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方法論記事

小児脳神経外科患者における迅速シークエンスMRIの臨床適応と実施の限界と障壁

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DOI:

10.3791/65797

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2024年1月12日

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1School of Medicine, University of North Carolina, Chapel Hill, 2Department of Radiology, University of North Carolina at Chapel Hill, 3Department of Neurosurgery, University of North Carolina at Chapel Hill

この記事について

サマリー

ここでは、脊椎、外傷性脳損傷 (TBI)、および水頭症の小児患者に対する迅速シーケンス磁気共鳴画像法 (RS-MRI) の使用を増やすためのプロトコルを提示し、普遍的な実装に対する制限と障壁を文書化します。

要約

迅速かつ高速な磁気共鳴画像法(MRI)プロトコルは、電離放射線と鎮静を減らす優れた方法であるため、小児脳神経外科患者にますます人気が高まっています。その人気が高まっている一方で、臨床での使用に移行する際には、コスト、人員配置、モーションアーティファクトなど、克服すべきハードルがあります。この論文を通じて、迅速MRIが診断的精密検査の代替または補助剤となり得る臨床応用のためのプロトコルを開発しました。さらに、脊椎、TBI、および水頭症の病状に対するRS-MRIの使用に関する関連文献を概説し、それらの使用に移行する際の制限とロジスティックな障壁を拡大します。これにより、RS-MRIは、syrinxやhydrocephalusなどの脊椎の病状に対して診断的に使用できると結論付けています。さらに、TBI所見に対する感度の欠如により、ラピッドシーケンス磁気共鳴画像法(RS-MRI)は、外傷性脳損傷(TBI)の病状に対する他の高度なイメージングまたはコンピューター断層撮影(CT)の強力なアジュバントになります。

概要

歴史的に、コンピューター断層撮影(CT)は、神経病理のスクリーニングとモニタリングのための多くのシナリオで第一選択の画像研究でした。小児患者集団では、複数の研究が放射線被ばくを減らすためにCTイメージングの減少を提唱しています。Kesslerらは、頭部CT(HCT)の実効放射線量は幼児に比例して高く、1回のHCTの生涯がん死亡リスクは0.07%になると述べている。白血病と脳悪性腫瘍は、放射線被曝の増加に関連する最も一般的な病状です1。

標準的なMRIは放射線を伴わないが、小児患者の運動アーチファクトを減らすために鎮静剤が必要な場合がある。鎮静を繰り返すと懸念が生じ、発達中の脳に神経毒性の影響を与える可能性があります1。Flickらは、2歳になる前に麻酔に繰り返しさらされると、学習障害の発症につながる可能性が高いことを示す大規模な一致したコホート研究を行いました2。

CTやMRIを行う際の放射線被ばくや鎮静剤への配慮から、臨床現場ではラピッドシーケンスMRI(RS-MRI)がますます使用されています。初期のRS-MRIは、水頭症の評価に使用されました。それ以来、スキャン時間が短いこと、電離放射線がないこと、リスク因子の低減に重要な鎮静剤などにより、RS-MRIの適応症がさらに増えてきました。このシステマティックレビューを通じて、RS-MRIを診断精密検査で代替またはアジュバントできる臨床応用と、実装の限界と障壁について議論することを目指しています。

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プロトコル

このプロトコルは、ノースカロライナ大学の機関であるヒト研究倫理委員会のガイドラインに従っており、文献レビューに次ぐ形で作成され、実際のヒト被験者は必要としませんでした。ボランティアからの必要な許可と撮影のための許可が得られました。この研究で使用された代表的なRS-MRI画像は匿名化されています。

注:文献のレビューは、「迅速なMRI」や「速い脳」などのキーワードを使用して行われました。合計 15 の論文をレビューし、イメージングプロトコルを取得して組み合わせ、以下のプロトコルを作成しました。

1. 患者のポジショニング

  1. 患者のポジショニングの前に、MRIの使用に対する禁忌の徹底的なレビューが完了していることを確認してください。RS-MRIの禁忌には、現在、血管クリップ、異物、人工心臓弁、その他の種類の金属デバイスなど、さまざまな種類の金属インプラントが含まれていることを患者に伝えます。金属探知機で患者をスキャンして、金属物体が緩んでいないことを確認します。
  2. 不安や閉所恐怖症の患者は、これらの状態の悪化を減らすために、患者のポジショニングに特別な注意を払う必要がある場合があります。患者に警鐘を鳴らし、その使用についての説明をします。
    1. チャイルドライフスペシャリストチームのメンバーに相談してください。患者と一緒にビデオを見直すように依頼し、患者が何を期待するかに備えるよう依頼します。
  3. RS-MRIコイルにはミラーが付いているものがあります。患者がMRIスキャナーから外を見ることができるように、それらを修正します。小児患者では、正確な患者位置決めが実践され、RS-MRI画像を最適化するために適切なコイルが選択されていることを確認します。
  4. 頭蓋イメージング
    1. 脳MRIの場合、患者を仰臥位に置き、あごを上に傾けて脳コイルの中央に配置します3。患者の目を閉じた状態で、ランドマーク、タッチセンサー、またはレーザーマーキングを使用します。
    2. 患者の快適さと安全性のための耳栓と、動きと騒音を減らすための固定パッドを提供します。
  5. 脊椎イメージング
    1. 頸椎
      1. 患者を仰臥位に置き、喉頭を脳コイル3の中心に揃える。上記と同じ患者安全対策を使用してください。
    2. 胸椎
      1. 患者を仰臥位に置きます。スパインコイルとスパインコイルの中心を利用して、胸骨3に合わせます。
    3. 腰椎
      1. 患者を仰臥位に置きます。脊椎コイルを使用し、腸骨より約5cm上方の中央に位置合わせします3。画像の取得が困難な場合は、直立MRIを使用してください4。
  6. 慰めのテクニック
    1. RS-MRI中のモーションアーチファクトを減らすために、快適な技術を使用してください。給餌、おくるみ、標準的な拘束具など、慰めのテクニックを試してみてください5.
    2. 鎮静技術を支援するために、保護者の関与を要請してください。保護者が不在の場合は、チャイルドライフスペシャリストのような経験豊富なスタッフになだめるテクニックを試してもらいましょう。
    3. ケアをエスカレートする前に、常に保守的な鎮静方法を試みてください。標準的な拘束が必要な場合は、取り外し後に徹底的な皮膚チェックを行い、あざがないか評価してください。
  7. 鎮静
    1. なだめるような技術にもかかわらず患者が慰められないままである場合は、鎮静の推奨事項と投与量について麻酔科に相談してください。.ケアのエスカレーションで保護者の同意を取得します。

2. 背骨の評価

  1. 以下のRS-MRIプロトコルの推奨事項は、脊椎の病状の日常的な検出と評価のためのシーケンスをキャプチャします。これらのシーケンスは、1.5テスラ(T)または3Tスキャナー6を使用して実行します。
    1. マトリックスサイズ、視野(FoV)、繰り返し時間(TR)、エコー時間(TE)などの代表的なパラメータを確認します。教育機関のパラメータまたは以下のパラメータに従ってください。
  2. 脊椎シリーズ全体の視野を単一または分離(頸椎-上部胸部、下部胸部-腰椎/仙骨)に調整します。患者の身体のハビトゥスに基づいて調整を計算します。
  3. Syrinx評価
    1. NUMARIS/4 ソフトウェアを使用して、左上隅にある [Patient ] タブを選択します。ドロップダウンメニューから、[ Patient Browser]を選択します。
    2. 別の画面にオプションのリストが表示されます。このリストから、[ スケジューラ] を選択します。患者の名前を一度クリックし、次に画面の下半分にある登録ボタンをクリックします。
    3. 別の画面に、患者の名前、生年月日、身長、体重が表示されます。これらのパラメータが正しいことを確認します。
    4. 「患者のポジショニング」で、「 ヘッドファースト - 仰臥位」を選択します。同じ画面の [Study] で、[ SYRINX/TETHERED CORD NON-SEDATIONATION EVALUATION] プロトコルを選択します。
    5. イメージング研究の開始時に、ローカライザーシーケンスが実行されていることを確認します。このシーケンスによって、スタディの方向性が決まります。脊椎の場合、このシーケンスを2〜3回実行します。
    6. 次に、選択した T2 重み付きハーフフーリエ取得シングルショット ターボ スピン エコー (HASTE) 軸方向および矢状シーケンスを実行します。
      1. ここに記載されているイメージングプロトコルに従ってください:スライス厚さ3.0 mm、FoV 240 mm、TE 82 ms、TR 1500 ms。
    7. 調査後、手順2.3.1を繰り返します。別の画面表示から、[ ローカルデータベース]を選択します。
    8. 患者の名前を選択し、試験が完了しました。左上隅にある[ 転送 ]をクリックし、[ PACSに転送]をクリックします。
    9. 研究が終了したことをサポートチームに通知し、患者をMRIスキャナールームから移送します。患者が安全に移動したら、患者を保護者と再会させます。
  4. その他の脊椎の病状
    1. 臍帯の病状の臨床的適応または疑いがある場合は、T2 Short-Ti Inversion Recovery(STIR)シーケンスを追加します。この手順 2.3.1 を繰り返して、このシーケンスを上記のプロトコルに含めます。
    2. ______- SPINE WO sequenceを選択します。イメージングされる脊椎の部分に関連するシーケンスを選択します(例:C-SPINE WO)。
    3. 右側の列に入力される追加のシーケンスのリストから、STIRシーケンスを選択します。次のプロトコルパラメータに従ってください:スリック厚さ3.0 mm、FoV 280 mm、TE 58.0 ms、TR 4000 ms。
      1. 注目すべきは、STIRが脂肪組織を無効化し、組織の識別に役立つことです。STIRは、CSFと臍帯の分化に有用であるHASTよりも臍帯の病状に対する感度が優れています。
    4. 手順2.3.7〜2.3.8を繰り返して、放射線科医による解釈のために追加の画像を転送します。

3. 外傷性脳損傷の評価

  1. 1.5 Tまたは3 Tスキャナーで推奨プロトコルを実行します。 表 1 のリストからスキャナーを選択します。
  2. 外傷性脳損傷(TBI)シーケンスには、軸流流体減衰反転回復(FLAIR)、軸方向勾配エコーシーケンス(GRE)、軸方向拡散強調イメージング(DWI)-シングルショットターボスピンエコー、軸方向および冠状ヘイストが含まれますが、これらに限定されません。
  3. TE、TR、マトリックス サイズ、および視野にわずかな変動が存在する可能性があることに注意してください。機関のイメージングプロトコルまたは以下にリストされているパラメータに従ってください。
    1. 注目すべきは、T2 GREおよびT2 HASTE配列は、外傷性の病理を特定する可能性が最も高いことです。
  4. 出血
    1. 手順 2.3.1 から 2.3.3 に従って、研究の患者を選択します。患者のポジショニングを Head First Supineとして選択した後、 Studyで NEUROBRAINを選択します。
    2. プロトコルの追加リストが入力され、そのリストから PEDS TRAUMA を選択します。このリストを確認して、上記のステップ 3.2 にリストされているシーケンスが含まれていることを確認します。
    3. 出血が疑われる場合は、放射線科医がGRE画像を解釈していることを確認してください。最高のGREイメージング品質を得るには、スライスの厚さ4.0 mm、FoV 230 mm、TE 2.46 ms、TR 240 msのパラメータを使用します。
      注:このシーケンスは、CTイメージングと比較した場合、軸外出血の検出が増加していることで注目に値します。
    4. 手順2.3.7〜2.3.8を繰り返して、放射線科医による解釈のために追加の画像を転送します。
  5. びまん性軸索損傷
    1. GREシーケンスに加えて、びまん性軸索損傷の評価に軸方向感受性重み付け画像(SWI)を追加します。
      注:SWI画像は、検出された出血性病変の量と数の点でGREよりも感度が高くなります。
    2. 手順3.4.1〜3.4.2を繰り返します。最高のSWIイメージング品質を得るには、スライス厚さ3.0 mm、FoV 220 mm、TE 20 ms、TR 27 msのパラメータを使用します。
    3. SWIイメージングは、GREと比較して取得時間が長くなる可能性があるため、モーションアーチファクトによって劣化する可能性が高くなります。上記のなだめるようなテクニックを確認して、モーションアーティファクトを減らすのに役立ててください。
  6. 頭蓋骨骨折
    1. 頭蓋骨骨折が疑われる場合、上記のシーケンスはほとんど感度がありません。上記のプロトコルに黒骨MRIシーケンスを追加します。
    2. 黒ボーンのシーケンスを選択するには、 Patient Browser タブに戻ります。このタブから、 Neuro Brain プロトコルを選択します。
    3. 左側に表示された追加のプロトコルのリストから、 PEDS Trauma を選択し、続いて Black Bone シーケンスを選択します。
    4. 黒骨シーケンスは、TEとTRが短く、軟部組織と骨を区別するための最適なフリップ角度を持つGREシーケンスです。次のイメージングプロトコルを選択します 1,7: TE 4.20 ms、TR 8.60 ms、および試験プロパティ画面のルーチンタブでフリップ角度 5° を選択します。
    5. 頭部CTは、 図1に示すように、頭蓋骨骨折を評価するためのゴールドスタンダードです。保護者とリスクとベネフィットについて話し合い、最適なコースを決定します。患者がTBI精密検査で骨格調査を完了している場合は、頭部CTを開始する前に頭蓋骨のX線写真を調べてください。

4. 水頭症とシャントの評価

  1. 1.5 Tまたは3 Tでプロトコールを実行し、市販の標準的なハードウェアおよびソフトウェアを使用して配列をレビューします。
  2. 水頭症の評価
    1. 手順 2.3.1 から 2.3.3 に従って、研究の患者を選択します。患者のポジショニングを Head First Supin として選択した後、 Study(研究)で Neuro Brain(ニューロブレイン)を選択します。
    2. プロトコルの追加リストが入力されます。そのリストから、[ Rapid Sequence]を選択します。
    3. AAHScout という名前のローカライザー配列から研究を開始します。このローカライザーシーケンスが試験の開始時に自動的に開始されることを確認します。
    4. 水頭症の評価には、TurboFLASH T1 強調配列と HASTE T2 強調配列を含めます。TurboFLASHシーケンスは、TE、TR、およびフリップアングルを短くした修正GREシーケンスです。
      1. 1.5 TでHASTE T2を実行する場合、推奨パラメータ8を使用します:繰り返し時間(TR)744 ms、エコー時間104 ms、反転角度150°、視野230 mm、マトリックス256 × 156、取得数1、スライス厚さ4 mm、スキップ1 mm、I-PAT係数2。
      2. 3 Tで実行されるHASTE T2の場合、次の推奨パラメータ8を使用します:3-テスラ:TR 358 ms、エコー時間90 ms、フリップ角度150°、視野220 mm、マトリックス256 × 156、取得数1、スライス厚さ4 mm、スキップ1 mm、I-PAT係数2。
        注:HASTE T2ウェイト画像は、心室評価に最適な画像品質を提供します。カテーテルを留置する場合、TurboFLASH T1 ウェイト画像の方がカテーテルの視覚化に適しています。
    5. TurboFLASH T1 強調シーケンスには、スライス厚さ 4.0 mm、FoV 230 mm、TE 2.46 ms、TR 240 ms のイメージングプロトコルを使用します。左側の[Exam]タブを見て、両方のシーケンスが軸方向、矢状方向、冠状体の3つの平面にあることを確認します。マルチプレーナーイメージングは、ユニプレーナーイメージングと比較して、カテーテルのより良い視覚化を提供します。
    6. 手順2.3.7-2.3.8を使用して画像を転送します。
  3. シャント評価
    1. 水頭症の評価については、上記のプロトコルに従ってください。シャントカテーテルの明確な視覚化が得られるまで、イメージングシーケンスを繰り返します。
      注:推奨配列の要約は、以下の 表1に記載されています。高収量の配列のみが含まれます。

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結果

脊椎の評価
Ryan らは、小児患者の syrinx の評価における迅速な脊椎 MRI の実現可能性を判断するための前向き研究を実施しました。既知または疑われるsyrinxまたはChiari奇形を有する患者は、迅速脊椎MRI(HASTE)および標準的な非造影MRを受けました。画像は、以下の結果を測定した小児神経放射線科医によって盲目的にレビューされました:syrinxの有無、syrinx測定、クローヌスの位置、小脳扁桃異所性と程度、およびfilum検出。彼らは、サイズが2.3mmを超え、患者が1歳以上である場合、syrinx(感度87.8%、特異度94.7%)を特定しました。脊椎迅速MRIと標準的な脊椎画像法との間に臨床的に有意な差はなかった9。RS-MRIで同定された腰仙椎の一例を 図2に示します。

Gewirtz らは、脊椎迅速 MRI を受けた患者のレトロスペクティブ チャート レビューを実施しました。患者(n = 45)のスキャ...

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ディスカッション

RS-MRIは、小児患者における代替の画像診断ツールを提供します。RS-MRIは、T2重み付けシーケンスを使用して頭蓋および脊椎の病状を視覚化し、従来のニューロイメージングモダリティよりもスキャン時間を短縮します。

文献レビューと観察を通じて、RS-MRIの使用プロトコルを開発しました。脊椎の病状の診断に最も関連性のある配列は、T2 HASTEおよびSTIRであることがわかりました。さらに、T2 GREとHASTEは、外傷性の病理を特定する可能性が最も高いでした。最後に、T2 HASTEは水頭症の心室評価に最高の画質を提供し、TurboFLASH T1強調画像はカテーテルの視覚化により適しています。T2 HASTE配列は、上記のすべての病状を診断するために重要でした。電離放射線と鎮静曝露の減少はRS-MRIの大きな利点ですが、より活動的な患者は鎮静を必要とする場合があり、これらの利点の一部が減少します。このプロトコルでは、活動的な患者の運動アーチファクトを減らすためのさまざまな鎮静技術について説明します。さらに、R...

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開示事項

著者は開示していません。

謝辞

このレビューのための資金はありませんでした。

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材料

この記事で使用された材料の一覧
名前会社カタログ番号コメント
警鐘 シーメンス 
脳と脊椎コイルシーメンス 
保護者の方のご記入同意書 Local Health SystemN/A
耳栓 3M クラシック 耳栓https://www.3m.com/3M/en_US/p/?Ntt=classic+ear+plugs
Ferroguard 金属探知機 Metrasenshttps://www.metrasens.com/solution/ferroguard-assure/
固定拘束シーメンス 
Landmarkers、レーザーマーカー、タッチセンサーSiemens 
MR電源遮断 シーメンス 
MRクエンチボタンシーメンス 
MRIスキャナーMagnetom Avanto https://www.siemens-healthineers.com/en-us/magnetic-resonance-imaging/0-35-to-1-5t-mri-scanner/magnetom-avantoその他のブランド:Discovery 750、HDXT Signaスキャナー、GE Healthcare、AeraおよびSkyra、Siemens、Erlangen、およびドイツの
放射線技師 Local Health SystemN/A
放射線科医 Local Health SystemN/A
標準 MRI ハードウェアおよびソフトウェア NUMARISバージョン4
サポートパッドと枕Medlinewww.medline.com代替:高品質の電気力学
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-imaginghttps://www.siemens-healthineers.com/magnetic-resonance-imaging

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