Quantitative Magnetresonanztomographie von Skelettmuskelerkrankung

Bruce M. Damon; Ke Li; Richard D. Dortch; E. Brian Welch; Jane H. Park; Amanda K. W. Buck; Theodore F. Towse; Mark D. Does; Daniel F. Gochberg; Nathan D. Bryant

doi:10.3791/52352

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Methodenartikel

Quantitative Magnetresonanztomographie von Skelettmuskelerkrankung

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DOI:

10.3791/52352

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18. Dezember 2016

Bruce M. Damon¹^,²^,³^,⁴ , Ke Li¹^,² , Richard D. Dortch¹^,² , E. Brian Welch¹^,² , Jane H. Park¹^,²^,⁴ , Amanda K. W. Buck¹^,² , Theodore F. Towse¹^,²^,⁵ , Mark D. Does¹^,²^,³ , Daniel F. Gochberg¹^,²^,⁶ , Nathan D. Bryant¹^,²

¹Institute of Imaging Science, Vanderbilt University, ²Department of Radiology and Radiological Sciences, Vanderbilt University, ³Department of Biomedical Engineering, Vanderbilt University, ⁴Department of Molecular Physiology and Biophysics, Vanderbilt University, ⁵Department of Physical Medicine and Rehabilitation, Vanderbilt University, ⁶Department of Physics and Astronomy, Vanderbilt University

In diesem Artikel

Zusammenfassung

Neuromuskuläre Erkrankungen weisen oft ein zeitlich variierenden, räumlich heterogen und vielschichtige Pathologie. Das Ziel des Protokolls ist es, diese Pathologie unter Verwendung von nicht-invasive Magnetresonanzbildgebungsverfahren zu charakterisieren.

Zusammenfassung

Quantitative Magnetresonanztomographie (qMRT) beschreibt die Entwicklung und Verwendung der MRT zur Quantifizierung physikalischer, chemischer und/oder biologischer Eigenschaften lebender Systeme. Neuromuskuläre Erkrankungen weisen häufig eine zeitlich variierende, räumlich heterogene und facettenreiche Pathologie auf. Das Ziel dieses Protokolls ist es, diese Pathologie mit qMRT-Methoden zu charakterisieren. Das MRT-Erfassungsprotokoll beginnt mit Lokalisierungsbildern (die zur Lokalisierung der Position des Körpers und des Gewebes von Interesse innerhalb des MRT-Systems verwendet werden), Qualitätskontrollmessungen relevanter Magnetfeldverteilungen und struktureller Bildgebung für die allgemeine anatomische Charakterisierung. Der qMRT-Teil des Protokolls umfasst Messungen der longitudinalen und transversalen Relaxationszeitkonstanten (T1 bzw. T2). Ebenfalls erfasst wurden Diffusions-Tensor-MRT-Daten, in denen die Diffusivität des Wassers gemessen und zur Ableitung krankhafter Prozesse wie Ödeme verwendet wird. Die quantitative Magnetisierungstransfer-Bildgebung wird verwendet, um den relativen Gewebegehalt von makromolekularen und freien Wasserprotonen zu charakterisieren. Schließlich werden Fett-Wasser-MRT-Methoden verwendet, um den Ersatz von Fibro-Fettgewebe von Muskeln zu charakterisieren. Neben der Beschreibung der Datenerfassungs- und Analyseverfahren werden in diesem Beitrag auch die potenziellen Probleme im Zusammenhang mit diesen Methoden, die Analyse und Interpretation der Daten, die MRT-Sicherheit und Strategien zur Artefaktreduktion und Protokolloptimierung diskutiert.

Einleitung

Quantitative Magnetresonanztomographie (qMRI) beschreibt die Entwicklung und Verwendung von MRI zu quantifizieren physikalischen, chemischen und / oder biologischen Eigenschaften von lebenden Systemen. QMRI erfordert, dass man ein biophysikalischen Modell für das System zu übernehmen, von dem Gewebe von Interesse zusammengesetzt und einer MRI-Impulsfolge. Die Impulsfolge ist so konzipiert, um die Bilder "Signalintensitäten auf den Parameter von Interesse in dem Modell zu sensibilisieren. MRI-Signaleigenschaften (Signalgröße, Frequenz und / oder Phase) werden gemessen und analysiert nach dem Modell. Das Ziel ist, eine unvoreingenommene, quantitative Abschätzung eines ....