January 7th, 2021
Tutaj prezentujemy protokół szybkiego pomiaru przepływu krwi płodu za pomocą MRI i retrospektywnego wykonywania korekcji ruchu i bramkowania serca.
Rezonans magnetyczny płodu stoi przed kilkoma wyzwaniami. Protokół ten odnosi się do kwestii ruchu płodu, wysokich, przestrzennych i czasowych wymagań dotyczących rozdzielczości oraz braku zewnętrznych metod bramkowania. Technika ta wykorzystuje przyspieszone obrazowanie poprzez skompresowane wykrywanie, które skraca czas obrazowania, retrospektywnie koryguje ruch płodu i umożliwia ekstrakcję tętna płodu przy użyciu bramkowania zoptymalizowanego metrycznie.
Obecnie technika ta służy wyłącznie do celów badawczych, jednak ma potencjał w zakresie monitorowania i wskazówek terapeutycznych w przypadku patologii płodu, takich jak wrodzona wada serca i wewnątrzmaciczne ograniczenie wzrostu. Po umieszczeniu matki w odpowiedniej wygodnej pozycji na stole do rezonansu magnetycznego, ustaw przyrząd tak, aby przeprowadził badanie lokalizacyjne w celu zlokalizowania ciała płodu z rozdzielczością 0,9 na 0,9 na 10 centymetrów sześciennych, czasem echa wynoszącym pięć milisekund, czasem powtarzania 15 milisekund, polem widzenia 450 na 450 milimetrów kwadratowych i sześcioma plasterkami. Ustaw parametry do przeprowadzenia wyrafinowanego badania lokalizatora, aby zlokalizować unaczynienie płodu z grupą plasterków wyśrodkowaną na sercu płodu z rozdzielczością 1,1 na 1,1 na sześć milimetrów sześciennych, czasem echa 2,69 milisekundy, czasem powtarzania 1335,4 milisekundy, polem widzenia 350 na 350 milimetrów kwadratowych, 10 plasterkami i orientacją osiową do płodu.
Następnie powtórz wyrafinowane lokalizatory z orientacją strzałkową i czołową, aby uzyskać wyraźniejszy widok naczyń płodowych. Aby zmierzyć przepływ krwi w płodzie, po zlokalizowaniu naczyń płodowych zidentyfikuj naczynia będące przedmiotem zainteresowania. Na przykład aorta zstępująca jest długim prostym naczyniem w pobliżu kręgosłupa na równinach strzałkowych, aorta wstępująca i główne tętnice płucne można zidentyfikować jako naczynia opuszczające odpowiednio lewą i prawą komorę.
Przewód tętniczy może być śledzony jako dolny odcinek głównej tętnicy płucnej proksymalnie do aorty zstępującej. Żyłę główną górną można zidentyfikować na podstawie osiowych równin w pobliżu podstawy serca płodu jako naczynie przylegające do aorty wstępującej. Przepisać plasterek prostopadły do osi naczynia płodowego będącego przedmiotem zainteresowania, a następnie obrócić i przesunąć prowadnicę plastra na konsoli MRI tak, aby plasterek przecinał naczynie docelowe prostopadle.
Ustaw parametry skanowania na akwizycję MRI z kontrastem radialnym z kontrastem fazowym, rozdzielczość 1,3 na 1,3 na pięć milimetrów sześciennych, czas echa 3,25 milisekundy, czas rozdzielczości 5,75 milisekundy, pole widzenia 240 na 240 milimetrów kwadratowych, jeden plasterek, prędkość od 100 do 150 centymetrów na sekundę i powłoka w zależności od interesującego naczynia, Przez samolot radio wyświetla prędkość i kierunek powłoki, a 1500 na kod końcowy oddycha swobodnie. Po uruchomieniu skanu zweryfikuj receptę na podstawie początkowej rekonstrukcji uśrednionej w czasie wykonanej i wyświetlonej na konsoli MRI. Powtórz te czynności dla każdego docelowego naczynia krwionośnego i jeśli naczynie docelowe jest nieobecne lub można je zidentyfikować.
Po zrekonstruowaniu przepływu płodu CINE, załaduj zrekonstruowane pliki danych do odpowiedniego oprogramowania do analizy przepływu i narysuj obszar zainteresowania obejmujący światło naczynia krwionośnego będącego przedmiotem zainteresowania na obrazach anatomicznych i wrażliwych na prędkość. Propaguj obszar zainteresowania do wszystkich faz serca i skoryguj zmiany średnicy naczynia. Następnie zapisz pomiary przepływu w każdym obszarze zainteresowania.
W tej reprezentatywnej analizie wyodrębnione parametry ruchu dla płodu pierwszego i drugiego przedstawiają ruch aorty zstępującej w czasie trwania skanowania. W tym miejscu można zaobserwować wspólne wzajemne informacje dla każdego rzeczywistego przedziału czasowego ze wszystkimi innymi współzarejestrowanymi ramkami dla pierwszego i drugiego płodu. Drugie rekonstrukcje w czasie rzeczywistym użyte do uzyskania informacji o bramkowaniu serca zajęły 10 minut na wycinek, a interwały bicia serca płodu uzyskano za pomocą zoptymalizowanego metrycznie bramkowania przy użyciu modelu wieloparametrowego, jak pokazano.
Końcowe rekonstrukcje CINE. Wykorzystanie retrospektywnych danych z korekcją ruchu i bramkowaniem zajmowało trzy minuty na wycinek i pozwoliło na wygenerowanie rekonstrukcji anatomicznych i rekonstrukcji prędkości płodów w szczytowym skurczu. Rekonstrukcje z korekcją ruchu ukazują naczynia o ostrzejszych ściankach.
Bez korekcji ruchu aorta zstępująca jest bardziej rozmyta i mniej widoczna. Zmierzone krzywe przepływu od każdego płodu wykazały wyższe przepływy szczytowe i średnie w rekonstrukcjach bez korekcji ruchu niż w tych z korekcją ruchu. Technika ta jest wykorzystywana do badania dystrybucji krwi w patologiach płodu.
Rozszerzenie tej metody umożliwiło wielowymiarową wizualizację i pomiar przepływu płodu.
View the full transcript and gain access to thousands of scientific videos
Ten artykuł przedstawia protokół do szybkiego pomiaru przepływu krwi płodowej za pomocą MRI. Dotyczy on wyzwań takich jak ruch płodu i potrzeba wysokiej rozdzielczości przestrzennej i czasowej.
Accurate fetal blood flow quantification enables early detection and severity assessment of congenital heart disease and fetal growth restriction, supporting informed in utero management and postnatal care planning. This MRI-based approach addresses key technical barriers such as fetal motion, high-resolution requirements, and lack of gating methods, advancing the translational potential of fetal hemodynamic monitoring. By providing quantitative flow data, the method contributes to mechanistic de-risking in preclinical models of fetal pathology and improves predictive confidence in therapeutic intervention timing.
The method integrates into the discovery continuum by supporting hemodynamic hypothesis testing in early discovery, enabling standardized assay development for vascular function screening, and providing quantitative analytics for preclinical continuity in fetal pathology models.