Protocollo per la valutazione di MRI artefatti causati da metallo impianti per valutare l'idoneità degli impianti e la vulnerabilità delle sequenze di impulsi

L'obiettivo generale di questo metodo è valutare l'idoneità degli impianti per la risonanza magnetica o stimare la vulnerabilità delle sequenze di impulsi agli artefatti metallici. Questo metodo può aiutare a rispondere a domande chiave nel campo della radiologia, come la valutazione dell'idoneità alla risonanza magnetica degli impianti e la stima della vulnerabilità delle sequenze di impulsi da artefatti metallici. Il vantaggio principale di questa metodologia è che consente una valutazione tridimensionale degli artefatti in ponderazioni T1 e T2 con soppressione del grasso e non con soppressione del grasso allo stesso tempo.

Le implicazioni di questa tecnica si estendono alla diagnosi delle malattie perimplantari perché consente l'ottimizzazione dei protocolli di risonanza magnetica per quanto riguarda la riduzione degli artefatti perimplantari. Prima di costruire il fantoccio per questo protocollo, determinare il volume dell'impianto da studiare. Qui, viene utilizzato il metodo dello spostamento dell'acqua e il volume dei campioni misurato rispettivamente 0,65 millilitri e 0,73 millilitri.

Selezionare una scatola impermeabile in plastica non ferromagnetica più grande degli artefatti MRI previsti, quindi fissare la posizione dell'impianto al centro della scatola utilizzando una filettatura sottile. Quindi, sciogliere con cura una miscela di grasso semisintetico, acqua e macrogol-8-stearato usando un bagno d'acqua a 50 gradi Celsius. In questo caso, è stata utilizzata una miscela da 500 millilitri per l'inclusione di ciascun campione.

Una volta che il composto diventa fluido, spegnete il fuoco e poi iniziate a mescolare lentamente. Durante questa operazione, assicurarsi che non vi sia separazione tra le fasi grassa e acquosa nella miscela. Quindi, non appena inizia la coagulazione, versare lentamente la miscela di inclusione nella scatola fantasma con l'impianto, assicurandosi di versare gradualmente per evitare l'inclusione di aria.

Infine, metti il fantasma in frigorifero a quattro gradi Celsius durante la notte per l'essiccazione e decanta il liquido residuo rimanente il giorno successivo. Per l'esame MRI, utilizzare una bobina a radiofrequenza che consenta una distribuzione omogenea del segnale all'interno del volume di imaging senza cadute di segnale gravi ed evidenti. Assicurarsi di posizionare il fantoccio con l'impianto incorporato all'interno della bobina a radiofrequenza con lo stesso orientamento con cui verrebbe posizionato in vivo.

Posizionare il centro del fantoccio nel centro iso della risonanza magnetica. Quindi, impostare le sequenze di imaging sulla console MRI, assicurandosi che la scatola fantasma, compresa un po' d'aria ai bordi della scatola, rientri nel volume di imaging. Quindi acquisisci le immagini che verranno valutate per gli artefatti.

Esporta le immagini dalla console MRI senza compressione, preferibilmente utilizzando il formato DICOM. Quindi, importa le immagini in un software di post-elaborazione che consente di posizionare le regioni di interesse, o ROI, valutare l'intensità del segnale, la segmentazione basata sulla soglia e una quantificazione dei volumi segmentati. Per definire la soglia per gli artefatti di accumulo e verificare la distribuzione omogenea del segnale, utilizzare innanzitutto l'editor di segmentazione per posizionare le linee perpendicolari adiacenti al bordo esterno dell'artefatto visibile sulla fetta con la dimensione massima dell'artefatto.

Quindi, posiziona una ROI di sfondo di 10 millimetri di diametro all'esterno di ciascuno dei quattro punti di intersezione. Successivamente, nella vista del progetto, si utilizza lo strumento di statistica dei materiali per misurare l'intensità media del segnale e la deviazione standard di tutti i voxel all'interno di questi quattro valori di ROI di fondo e per ogni ROI di fondo separatamente. garantire che l'intensità media del segnale di ciascun ROI di fondo sia entro 1,5 deviazioni standard del segnale medio di ciascuna delle altre tre controparti per garantire una distribuzione omogenea del segnale.

Quindi, calcola la soglia per gli artefatti di accumulo aggiungendo tre deviazioni standard del ROI di fondo all'intensità media del segnale di tutti i voxel dei quattro valori ROI. Successivamente, eseguire una segmentazione semiautomatica basata sulla soglia degli artefatti di accumulo. Utilizzare lo strumento di mascheramento per visualizzare l'intervallo di intensità del segnale predefinito e limitare la segmentazione ad esso, selezionando tutti i voxel con intensità del segnale superiori alla soglia adiacente all'artefatto di perdita del segnale.

Per definire la soglia per gli artefatti di perdita del segnale, posizionare prima quattro ROI in aria contenenti regioni di 10 millimetri di diametro agli angoli della scatola fantasma, quindi misurare l'intensità media del segnale e la deviazione standard di tutti i voxel al loro interno. Ora, posiziona un ROI nel nucleo dell'artefatto di perdita di segnale definito dalla più grande area connessa di bassa intensità del segnale. Quindi aumenta manualmente la dimensione di questo ROI fino alla dimensione massima possibile, come definito sullo schermo qui.

Infine, misura l'intensità media del segnale e la deviazione standard di questo ROI principale. Inoltre, calcola la soglia di intensità del segnale per gli artefatti di perdita del segnale come mostrato qui. Quindi esegui una segmentazione semi-automatica basata sulla soglia di questi artefatti selezionando tutti i voxel collegati al ROI principale con intensità del segnale inferiori a questa soglia.

Utilizzare lo strumento di mascheramento dell'editor di segmentazione per visualizzare l'intervallo di intensità del segnale predefinito e limitare la segmentazione ad esso. Se possibile, utilizza la funzione di riempimento nell'editor di segmentazione per includere tutti i voxel che non sono ancora selezionati. Sottrarre il volume fisico dell'impianto dal volume dell'artefatto calcolato per ottenere il vero volume dell'artefatto e ripetere questa analisi almeno tre volte.

Un intervallo di tempo di almeno due settimane dovrebbe separare queste letture multiple per escludere qualsiasi distorsione dell'apprendimento. Qui si vede il posizionamento tipico delle regioni di interesse per misurare le soglie per gli artefatti di accumulo e la distribuzione del segnale negli artefatti di perdita di segnale. Il contorno blu rappresenta la segmentazione semiautomatica per gli artefatti di perdita del segnale.

Le piccole aree rosse corrispondono al risultato di artefatti di accumulo. Qui si vedono gli impianti dentali che supportano diverse corone singole utilizzate nei fantocci. Questi grafici mostrano il volume medio tridimensionale dell'artefatto per ciascun campione di impianto con deviazioni standard dopo aver sottratto il volume fisico dell'impianto.

Sono state valutate quattro sequenze di risonanza magnetica. Qui vengono mostrati i rendering dei volumi degli artefatti per un impianto in titanio cobalto-cromo tungsteno e un impianto in titanio zirconio. Le aree blu rappresentano gli artefatti di perdita del segnale e le aree rosse rappresentano gli artefatti di accumulo.

Di seguito vediamo le immagini sorgente colorate per tutte le sequenze pesate T-2 valutate. Durante il tentativo di questa procedura, è importante scegliere parametri di sequenza identici a quelli della scansione Invivo, per consentire un'accurata trasferibilità dei risultati in vitro. Dopo aver visto questo video dovresti avere una buona comprensione di come valutare la perdita di segnale e gli artefatti di accumulo in modo standardizzato.

Ciò consente di valutare l'idoneità della risonanza magnetica degli impianti o la vulnerabilità delle sequenze di impulsi agli artefatti metallici.