizia lo studio con una sequenza localizzatrice chiamata AAHScout. Assicurarsi che questa sequenza di localizzazione inizi automaticamente all'inizio dello studio.
   4. Per la valutazione dell'idrocefalo, includere una sequenza pesata in TurboFLASH T1 e una sequenza pesata in HASTE T2. La sequenza TurboFLASH è una sequenza GRE modificata con angoli TE, TR e flip più corti.
      1. Per HASTE T2 eseguito su un 1,5 T, utilizzare i seguenti parametri consigliati⁸: Tempo di ripetizione (TR) 744 ms, tempo di eco 104 ms, angolo di ribaltamento 150°, campo visivo 230 mm, matrice 256 × 156, numero di acquisizioni 1, spessore fetta 4 mm con un salto di 1 mm e fattore I-PAT di 2.
      2. Per HASTE T2 eseguito su un 3 T, utilizzare i seguenti parametri consigliati⁸: 3-Tesla: TR 358 ms, tempo di eco 90 ms, angolo di ribaltamento 150°, campo visivo 220 mm, matrice 256 × 156, numero di acquisizioni 1, spessore fetta 4 mm con salto di 1 mm e fattore I-PAT di 2.
         NOTA: Le immagini del peso HASTE T2 forniscono la migliore qualità di imaging per la valutazione ventricolare. Se viene posizionato un catetere, le immagini pesate TurboFLASH T1 sono più adatte per la visualizzazione del catetere.
   5. Utilizzare questi protocolli di imaging per la sequenza pesata TurboFLASH T1: spessore della fetta 4,0 mm, FoV 230 mm, TE 2,46 ms, TR 240 ms. Visualizzando la scheda Esame a sinistra, assicurati che entrambe le sequenze siano su tre piani: assiale, sagittale e coronale. L'imaging multiplanarare fornisce una migliore visualizzazione del catetere rispetto all'imaging uniplanare.
   6. Trasferisci le immagini utilizzando i passaggi 2.3.7-2.3.8.
3. Valutazione dello shunt
   1. Seguire il protocollo sopra per la valutazione dell'idrocefalo. Ripetere la sequenza di imaging fino a ottenere una chiara visualizzazione del catetere shunt.
      NOTA: Un riepilogo delle sequenze consigliate è disponibile di seguito nella Tabella 1. Sono incluse solo le sequenze ad alto rendimento.

Risultati

Valutazione della colonna vertebrale
Ryan et al. hanno condotto uno studio prospettico per determinare la fattibilità della risonanza magnetica rapida della colonna vertebrale nella valutazione della siringa nei pazienti pediatrici. I pazienti con malformazioni note o sospette della siringa o di Chiari sono stati sottoposti a risonanza magnetica spinale rapida (HASTE) e risonanza magnetica standard senza mezzo di contrasto. Le immagini sono state esaminate alla cieca da neuroradiologi pediatrici che h...

Discussione

La RS-MRI offre uno strumento diagnostico alternativo per immagini nei pazienti pediatrici. La RS-MRI utilizza sequenze pesate in T2 per visualizzare le patologie craniche e spinali, con tempi di scansione più rapidi rispetto alle tradizionali modalità di neuroimaging.

Attraverso una revisione della letteratura e l'osservazione, abbiamo sviluppato un protocollo per l'uso della RS-MRI. Abbiamo scoperto che le sequenze più rilevanti per la diagnosi di patologie ...

Materiali

Elenco dei materiali utilizzati in questo articolo

Nome	Azienda	Numero di catalogo	Commenti
Campanello d'allarme	Siemens
Spire cerebrali e spinali	Siemens
Modulo di consenso che deve essere compilato dai genitori o dal tutore.	Sistema Sanitario Locale	N/A
Tappi per le orecchie	Tappi per le orecchie 3M Classic	https://www.3m.com/3M/en_US/p/?Ntt=classic+ear+plugs
Metal Detector Ferroguard	Metrasens	https://www.metrasens.com/solution/ferroguard-assure/
Immobilizzazione contenzioni	Siemens
Landmarker, marcatori laser o sensori tattili	Siemens
Interruzione di corrente RM	Siemens
Pulsante di spegnimento MR	Siemens		scanner https://www.siemens-healthineers.com/magnetic-resonance-imaging
risonanza magnetica	Magnetom Avanto	https://www.siemens-healthineers.com/en-us/magnetic-resonance-imaging/0-35-to-1-5t-mri-scanner/magnetom-avanto	Altri marchi: Discovery 750, scanner HDXT Signa, GE Healthcare, Aera e Skyra, Siemens, Erlangen e Germania
Tecnico radiologico.	Sistema Sanitario Locale	N/A
Radiologo	Sistema sanitario locale	N/A
Hardware e software standard per risonanza magnetica	NUMARIS	Versione 4
Cuscinetti e cuscini	di supporto Medline	www.medline.com	Alternativa: Elettrodinamica di qualità

https://www.siemens.com/global/en/products/buildings/fire-safety/evacuation/notification-ul.htmlhttps://www.siemens-healthineers.com/magnetic-resonance-imaginghttps://www.siemens-healthineers.com/magnetic-resonance-imaginghttps://www.siemens-healthineers.com/magnetic-resonance-imaginghttps://www.siemens-healthineers.com/magnetic-resonance-imaging