Name: Protokół oceny artefaktów MRI spowodowanych przez implanty metalowe w celu oceny przydatności implantów i wrażliwości sekwencji impulsów (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-05-17T14:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 19 s
Description: Poznaj metodę oceny artefaktów MRI wywołanych przez implanty metalowe w celu optymalizacji sekwencji impulsów i poprawy diagnostyki chorób okołoinplantacyjnych.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Autorzy dziękują Stefanie Sauer, farmaceutki z Wydziału Farmacji Szpitala Uniwersyteckiego w Heidelbergu, za jej wkład w fantom MRI. Ponadto chcielibyśmy podziękować firmie NORAS MRI products GmbH (Höchberg, Niemcy), a w szczególności Danielowi Gareisowi za dostarczenie prototypu 16-kanałowej cewki uniwersalnej. Ponadto jesteśmy wdzięczni za życzliwą współpracę z firmą SIEMENS Healthcare GmbH (Erlangen, Niemcy), a w szczególności z Mathiasem Nittka za pomoc w ustawieniu sekwencji.

1. Przygotowanie Phantom
<ol>
	<li>Określić objętość implantu (np. za pomocą metody wypierania wody). 
	UWAGA: Objętość próbki CCT-T i próbki Z-T wynosiła odpowiednio 0,65 ml i 0,73 ml.</li>
	<li>Utrwal pozycję implantu w środku nieferromagnetycznego, plastikowego, wodoodpornego pudełka za pomocą cienkiego gwintu. Użyj pola, które jest większe niż oczekiwane artefakty MRI. 
	UWAGA: Jeśli nie są dostępne przybliżone szacunki objętości artefaktów implantu i/lub sekwencji impulsów będących przedmiotem zainteresowania, wykonaj skan testowy, umieszczając fantom w pudełku, około 10 razy większym niż fantom, wypełnionym wodą. Objętości artefaktów w tym badaniu wahały się od 7,3 ml (dla próbki CCT-T) i 0,09 ml (dla próbki Z-T).</li>
	<li>Ostrożnie stopić mieszaninę półsyntetycznego tłuszczu (58,8%), wody (40%) i stearynianu makrogolu-8 (1,2%) w łaźni wodnej o temperaturze 50 °C. 
	UWAGA: W przypadku próbek w tym badaniu użyliśmy mieszaniny o pojemności 500 ml do zatopienia każdej próbki.
	<ol>
		<li>Gdy mieszanina stanie się płynna, przerwij podgrzewanie i zacznij od powolnego mieszania, a następnie przestań podgrzewać. Upewnij się, że nie ma oddzielenia fazy tłuszczowej i wodnej.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Gdy tylko zacznie się krzepnięcie, powoli zacznij osadzać implant w mieszance. W tym celu należy powoli wlać mieszaninę do zatapiania do pudełka fantomowego z implantem. 
	UWAGA: Nalewanie należy wykonywać powoli, aby uniknąć wtrącenia powietrza.</li>
	<li>Umieścić pudełko widmo z osadzonym implantem w lodówce w temperaturze 4 °C na noc w celu wysuszenia. Następnego dnia usuń wszelkie pozostałe części płynu przez dekantację.</li>
</ol>
2. Badanie MRI
<ol>
	<li>Umieść fantom (pudełko z osadzonym implantem) w rezonansie magnetycznym w tej samej orientacji, co w sytuacji in vivo. Umieść środek fantomu w izocentrum rezonansu magnetycznego.</li>
	<li>Do pomiarów należy użyć cewki, która pozwala na jednorodny rozkład sygnału w objętości obrazowania bez poważnych i oczywistych spadków sygnału (np. cewka czołowa).</li>
	<li>Planując skany MRI na konsoli MRI, upewnij się, że fantom box, w tym trochę powietrza na krawędziach pudełka, znajduje się w objętości obrazowania.</li>
	<li>Następnie wykonaj badanie MRI.</li>
</ol>
3. Analiza obrazu i przetwarzanie końcowe
<ol>
	<li>Eksportuj obrazy bez utraty jakości (np. przez kompresję) z konsoli MRI (np. przy użyciu formatu DICOM). Zaimportuj obrazy do oprogramowania do przetwarzania końcowego MRI, które pozwala na umieszczenie obszaru zainteresowania (ROI), ocenę intensywności sygnału ROI, segmentację opartą na progach i kwantyfikację objętości segmentacji (patrz tabela materiałów).</li>
	<li>Aby zdefiniować próg dla nawarstwiających się artefaktów i sprawdzić, czy rozkład sygnału jest jednorodny w objętości obrazowania, umieść linie prostopadłe do siebie i przylegające do zewnętrznej granicy widocznego artefaktu na przekroju o maksymalnym rozmiarze artefaktu (rysunek 1a). 
	UWAGA: Artefakty nawarstwiające się to artefakty przemieszczenia, przedstawiające obszary o sztucznie zawyżonej intensywności sygnału. Występują one w kierunku przekroju i kierunku odczytu.
	<ol>
		<li>Umieść tło ROI (ROI Background) o średnicy 10 mm na zewnątrz każdego z czterech punktów przecięcia (Rysunek 1a). Umieść linie i obszary tła zainteresowań za pomocą edytora segmentacji.</li>
		<li>Zmierz średnią intensywność sygnału i odchylenie standardowe (SD) wszystkich wokseli w ramach tych 4 wartościtła ROI i osobno dla każdegotła ROI. Użyj narzędzia Statystyka materiału w widoku projektu.</li>
		<li>Upewnij się, że średnia intensywność sygnału każdegotła ROI mieści się w zakresie ± 1.5 SD średniego sygnału każdego z pozostałych 3 odpowiedników, aby zagwarantować jednorodną dystrybucję sygnału.</li>
		<li>Oblicz próg dla nawarstwiających się artefaktów, dodając 3 SDtła ROI do średniej intensywności sygnału wszystkich wokseli z tych 4 wartościtła ROI. Wykonaj półautomatyczną segmentację artefaktów nawarstwiających się, wybierając wszystkie woksele o intensywności sygnału większej niż próg sąsiadujący z artefaktem utraty sygnału w każdym przekroju. Użyj narzędzia do maskowania w edytorze segmentacji, aby zwizualizować predefiniowany zakres intensywności sygnału i ograniczyć do niego segmentację.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Aby zdefiniować próg dla artefaktów utraty sygnału, umieść 4 obszary zainteresowania (ROI) w obszarach zawierających powietrze (ROIAir; każdy o średnicy 10 mm) w rogach skrzynki fantomowej i zmierz średnią intensywność sygnału i SD wszystkich wokseli w tych 4 ROIAir, jak opisano w kroku 3.2, korzystając z edytora segmentacji i "Statystyki materiałów", odpowiednio. 
	UWAGA: Artefakty utraty sygnału występują w wokselach o sztucznie niskim natężeniu sygnału. Są one spowodowane artefaktami defuzy i przemieszczeń.
	<ol>
		<li>Umieść zwrot akcji w rdzeniu artefaktu utraty sygnału (rdzeń ROI) zdefiniowanym przez największy połączony obszar o niskim natężeniu sygnału (rysunek 1a). Ręcznie zwiększaj rozmiarrdzenia ROI, aż zostanie znaleziony największy możliwy rozmiar w artefaktie utraty sygnału, którego średnia intensywność sygnału jest niższa niż średni ROIAir + 3x odpowiedniej SD. Na koniec zmierz średnią intensywność sygnału i SDrdzenia ROI.</li>
		<li>Oblicz próg intensywności sygnału dla artefaktów utraty sygnału, dodając 3 SDrdzenia ROI do średniejrdzenia ROI. Wykonaj półautomatyczną segmentację artefaktów utraty sygnału w oparciu o próg, wybierając wszystkie woksele podłączone dordzenia ROI o natężeniu sygnału poniżej progu.</li>
		<li>Użyj narzędzia do maskowania w edytorze segmentacji, aby zwizualizować predefiniowany zakres intensywności sygnału i ograniczyć do niego segmentację. Jeśli to możliwe, użyj funkcji "Wypełnij" w kliknięciu "Zaznaczenie" edytora segmentacji, aby uwzględnić wszystkie woksele w segmentacji, które nie są jeszcze wybrane. W razie potrzeby ręcznie dodaj dodatkowe artefakty utraty sygnału jednoznacznego do segmentacji.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Odejmij fizyczną objętość implantu od obliczonej objętości artefaktu, aby uzyskać rzeczywistą objętość artefaktu. Powtórz analizę co najmniej 3 razy. Interwał czasowy wynoszący co najmniej dwa tygodnie powinien oddzielać wielokrotne odczyty, aby wykluczyć błąd uczenia się.</li>
</ol>

<ol><li>Matsumoto, M., Koike, S., Kashima, S., Awai, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Geographic+distribution+of+CT%2C+MRI+and+PET+devices+in+Japan%3A+a+longitudinal+analysis+based+on+national+census+data%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+ONE%22%5BJournal%5D)">Geographic distribution of CT, MRI and PET devices in Japan: a longitudinal analysis based on national census data.</a> PLoS ONE. 10 (5), (2015).</li>
<li>Cram, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Total+knee+arthroplasty+volume%2C+utilization%2C+and+outcomes+among+medicare+beneficiaries%5BTitle%5D)+AND+%22JAMA%22%5BJournal%5D)">Total knee arthroplasty volume, utilization, and outcomes among medicare beneficiaries.</a> JAMA. 308 (12), 1227-1236 (1991).</li>
<li>Jordan, R. A., Micheelis, W. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aJordan%2C+RA+%22F%C3%BCnfte+Deutsche+Mundgesundheitsstudie+%28DMS+V%29%22">Fünfte Deutsche Mundgesundheitsstudie (DMS V)</a>. , Deutscher Zahnärzte Verlag DÄV. Köln. (2016).</li>
<li>Steiner, C., Andrews, R., Barrett, M., Weiss, A. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aSteiner%2C+C+%22HCUP+projections+mobility%2Forthopedic+procedures+2003+to+2012%22">HCUP projections mobility/orthopedic procedures 2003 to 2012</a>. , U.S. Agency for Healthcare Research and Quality. Rockville. Report #2012-03 (2012).</li>
<li>Kremers, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Prevalence+of+total+hip+and+knee+replacement+in+the+United+States%5BTitle%5D)+AND+%22The+Journal+of+Bone+and+Joint+Surgery%22%5BJournal%5D)">Prevalence of total hip and knee replacement in the United States.</a> The Journal of Bone and Joint Surgery. 97 (17), 1386-1397 (2015).</li>
<li>Schenck, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+role+of+magnetic+susceptibility+in+magnetic+resonance+imaging%3A+MRI+magnetic+compatibility+of+the+first+and+second+kinds%5BTitle%5D)+AND+%22Medical+Physics%22%5BJournal%5D)">The role of magnetic susceptibility in magnetic resonance imaging: MRI magnetic compatibility of the first and second kinds.</a> Medical Physics. 23 (6), 815-850 (1996).</li>
<li>Filli, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Material-dependent+implant+artifact+reduction+using+SEMAC-VAT+and+MAVRIC%3A+a+prospective+MRI+phantom+study%5BTitle%5D)+AND+%22Investigative+Radiology%22%5BJournal%5D)">Material-dependent implant artifact reduction using SEMAC-VAT and MAVRIC: a prospective MRI phantom study.</a> Investigative Radiology. 52 (6), 381(2017).</li>
<li>Klinke, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Artifacts+in+magnetic+resonance+imaging+and+computed+tomography+caused+by+dental+materials%5BTitle%5D)+AND+%22PloS+ONE%22%5BJournal%5D)">Artifacts in magnetic resonance imaging and computed tomography caused by dental materials.</a> PloS ONE. 7 (2), (2012).</li>
<li>Lee, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Usefulness+of+IDEAL+T2-weighted+FSE+and+SPGR+imaging+in+reducing+metallic+artifacts+in+the+postoperative+ankles+with+metallic+hardware%5BTitle%5D)+AND+%22Skeletal+Radiology%22%5BJournal%5D)">Usefulness of IDEAL T2-weighted FSE and SPGR imaging in reducing metallic artifacts in the postoperative ankles with metallic hardware.</a> Skeletal Radiology. 42 (2), 239-247 (2013).</li>
<li>Zho, S. -Y., Kim, M. -O., Lee, K. -W., Kim, D. -H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Artifact+reduction+from+metallic+dental+materials+in+T1-weighted+spin-echo+imaging+at+3.0+tesla%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Magnetic+Resonance+Imaging%22%5BJournal%5D)">Artifact reduction from metallic dental materials in T1-weighted spin-echo imaging at 3.0 tesla.</a> Journal of Magnetic Resonance Imaging. 37 (2), 471-478 (2013).</li>
<li>Fritz, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Compressed+sensing+SEMAC%3A+8-fold+accelerated+high+resolution+metal+artifact+reduction+MRI+of+Cobalt-Chromium+knee+arthroplasty+implants%5BTitle%5D)+AND+%22Investigative+Radiology%22%5BJournal%5D)">Compressed sensing SEMAC: 8-fold accelerated high resolution metal artifact reduction MRI of Cobalt-Chromium knee arthroplasty implants.</a> Investigative Radiology. 51 (10), 666(2016).</li>
<li>Aguiar, M., Marques, A., Carvalho, A., Cavalcanti, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Accuracy+of+magnetic+resonance+imaging+compared+with+computed+tomography+for+implant+planning%5BTitle%5D)+AND+%22Clinical+Oral+Implants+Research%22%5BJournal%5D)">Accuracy of magnetic resonance imaging compared with computed tomography for implant planning.</a> Clinical Oral Implants Research. 19 (4), 362-365 (2008).</li>
<li>Talbot, B. S., Weinberg, E. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((MR+imaging+with+metal-suppression+sequences+for+evaluation+of+total+joint+arthroplasty%5BTitle%5D)+AND+%22RadioGraphics%22%5BJournal%5D)">MR imaging with metal-suppression sequences for evaluation of total joint arthroplasty.</a> RadioGraphics. 36 (1), 209-225 (2015).</li>
<li>Ai, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((SEMAC-VAT+and+MSVAT-SPACE+sequence+strategies+for+metal+artifact+reduction+in+1.5T+magnetic+resonance+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Investigative+Radiology%22%5BJournal%5D)">SEMAC-VAT and MSVAT-SPACE sequence strategies for metal artifact reduction in 1.5T magnetic resonance imaging.</a> Investigative Radiology. 47 (5), 267-276 (2012).</li>
<li>Smeets, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Artefacts+in+multimodal+imaging+of+titanium%2C+zirconium+and+binary+titanium-zirconium+alloy+dental+implants%3A+an+in+vitro+study%5BTitle%5D)+AND+%22Dento+Maxillo+Facial+Radiology%22%5BJournal%5D)">Artefacts in multimodal imaging of titanium, zirconium and binary titanium-zirconium alloy dental implants: an in vitro study.</a> Dento Maxillo Facial Radiology. 46 (2), 20160267(2016).</li>
<li>Nawabi, D. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((MRI+predicts+ALVAL+and+tissue+damage+in+metal-on-metal+hip+arthroplasty%5BTitle%5D)+AND+%22Clinical+Orthopaedics+and+Related+Research%22%5BJournal%5D)">MRI predicts ALVAL and tissue damage in metal-on-metal hip arthroplasty.</a> Clinical Orthopaedics and Related Research. 472 (2), 471-481 (2014).</li>
<li>Cooper, H. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Early+reactive+synovitis+and+osteolysis+after+total+hip+arthroplasty%5BTitle%5D)+AND+%22Clinical+Orthopaedics+and+Related+Research%22%5BJournal%5D)">Early reactive synovitis and osteolysis after total hip arthroplasty.</a> Clinical Orthopaedics and Related Research. 468 (12), 3278-3285 (2010).</li>
</ol>

Tim Hilgenfeld, Franz S. Schwindling i Alexander Juerchott otrzymali stypendium podoktorskie na Wydziale Medycznym Uniwersytetu w Heidelbergu. Badanie było częściowo wspierane przez Dietmar-Hopp-Stiftung (nr projektu 23011228). Autorzy wyraźnie stwierdzili, że w związku z tym artykułem nie ma konfliktu interesów.

Liczba pacjentów z metalowymi implantami oraz liczba badań rezonansem magnetycznym wzrasta obecnieo 1,2,3. W przeszłości unikano badań MRI po endoprotezoplastyce stawów. Obecnie jednak rezonans magnetyczny jest wymagany nie tylko w przypadku obrazowania takich pacjentów, ale powinien również umożliwiać ocenę powikłań bezpośrednio związanych z endoprotezoplastyką stawów. W związku z tym bezpieczeństwo MRI i przydatność implantów ...

MRI stało się nieodzownym narzędziem diagnostycznym. W rezultacie liczba systemów MRI wykorzystywanych w rutynowej diagnostyce jeszcze bardziej rośnie1. W tym samym czasie rośnie również liczba pacjentów z implantami2,3. Na przykład w 2012 roku w samych Stanach Zjednoczonych wykonano ponad milion operacji wymiany stawu kolanowego i stawowego4. Rozpowszechnienie takich implantów wyniosło około 7 milionów w 2010 roku, co odpowiada ponad 10% kobiet w grupie wiekowej 80-89 lat5. W rezultacie jakość obrazu i znaczenie diagnostyczne badań MRI są często pogarszane przez artefakty spowodowane metalowymi implantami, co skutkuje zmniejszoną dokładnością diagnostyczną. W związku z tym coraz ważniejsze staje się przydatność implantów do rezonansu magnetycznego oraz podatność sekwencji impulsów na artefakty. Opublikowano wiele podejść do oceny tych cech. Ze względu na duże rozbieżności w stosowanych metodach oceny, odpowiednie wyniki są jednak trudne do porównania.
Ocenę przydatności materiałów do rezonansu magnetycznego można przeprowadzić, obliczając ich podatność magnetyczną6. Nie można jednak porównywać podatności różnych sekwencji impulsów na artefakty z tym podejściem w przypadku danego implantu. I odwrotnie, objętość artefaktów dla danej sekwencji impulsów może być tylko w przybliżeniu oszacowana dla różnych implantów. Ponadto analiza jest często wykonywana za pomocą sztucznie ukształtowanych implantów7,8. Ponieważ objętość i kształt materiału mają wpływ na rozmiar artefaktu6, należy również wziąć pod uwagę te cechy. Jako alternatywę dla podatności magnetycznej można ocenić rozmiar artefaktu. Często badania opierają się tylko na jakościowej ocenie rozmiaru artefaktu9 lub koncentrują się na dwuwymiarowym rozmiarze artefaktu obejmującym tylko jeden wycinek artefaktu implantu10,11. Ponadto często stosuje się ręczne metody segmentacji, które są nie tylko czasochłonne, ale także podatne na różnice między czytelnikami i czytelnikami11. Wreszcie, protokoły często nie pozwalają na testowanie sekwencji nienasyconych tłuszczem i nasyconych tłuszczem w tym samym czasie12. Byłoby to jednak pożądane, ponieważ zastosowana technika tłumienia tłuszczu głęboko wpływa na rozmiar artefaktu.
Tutaj prezentujemy protokół, który pozwala na niezawodną, półautomatyczną, opartą na progach, trójwymiarową kwantyfikację utraty sygnału i artefaktów nawarstwiania się całego implantu, lub wszystkich wycinków zawierających widoczne artefakty implantu. Ponadto pozwala na testowanie obrazów T1 i T2-ważonych z nasyceniem tłuszczu lub bez. Protokół może być wykorzystany do oceny przydatności różnych implantów do rezonansu magnetycznego lub podatności różnych sekwencji impulsów na artefakty metaliczne dla danego implantu.

<table><tbody><tr><td>Aqua B. Braun Ecotainer</td><td>B. Braun Melsungen AG, Melsungen, Niemcy</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Tłuszcz półsyntetyczny: Witepsol W25</td><td>Caelo Caesar & Loretz GmbH, Hilder, Niemcy</td><td>4051</td><td></td></tr><tr><td>Stearynian makrogolu</td><td>8 Caelo Caesar & Loretz GmbH, Hilder, Niemcy</td><td>3023</td><td></td></tr><tr><td>Pudełko plastikowe: nieokreślone</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Implanty: Nobel Replace</td><td>Nobel Biocare, Z&uuml; bogaty, Szwajcaria</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Kąpiel wodna Haake S5P</td><td>Thermo Scientific, Waltham, MA, USA</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Cylinder miarowy Blaubrand Eterna, klasa A, Boro 3.3</td><td>BRAND GmbH + Co Kg, Wertheim, Niemcy</td><td>32708</td><td></td></tr><tr><td>Cewka: Różnorodność</td><td>Noras MRI products GmbH, H&ouml; chberg, Niemcy</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Rezonans magnetyczny: Magnetom Trio</td><td>Siemens Healthcare GmbH, Erlangen, Niemcy</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Oprogramowanie do postprocessingu: Amira 6.4</td><td>Thermo Scientific, Waltham, MA, USA</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

protokół oceny artefaktów mri spowodowanych przez implanty metalowe w celu oceny przydatności implantów i wrażliwości sekwencji impulsów

Protocol for the Evaluation of MRI Artifacts Caused by Metal Implants to Assess the Suitability of Implants and the Vulnerability of Pulse Sequences

Ponieważ liczba skanerów rezonansu magnetycznego (MRI) i pacjentów z implantami medycznymi stale rośnie, radiolodzy coraz częściej napotykają w MRI metaliczne artefakty związane z implantami, co skutkuje obniżoną jakością obrazu. W związku z tym coraz ważniejsze staje się dopasowanie implantów do rezonansu magnetycznego pod względem objętości artefaktów, a także opracowanie sekwencji impulsów w celu zmniejszenia artefaktów obrazu. W tym miejscu przedstawiamy kompleksowy protokół, który pozwala na standaryzowaną ocenę objętości artefaktów implantów w rezonansie magnetycznym. Co więcej, protokół ten może być używany do analizy podatności różnych sekwencji impulsów na artefakty. Proponowany protokół może być stosowany do obrazów T1 i T2-zależnych z supresją tłuszczu lub bez niej oraz do wszystkich implantów pasywnych. Ponadto procedura umożliwia oddzielną i trójwymiarową identyfikację artefaktów utraty sygnału i nawarstwiania się. Ze względu na to, że wcześniejsze badania znacznie różniły się pod względem metod oceny, porównywalność ich wyników była ograniczona. W związku z tym ustandaryzowane pomiary objętości artefaktów MRI są niezbędne, aby zapewnić lepszą porównywalność. Może to poprawić rozwój przydatności implantów do rezonansu magnetycznego i lepszych sekwencji impulsów, aby ostatecznie poprawić opiekę nad pacjentem.

Zgodnie z powyższym protokołem oceniono objętość artefaktów dla 2 różnych implantów stomatologicznych wykonanych z tytanu (T; patrz Tabela materiałów), wspierających różne korony [metaloceramiczna z nieszlachetnego stopu (CCT-T) oraz monolityczna z cyrkonii (Z-T); Rycina 1b i 1c]. Próbka CCT-T reprezentuje skład materiałowy o wysokim paramagnetyzmie, co pozwala przewidzieć występowanie dużych artefaktów (kobalt 61%, chrom 21%...

Opisujemy ustandaryzowaną metodę oceny artefaktów obrazowania rezonansu magnetycznego spowodowanych przez implanty, aby oszacować przydatność implantów do obrazowania metodą rezonansu magnetycznego i/lub podatność różnych sekwencji impulsów na artefakty metaliczne jednocześnie.

Protokół oceny artefaktów MRI spowodowanych przez implanty metalowe w celu oceny przydatności implantów i wrażliwości sekwencji impulsów

As the number of magnetic resonance imaging (MRI) scanners and patients with medical implants is constantly growing, radiologists increasingly encounter ...

Ogólnym celem tej metody jest ocena przydatności implantów do obrazowania metodą rezonansu magnetycznego lub oszacowanie podatności sekwencji impulsów na artefakty metalowe. Metoda ta może pomóc odpowiedzieć na kluczowe pytania w dziedzinie radiologii, takie jak ocena przydatności implantów do rezonansu magnetycznego oraz oszacowanie podatności sekwencji impulsów na artefakty metalowe. Główną zaletą tej metodologii jest to, że pozwala ona na trójwymiarową ocenę artefaktów w jednocześnie ważeniach T1 i T2 z supresją tłuszczu i bez niej.Implikacje tej techniki rozciągają się na diagnostykę chorób okołoimplantowych, ponieważ pozwala na optymalizację protokołów MRI w odniesieniu do redukcji artefaktów wokół implantu. Przed skonstruowaniem fantomu do tego protokołu należy najpierw określić objętość implantu, który ma być badany. Tutaj stosuje się metodę wypierania wody, a objętość próbek wynosiła odpowiednio 0,65 mililitra i 0,73 mililitra.Wybierz wodoodporne pudełko z tworzywa sztucznego nieferromagnetycznego, które jest większe niż oczekiwane artefakty MRI, a następnie utrwal pozycję implantu na środku pudełka za pomocą cienkiej nici. Następnie ostrożnie rozpuść mieszaninę półsyntetycznego tłuszczu, wody i stearynianu makrogolu-8 w łaźni wodnej o temperaturze 50 stopni Celsjusza. W tym przypadku do zatopienia każdej próbki użyto mieszaniny o objętości 500 mililitrów.Gdy mieszanina stanie się płynna, wyłącz ogień, a następnie zacznij powoli mieszać. Robiąc to, upewnij się, że w mieszaninie nie ma oddzielenia fazy tłuszczowej i wodnej. Następnie, gdy tylko rozpocznie się krzepnięcie, powoli wlej mieszaninę do osadzania do pudełka fantomowego z implantem, upewniając się, że nalewasz stopniowo, aby uniknąć wtrącenia powietrza.Na koniec umieść fantom w lodówce w temperaturze czterech stopni Celsjusza na noc w celu wysuszenia i zdekantuj pozostały płyn następnego dnia. Do badania MRI należy użyć cewki o częstotliwości radiowej, która pozwala na jednorodny rozkład sygnału w objętości obrazowania bez poważnych i oczywistych spadków sygnału. Należy upewnić się, że fantom z osadzonym implantem w cewce o częstotliwości radiowej jest umieszczony w tej samej orientacji, w jakiej zostałby umieszczony in vivo.Umieść środek fantomu w środku iso MRI. Następnie skonfiguruj sekwencje obrazowania na konsoli MRI, upewniając się, że pudełko fantomowe, w tym trochę powietrza na krawędziach pudełka, znajduje się w objętości obrazowania. Następnie uzyskaj obrazy, które będą oceniane pod kątem artefaktów.Eksportuj obrazy z konsoli MRI bez kompresji, najlepiej przy użyciu formatu DICOM. Następnie zaimportuj obrazy do oprogramowania do przetwarzania końcowego, które pozwala na umieszczanie obszarów zainteresowania lub ROI, ocenę intensywności sygnału, segmentację opartą na progach i kwantyfikację podzielonych na segmenty objętości. Aby zdefiniować próg dla nawarstwiających się artefaktów i sprawdzić jednorodny rozkład sygnału, najpierw użyj edytora segmentacji, aby umieścić prostopadłe linie przylegające do zewnętrznej krawędzi widocznego artefaktu na wycinku o maksymalnym rozmiarze artefaktu.Następnie umieść tło ROI o średnicy 10 milimetrów na zewnątrz każdego z czterech punktów przecięcia. Następnie, w widoku projektu, należy użyć narzędzia do statystyk materiałowych, aby zmierzyć średnią intensywność sygnału i odchylenie standardowe wszystkich wokseli w ramach tych czterech wartości ROI tła i dla każdego ROI w tle osobno. upewnij się, że średnia intensywność sygnału każdego zwrotu z inwestycji w tle mieści się w granicach 1,5 odchylenia standardowego od średniego sygnału każdego z pozostałych trzech odpowiedników, aby zagwarantować jednorodny rozkład sygnału.Następnie oblicz próg dla nawarstwiających się artefaktów, dodając trzy odchylenia standardowe ROI tła do średniej intensywności sygnału wszystkich wokseli z czterech wartości ROI. Następnie wykonaj półautomatyczną segmentację artefaktów nawarstwiania się na podstawie progów. Użyj narzędzia do maskowania, aby zwizualizować predefiniowany zakres intensywności sygnału i ograniczyć do niego segmentację, wybierając wszystkie woksele o intensywności sygnału większej niż próg sąsiadujący z artefaktem utraty sygnału.Aby zdefiniować próg dla artefaktów utraty sygnału, najpierw umieść cztery ROI w obszarach zawierających powietrze o średnicy 10 milimetrów w rogach pudełka fantomowego, a następnie zmierz średnią intensywność sygnału i odchylenie standardowe wszystkich wokseli w nich. Teraz umieść zwrot z inwestycji w rdzeniu artefaktu utraty sygnału zdefiniowanego przez największy połączony obszar o niskiej intensywności sygnału. Następnie ręcznie zwiększ rozmiar tego ROI do największego możliwego rozmiaru, jak zdefiniowano na ekranie tutaj.Na koniec zmierz średnią intensywność sygnału i odchylenie standardowe tego podstawowego zwrotu z inwestycji. Oblicz również próg intensywności sygnału dla artefaktów utraty sygnału, jak pokazano tutaj. Następnie wykonaj półautomatyczną segmentację tych artefaktów opartą na progu, wybierając wszystkie woksele połączone z rdzeniowym zwrotem z inwestycji o intensywności sygnału poniżej tego progu.Użyj narzędzia do maskowania w edytorze segmentacji, aby zwizualizować predefiniowany zakres intensywności sygnału i ograniczyć do niego segmentację. Jeśli to możliwe, użyj funkcji wypełnienia w edytorze segmentacji, aby uwzględnić wszystkie woksele, które nie zostały jeszcze wybrane. Odejmij fizyczną objętość implantu od obliczonej objętości artefaktu, aby uzyskać rzeczywistą objętość artefaktu, i powtórz tę analizę co najmniej trzy razy.Przedział czasowy wynoszący co najmniej dwa tygodnie powinien oddzielać te wielokrotne odczyty, aby wykluczyć wszelkie błędy w uczeniu się. Typowe rozmieszczenie obszarów zainteresowania do pomiaru progów dla artefaktów nawarstwiania się i dystrybucji sygnału w artefaktach utraty sygnału jest widoczne tutaj. Niebieski kontur reprezentuje półautomatyczną segmentację artefaktów utraty sygnału.Małe czerwone obszary odpowiadają wynikom nawarstwiania się artefaktów. Implanty dentystyczne podtrzymujące różne pojedyncze korony stosowane w fantomach są tutaj widoczne. Wykresy te pokazują średnią trójwymiarową objętość artefaktu dla każdej próbki implantu z odchyleniami standardowymi po odjęciu fizycznej objętości implantu.Oceniono cztery sekwencje MRI. Pokazano tu renderingi tomów artefaktów dla implantu kobaltowo-chromowo-wolframowo-tytanowego i implantu z tlenku cyrkonu. Niebieskie obszary reprezentują artefakty utraty sygnału, a czerwone obszary reprezentują artefakty nawarstwienia.Poniżej widzimy kolorowe obrazy źródłowe dla wszystkich ocenianych sekwencji ważonych T-2. Podczas wykonywania tej procedury ważne jest, aby wybrać identyczne parametry sekwencji, jak w przypadku skanowania Invivo, aby umożliwić dokładne przeniesienie wyników in vitro. Po obejrzeniu tego filmu powinieneś dobrze zrozumieć, jak oceniać utratę sygnału i artefakty nawarstwiania się w ustandaryzowany sposób.Pozwala to ocenić przydatność implantów do rezonansu magnetycznego lub podatność sekwencji impulsów na artefakty metalowe.

protocol-for-evaluation-mri-artifacts-caused-metal-implants-to-assess

Research

JoVE Journal

Engineering

Inżynieria

Metody obrazowania biologicznego stosowane do oceny biodystrybucji komórkowej nanocząsteczek znajdują zastosowanie w monitorowaniu terapeutycznym i diagnostycznym związków sformułowanych w nanostruktury. Metody opisane w niniejszym opracowaniu są czułe i swoiste w ocenie za pomocą korejestracji histologicznej. Przedstawione metodologie zapewniają ścieżkę translacyjną od zastosowań na modelach gryzoni do zastosowań u ludzi.

Rejestrowane obrazowanie biomedyczne nanomateriałów w monitorowaniu diagnostyki i terapii

Choroby nerwowo-mięśniowe często wykazują zróżnicowaną czasowo, przestrzennie niejednorodną i wieloaspektową patologię. Celem tego protokołu jest scharakteryzowanie tej patologii za pomocą nieinwazyjnych metod obrazowania metodą rezonansu magnetycznego.

Ilościowy rezonans magnetyczny w chorobach mięśni szkieletowych

Celem tego badania jest wykorzystanie wenografii rezonansu magnetycznego z długo krążącym środkiem kontrastowym na bazie gadolinu i bezpośrednim obrazowaniem skrzepliny do ilościowej oceny objętości zakrzepicy żył głębokich w wieloośrodkowym badaniu klinicznym. Przeprowadzono oceny zmienności między obserwatorami i wewnątrz obserwatorów oraz określono odtwarzalność protokołu.

Wieloośrodkowy protokół MRI do oceny i kwantyfikacji zakrzepicy żył głębokich

Ten protokół opisuje kroki i analizę danych wymaganych do pomyślnego przeprowadzenia optogenetycznego funkcjonalnego rezonansu magnetycznego (ofMRI). ofMRI to nowatorska technika, która łączy odczyt fMRI w wysokim polu ze stymulacją optogenetyczną, pozwalając na specyficzne dla typu komórki mapowanie funkcjonalnych obwodów nerwowych i ich dynamiki w całym żywym mózgu.

Optogenetyczny funkcjonalny rezonans magnetyczny

Celem tego artykułu jest opisanie, w jaki sposób rezonans magnetyczny serca może być wykorzystany do oceny i diagnozy podejrzanego zakrzepu serca. Przedstawiona metoda będzie opisywała pozyskiwanie danych, a także protokół przed zabiegiem i po zabiegu.

Rezonans magnetyczny serca do oceny podejrzenia zakrzepliny serca: techniki konwencjonalne i nowe

Ten artykuł przedstawia prosty protokół pozyskiwania dobrej jakości danych elektroencefalograficznych (EEG) podczas jednoczesnego obrazowania EEG i funkcjonalnego rezonansu magnetycznego za pomocą łatwo dostępnych produktów medycznych.

Niezawodna akwizycja danych elektroencefalograficznych podczas jednoczesnej elektroencefalografii i funkcjonalnego rezonansu magnetycznego

Ten artykuł szczegółowo opisuje procedury rejestracji jednoczesnego elektroencefalogramu i funkcjonalnego rezonansu magnetycznego (EEG-fMRI), które mogą być stosowane zarówno w warunkach klinicznych, jak i badawczych. Uwzględniono również procedury przetwarzania EEG w celu usunięcia artefaktów obrazowania do oceny klinicznej. Niniejsze badanie koncentruje się na przykładzie padaczki w okresie międzynapadowym.

Konfiguracja sprzętu i usuwanie artefaktów do jednoczesnego elektroencefalogramu i funkcjonalnego rezonansu magnetycznego do oceny klinicznej w padaczce

Przedstawiono ogólną strategię opracowania kompozytów nanokryształów półprzewodnikowych z separacją ładunku, które można wykorzystać w produkcji energii słonecznej. Wykazano, że zgrupowanie domen nanokryształów typu donora i akceptora w obrębie pojedynczej nanocząstki nadaje jej funkcję fotokatalityczną, podczas gdy heterozłącza objętościowe (bulk-heterojunctions) w filmach z nanokryształów typu donora i akceptora mogą być wykorzystywane do fotowoltażnej konwersji energii.

Pozyskiwanie energii słonecznej za pomocą nanocryształów rozdzielających ładunki oraz ich ciał stałych

Szczegółowa procedura domieszkowania powierzchni interfejsów krzemowych jest podana. Ultrapłytkie domieszkowanie powierzchni jest demonstrowane poprzez zastosowanie monowarstw zawierających fosfor i szybki proces wyżarzania. Metoda może być stosowana do domieszkowania makroskopowych powierzchni powierzchniowych, a także nanostruktur.

Jednowarstwowe domieszkowanie kontaktowe powierzchni krzemowych i nanodrutów przy użyciu związków fosforoorganicznych

Wpływ kropli płynów nienewtonowskich jest złożonym procesem, ponieważ różne parametry fizyczne wpływają na dynamikę w bardzo krótkim czasie (mniej niż jedna dziesiąta milisekundy). Wprowadzono technikę szybkiego obrazowania w celu scharakteryzowania zachowań zderzeniowych różnych płynów nienewtonowskich.

Technika szybkiego obrazowania do badania dynamiki uderzeń kropli płynów nienewtonowskich

Poznaj metodę oceny artefaktów MRI wywołanych przez implanty metalowe w celu optymalizacji sekwencji impulsów i poprawy diagnostyki chorób okołoinplantacyjnych.

Protokół oceny artefaktów MRI spowodowanych przez implanty metalowe w celu oceny przydatności implantów i wrażliwości sekwencji impulsów (Wideo) | JoVE Journal

Protokół oceny artefaktów MRI spowodowanych przez implanty metalowe w celu oceny przydatności implantów i wrażliwości sekwencji impulsów

Przeglądaj więcej filmów