Opisano protokół do generowania obrazów strukturalnych płuc o wysokiej rozdzielczości za pomocą rezonansu magnetycznego (MRI) o ultrakrótkim czasie echa (UTE). Protokół ten pozwala na uzyskanie obrazów za pomocą prostej sekwencji impulsów MRI podczas swobodnego oddychania.
Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.
Artykuł metodologiczny
Strukturalny rezonans magnetyczny płuc przy użyciu obrazowania ultrakrótkiego echa przy swobodnym oddychaniu, samobramkowaniu
W tym artykule
Podsumowanie
Streszczenie
Wysokiej jakości rezonans magnetyczny płuc jest wyzwaniem ze względu na niską gęstość tkanki, szybką relaksację sygnału MRI oraz ruchy oddechowe i sercowe. Z tych powodów obrazowanie strukturalne płuc wykonuje się prawie wyłącznie za pomocą tomografii komputerowej (CT). Jednak obrazowanie TK dostarcza promieniowanie jonizujące, a zatem jest mniej odpowiednie dla niektórych wrażliwych populacji (np. pediatrii) lub do zastosowań badawczych. Alternatywnie zainteresowanie wzbudza rezonans magnetyczny wykorzystujący ultrakrótkie czasy echa (UTE). Technika ta może być wykonywana podczas swobodnego oddychania w trakcie ~5-10 minutowego skanowania. Informacje o ruchu oddechowym są kodowane wraz z obrazami; Informacje te mogą być wykorzystane do "samobramkowania" obrazów. Samobramkowanie eliminuje zatem konieczność zaawansowanego programowania sekwencji impulsów MRI lub stosowania miechów oddechowych, co upraszcza akwizycję obrazu. W tym protokole przedstawiono proste, solidne i wydajne obliczeniowo metody akwizycji i rekonstrukcji w celu uzyskania wysokiej jakości rezonansu magnetycznego UTE płuc. Protokół ten został opracowany do użytku w skanerze MRI 3T, ale te same zasady można zaimplementować przy niższym natężeniu pola magnetycznego. Protokół zawiera zalecane ustawienia parametrów dla akwizycji promieniowego obrazu UTE 3D, a także wskazówki dotyczące samobramkowanej rekonstrukcji obrazu w celu generowania obrazów w różnych fazach oddechowych. Dzięki implementacji tego protokołu użytkownicy mogą generować obrazy UTE płuc o wysokiej rozdzielczości z minimalnymi lub minimalnymi lub zerowymi artefaktami ruchu. Obrazy te można wykorzystać do oceny struktury płuc, która może być wykorzystana do badań w różnych stanach płucnych.
Wprowadzenie
Obrazowanie płuc o wysokiej rozdzielczości jest niezbędnym elementem diagnostyki wielu schorzeń płuc. Zazwyczaj wykonuje się je za pomocą tomografii komputerowej (CT), która idealnie nadaje się do generowania obrazów płuc o wysokiej rozdzielczości1. Jednak obrazowanie CT wiąże się z niepomijalną dawką promieniowania jonizującego, co sprawia, że nie jest ono odpowiednie do regularnych badań kontrolnych, obrazowania w wielu różnych fazach oddechowych lub obrazowania określonych grup pacjentów (np. dzieci). Rezonans magnetyczny (MRI) nie niesie ze sobą takiego ryzyka promieniowania jonizującego, a zatem nadaje się do takich zadań obrazowych. Jedna....
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Protokół
Wszystkie badania obrazowe z udziałem ludzi zostały przeprowadzone za zgodą KUMC IRB. Od wszystkich uczestników uzyskano pisemną świadomą zgodę. Obrazy w niniejszym badaniu pozyskano zgodnie z ogólnym protokołem rozwoju technicznymi, a kryteria włączenia i wykluczenia były celowo szerokie. Kryteria włączenia: wiek ≥ 18 lat. Kryteria wykluczenia: przeciwwskazania do MRI na podstawie odpowiedzi w kwestionariuszu przesiewowym MRI oraz ciąża. Akcesoria i sprzęt wykorzystane w tym badaniu wymieniono w Tabeli materiałów.
1. Pozyskiwanie obrazów UTE
- Przygotuj sekwencję obrazowania. Przygotuj sekwencję ....
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Wyniki
Reprezentatywne wyniki (Rycina 3) zostały uzyskane przy użyciu ustawień przedstawionych w Tabeli 1. Zastosowany czas obrazowania pozwala na uzyskanie wysokiej jakości obrazów, które są tolerowalne dla większości uczestników.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Dyskusja
Podczas wykonywania obrazowania płuc za pomocą UTE można wykorzystać wiele wariantów zarówno akwizycji, jak i rekonstrukcji, aby wygenerować obrazy płuc. Protokół ten koncentruje się na łatwości implementacji i wydajności obliczeniowej. Obrazowanie za pomocą radialnego UTE 3D jest stosunkowo proste, a sekwencje obrazowania są ogólnie dostępne u głównych dostawców MRI. Dostępne są narzędzia oparte na MATLAB do obsługi danych i samobramkowania. Ponieważ większość instytucji akademickich ma dostęp do licencji MATLAB, ten ko.......
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Oświadczenia
Piotr Niedbalski otrzymuje fundusze na badania od National Scleroderma Foundation, American Heart Association i NIH. Jest konsultantem w Polarean Imaging Plc., firmie rozwijającej technologię hiperpolaryzowanego rezonansu magnetycznego 129Xe.
Podziękowania
Rozwój tego protokołu i obrazów pokazanych jako reprezentatywne wyniki były wspierane przez National Scleroderma Foundation.
....Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Materiały
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| Cewka do rezonansu magnetycznego klatki piersiowej | Siemens, GE, Philips, inne cewki do obrazowania klinicznego MRI Dostawca | Nie | A 26-32-kanałowa cewka klatki piersiowej powinna być używana |
| Wysokowydajna stacja robocza | HP, Apple lub inna firma produkująca sprzęt komputerowy | Nie dotyczy | Do rekonstrukcji obrazu potrzebny jest komputer z co najmniej 64 GB pamięci |
| Matlab | Mathworks | R2016A lub nowszy | Licencja Matlab jest potrzebna do uruchomienia dostarczonego kodu komputerowego |
| MRI Phantom | Siemens, GE, Philips lub Other MRI Phantom Vendor | N/A | Każdy Phantom może być używany do testowania sekwencji MRI przed jej użyciem u ludzi. |
| Skaner MRI | Siemens, GE, Philips lub inny kliniczny skaner MRI Dostawca | Nie dotyczy | Protokół został opracowany na skanerze 3T, ale 1,5 T lub 0,55 T również działałoby przy minimalnej adaptacji |
Bibliografia
- Raju, S., Ghosh, S., Mehta, A. C. Chest ct signs in pulmonary disease: A pictorial review. Chest. 151 (6), 1356-1374 (2017).
- Biederer, J., et al. MRI of the lung (2/3). Why, when, how. Insights Imaging. 3 (4), 355-371 (2012).
- Biederer, J., et al.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Przedruki i uprawnienia
