Summary
كسب الحساسية المتأصلة بالرنين المغناطيسي الحقل أولتراهيغ تبشر بتصوير عالية الدقة المكانية للقلب. هنا، نحن وصف بروتوكول مخصص للرنين المغناطيسي الوظيفية القلب والأوعية الدموية (CMR) في 7 تسلا استخدام لفائف متقدم متعدد القنوات ترددات والمجال المغناطيسي الملئ ومفهوم المسبّب.
Abstract
اتفاقية النقل الطرقي في حقل فائقة (≥0 قوة الحقل المغناطيسي ب 7 تسلا) يستفيد من ميزة نسبة الإشارة إلى الضوضاء (الاستخبارات) المتأصلة في أعلى نقاط قوة الحقل المغناطيسي، ويحتمل أن يوفر إشارة تحسين التباين والقرار المكانية. حين واعدة النتائج التي تحققت، يكون الحقل فائقة CMR تحديا بسبب القيود ترسب الطاقة والظواهر الفيزيائية مثل نقل الحقل غير-أونيفورميتيس وإينهوموجينيتيس المجال المغناطيسي. وبالإضافة إلى ذلك، تأثير مغناطيسي هيدرودينامية يجعل من الصعب المزامنة للحصول على البيانات مع حركة القلب. وتعالج التحديات التي تواجه حاليا الاستكشافات في تكنولوجيا الرنين المغناطيسي الرواية. إذا كان يمكن التغلب على جميع العقبات، لحقل فائقة CMR قد إنشاء فرصاً جديدة ل CMR الوظيفية، وتوصيف أنسجة عضلة القلب، والتصوير المجهرية أو تصوير الأيضية. الاعتراف بهذه الإمكانية، نبين أن التكنولوجيا لفائف متعدد القنوات تردد الراديو (RF) مصممة خصيصا لاتفاقية النقل الطرقي في 7 تسلا جنبا إلى جنب مع أعلى ترتيب ب0 الملئ وإشارة النسخ احتياطي لتحريك القلب ويسهل عالية الدقة الفنية اتفاقية النقل الطرقي. مع الإعداد المقترحة، يمكن أن يتحقق القياس الكمي دائرة القلب في أوقات دراسة مماثلة لتلك التي تحققت في أدنى مجال القوة. لتقاسم هذه الخبرة ودعم النشر لهذه الخبرة، يصف هذا العمل لدينا الإعداد وبروتوكول مصممة خصيصا لاتفاقية النقل الطرقي الوظيفية في 7 تسلا.
Introduction
الرنين المغناطيسي القلب والأوعية الدموية (CMR) القيمة السريرية المثبتة مع مجموعة متنامية من المؤشرات السريرية1،2. على وجه الخصوص، تقييم مورفولوجيا القلب ووظيفة ذات أهمية كبرى وعادة تتحقق بتعقب وتصور حركة القلب طوال كامل دورة القلب باستخدام مجزأة (عقد التنفس سينيماتوجرابيك ثنائي الأبعاد (2D) تقنيات التصوير السينمائي). بينما تلزم عالية الدقة الزمانية والتباين العالي الدم-عضلة القلب وارتفاع نسبة الإشارة إلى الضوضاء (دائرة الاستخبارات الوطنية)، الحصول على البيانات مقيد عاليا بحركة القلب والجهاز التنفسي واستخدام يحمل نفسا متعددة، فضلا عن الحاجة إلى للقلب كله أو البطين الأيسر التغطية غالباً ما يؤدي إلى مسح واسعة النطاق مرات. تصوير موازية، تصوير شريحة متعددة متزامنة أو أخرى تسارع تقنيات تساعد على معالجة الاقتراح المتعلقة بالقيود3،4،،من56.
وعلاوة على ذلك، الاستفادة من كسب دائرة الاستخبارات الوطنية المتأصلة في أعلى المجالات المغناطيسية، النظم الميدانية عالية مع ب0 = 3 تسلا يعملون بصورة متزايدة في السريرية الروتينية7،8. وشجعت تطوير أيضا تحقيقات ميدانية فائقة (إيه سيفن ب0تسلا، f≥298 ميجاهرتز) CMR9،10،،من1112،،من1314. الكسب في المقابل دائرة الاستخبارات الوطنية وعضلة القلب الدم الملازمة لقوة الحقل أعلى يبشر بأن يكون التحويل إلى CMR الوظيفية تعزيز استخدام قرار المكاني الذي يتجاوز اليوم حدود15،16، 17-في المقابل، إمكانيات جديدة للرنين المغناطيسي (السيد) على أساس توصيف أنسجة عضلة القلب، وتصوير الأيضية والتصوير المجهرية هي المتوقعة13. وحتى الآن، أثبتت عدة مجموعات جدوى اتفاقية النقل الطرقي في 7 تسلا، وعلى وجه التحديد قد التكنولوجيا حقل فائقة مصممة عرض17،،من1819،20، ،من 2122. وفيما يتعلق بهذه التطورات الواعدة، وإمكانات فائقة حقل يمكن اعتبار اتفاقية النقل الطرقي لتكون لكنها لم تستغل بعد13. في الوقت نفسه، والظواهر الفيزيائية والعقبات العملية مثل إينهوموجينيتيس المجال المغناطيسي وتردد الراديو (RF) الإثارة الحقل غير-أونيفورميتيس والتحف قبالة الرنين، آثار عازل، تدفئة الأنسجة المترجمة وقوة الحقل الطاقة الترددات اللاسلكية المستقلة ترسب القيود تجعل من التصوير في ميدان فائقة تحدي10،17. ويعمل هذا الأخير لمراقبة الترددات اللاسلكية التي يتسبب فيها تدفئة الأنسجة وضمان التشغيل الأمن. وعلاوة على ذلك، أدى رسم القلب (ECG) على أساس يمكن إلى حد كبير يتأثر مغناطيسي هيدرودينامية (MHD) تأثير19،،من2324. للتصدي للتحديات الناجمة عن الطول الموجي القصير في الأنسجة، كانت العديد من عنصر مرسل مستقبل RF لفائف صفائف مصممة خصيصا لاتفاقية النقل الطرقي في 7 تسلا المقترحة21،25،،من2627. انتقال الترددات اللاسلكية موازية يوفر الوسائل لنقل الحقل تشكيل، المعروف أيضا ب1+ الملئ، مما يسمح للحد من إينهوموجينيتيس المجال المغناطيسي وقابلية التحف18،28. بينما في المرحلة الحالية، بعض هذه التدابير قد يؤدي إلى زيادة تعقيد التجريبية، والمفاهيم التي ثبت أنها مفيدة ويمكن ترجمتها إلى مواطن القوة الميدانية الإكلينيكية CMR 1.5 طن أو 3 ت.
حاليا، هو تصوير سينما حرة الحركة البدارية (بسفب) حالة مستقرة متوازنة 2D القياسية المرجعية السريرية CMR الوظيفية في 1.5 طن و 3 ر1. في الآونة الأخيرة، التسلسل استخدمت بنجاح في 7 تسلا، ولكن عددا كبيرا من التحديات ما زالت19. وطبقت محددة المريض ب1+ الملئ والتسويات لفائف الترددات اللاسلكية الإضافية لإدارة الترددات اللاسلكية السلطة ترسب القيود وحذرا ب0 الملئ وأجرى للتحكم في تسلسل نموذجية النطاقات التحف. مع لوقت مسح متوسط 93 دقيقة البطين الأيسر (LV) وظيفة التقييم، الجهود لفترات طويلة أوقات الفحص خارج حدود مقبولة سريرياً. تقدم تسلسلات مدلل تدرج صدى هنا، بديل قابل للتطبيق. 7 تسلا، أبلغ دراسة مجموع أوقات دقيقة (29 ± 5) لتقييم وظيفة LV، الذي يناظر أيضا بروتوكولات إكلينيكية التصوير في الميدان أقل نقاط القوة21. وبالتالي، يقوم مدلل تدرج صدى CMR الفوائد من1 تيطويلة الاسترخاء مرات في الميدان الفائقة التي تؤدي تباين المحسن دم-عضلة القلب متفوقة على تصوير صدى التدرج في 1.5 ت. وهذا يجعل من الهياكل التشريحية خفية مثل تامور، وفي التاجي وصمام ثلاثي الشرفات، فضلا عن العضلات الحليمية محددة تحديداً واضحا. كونجرووسلي، يوافق مدلل صدى التدرج على أساس دائرة القلب الكمي في 7 تسلا عن كثب مع معلمات LV المستمدة من تصوير سينما بسفب 2D في 1.5 T20. وعلاوة على ذلك، تجلى دقيقة التحديد الكمي الدائرة (RV) حق البطين مؤخرا ممكناً باستخدام دقة عالية مدلل تسلسل تدرج صدى في 7 تسلا29.
إذ تدرك التحديات والفرص لاتفاقية النقل الطرقي في الميدان فائقة، يعرض هذا العمل على بروتوكول مخصصة للمقتنيات CMR الوظيفية على ماسح بحوث 7 تسلا الفحص والإعداد. ويحدد البروتوكول الأسس التقنية، يظهر كيف يمكن التغلب على العقبات، ويوفر الاعتبارات العملية التي تساعد على إبقاء النفقات العامة تجريبية إضافية كحد أدنى. يشكل البروتوكول المقترح في التصوير تحسن بنسبة أربعة إضعاف في القرار المكانية مقابل الممارسة السريرية اليوم. يهدف إلى توفير مبدأ توجيهي لمحولات السريرية، الطبيب العلماء والباحثين متعدية الجنسيات، خبراء التطبيق، سيقوم السيد، والتكنولوجيين والداخلين الجدد في الحقل.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
هو الموافقة على الدراسة من قبل لجنة الأخلاقيات التابعة لجامعة كوينزلاند، كوينزلاند، أستراليا والمستنيرة قد تم الحصول عليها من جميع المواضيع المدرجة في الدراسة.
1-المواضيع
- تجنيد المتطوعين مواضيع أكثر من 18 عاماً عمر داخليا في جامعة كوينزلاند.
- الموافقة المستنيرة
- إعلام كل موضوع حول المخاطر المحتملة ليخضع الفحص قبل الدخول إلى منطقة الأمان التصوير بالرنين المغناطيسي (التصوير بالرنين المغناطيسي). على وجه التحديد، مناقشة التعرض للمجال المغناطيسي فائقة وموانع الممكنة تمر بفحص التصوير بالرنين المغناطيسي. إبلاغ هذا الموضوع أن المشاركة في الامتحان طوعي وأنه في كل مرة كان عليه قد إحباط الفحص. الحصول على موافقة مستنيرة في الكتابة.
- يشرح الإجراء المشترك. حيث يتم إجراء التصوير أثناء التنفس عقد على انتهاء الصلاحية وعقد التنفس متسقة جزء لا يتجزأ من جودة الصورة، مدرب هذا الموضوع على تقنيات قبل المسح الضوئي التنفس.
- إجراء فحص سلامة السيد على جميع المواضيع قبل الدخول إلى منطقة الأمان التصوير بالرنين المغناطيسي في الكتابة، ومرة أخرى قبل الدخول إلى قاعة الماسح الضوئي. استبعاد الموضوعات مع موانع تمر بفحص التصوير بالرنين المغناطيسي (مثلاً، منظم نبضات القلب، وحاملات مزروع، وأخرى يزرع الطبية غير المأمونة أو رهاب الاحتجاز).
- طرح هذا الموضوع إلى تغيير في دعك قبل الدخول إلى قاعة الماسح الضوئي.
2-إعداد
- إعداد الأجهزة الإضافية المطلوبة لتشغيل قناة 32 مخصصة 1ح القلب جهاز الإرسال والاستقبال (Tx/Rx) RF لفائف26 في الجدول المريض كما هو مبين في الشكل 1 أ وب. وبصرف النظر عن مربع تقسيم طاقة صغيرة (الشكل 1 ج)، وتضم معدات مساعدة لفائف الكهرباء الفاصل مربع واحد والمرحلة شيفتر مربع (الشكل 1 د) ومربع واجهة Tx/Rx واحد (الشكل 1e) لكل من المقطعين لفائف الترددات اللاسلكية التي سيتم وضع أدناه، وعلى رأس هذا الموضوع. نقل الإلكترونيات، وهو مطلوب للإثارة إشارة الساعة 7 تسلا الجزء الأكبر فإنه يكيف المحلية، لا تتوفر منذ لفائف الجسم قفص العصافير التقليدية كعادة العاملين في 1.5 طن و 3.0 T.
- ضع الأجهزة لفائف الترددات اللاسلكية الإضافية في نهاية أعلى الجدول المريض كما هو مبين في الشكل 1 باء وربط مربعات الفردية جنبا إلى جنب مع الكابلات حربه نيل-Concelman (BNC). منذ المسافة أن الجدول المريض يمكن أن يكون الدافع إلى التصوير بالرنين المغناطيسي تحمل محدودة، التأكد من ترك مساحة كافية على الجدول المريض للبنية التحتية لضمان أنه يمكن وضع القلب في هذا الموضوع مع مركز اللولب في إيسوسينتير من فائف المغناطيس.
- قم بتوصيل مربعات واجهة Tx/Rx المقابس لفائف الأربعة في جدول المريض.
- مكان مركز الصفيف لفائف الخلفي 147 سم بعيداً عن الحد الأعلى من الجدول المريض (الشكل 1b). وتعرف هذه البقعة حيث يحتوي الصفيف لفائف الخلفي لوضعها للتأكد من أن القلب في هذا الموضوع في إيسوسينتير المغناطيسي إذا كان الجدول المريض أقصى مدفوعة إلى تتحمل. وضع على الفور لفائف مسبقاً أمر حاسم، لضمان التشغيل الأمثل. تحديد موقف الأمثل من الصفيف لفائف الخلفي وكذلك تحديد المواقع من المعدات الإضافية في الاختبارات الأولية بما في ذلك عدة من المتطوعين من ارتفاع الجسم المختلفة.
- قم بتوصيل الكابلات الأربعة من الصفيف لفائف الخلفي مأخذ المناسبة في مربع واجهة Tx/Rx لصفيف الخلفي.
- الاتصال الأربع وحدات الصفيف لفائف الأمامي مع مربع واجهة Tx/Rx الصفيف أعلى واقلب الصفيف المعدات لفائف الإضافية للسماح بهذا الموضوع لتحديد المواقع.
- إرفاق ثلاثة أقطاب كهربائية القلب إلى الجسم من هذا الموضوع. اتبع إرشادات المورد للموضع الكهربائي لضمان التشغيل الأمثل من خوارزمية المشغل للنظام.
- ضع هذا الموضوع في الجدول المريض (الشكل 1f). خطيرة، تأكد من أن يتم وضع القلب في هذا الموضوع وسط اللولب الخلفي ضمانا للمسح الضوئي داخل إيسوسينتير المغناطيس. وكما، اعتماداً على الارتفاع في هذا الموضوع، سوف يكون الرئيس لتوضع على رأس الموصلات مربع لفائف/واجهة، وضع الكابلات بعناية واستخدام توسيد مناسبة لضمان راحة والامتثال في هذا الموضوع.
- توصيل الجهاز المشغل لأقطاب كهربائية القلب.
- قم بتوصيل الجهاز الزناد نبض للسبابة في هذا الموضوع. استخدام هذا الجهاز الثاني للتسبب في حالات التشوهات الحادة من إشارة ECG عرضته أثر MHD.
- الضغط من ناحية السلامة الكرة للمواضيع.
- تجهيز هذا الموضوع مع سماعات الرأس وسماعات الإذن للحد من الضوضاء التعرض، والسماح بالاتصال بهذا الموضوع.
- وضع اللولب الأمامي على الصدر في هذا الموضوع، مثل الكابلات التي تتصل سدادات E-F و G-H تقع إلى اليمين واليسار من الرأس في هذا الموضوع، على التوالي.
- تحمل محرك الأقراص هذا الموضوع في الماسح الضوئي. إجراء عملية القيادة يدوياً والتأكد من زر السرعة عناصر الجدول في إيقاف الموقف لضمان السلامة في هذا الموضوع أثناء عملية القيادة. لا تستخدم الوضع التلقائي حسب سرعة متغير الجدول في هذا الوضع هو الأمثل لتصوير الأعصاب والمسافة التي يمكن أن تكون مدفوعة الجدول تلقائياً إلى تتحمل محدود بجهاز الماسح الضوئي.
- تحقق إذا كان الممكن الاتصال إلى هذا الموضوع من خلال الاتصال الداخلي وإذا كان هذا الموضوع هو شعور جيد.
- السيد التصوير
- تشغيل المترجم الأساسية (الكشفية) بمسح على طول ثلاثة محاور التدرج المادية لتخطيط شريحة وب0-الملئ.
- استخدام زاوية انخفاض سريع ECG تسبب إطلاق النار تسلسل (فلاش) مع اكتساب المعلمات التالية: مجال الرؤية (FOV) = 400 مم، مصفوفة = 192 × 144، شرائح كل محور التدرج = 1، سمك = 8 مم، صدى الوقت (TE) = 1.24، وقت التكرار (TR) = 298 مرض التصلب العصبي المتعدد، زاوية الوجه = 10°.
- التصوير بالرنين المغناطيسي موازية مع عامل تسريع تطبيق = 2، خطوط الإشارة = 24 والمعمم التعمير المقتنيات موازية جزئيا (GRAPPA) أوتوكاليبراتينج.
- استخدام الصور المترجم للتحقق من أن يتم وضع القلب في هذا الموضوع في إيسوسينتير المغناطيس. تغيير موضع هذا الموضوع إذا لزم الأمر.
- ترتيب 3rd الملئ B0
- فتح أداة الرقاقة أمر 3rd (الشكل 2a) وإعادة تعيين كافة 3rd النظام الرقاقة التيارات (الشكل 2).
- تحدد حجم الرقاقة الملئ السليم عبر منطقة تغطي القلب (الشكل 2 (ج)).
- تشغيل تعويض تدفق متقدمة غير تشغيل تسلسل 2D صدى متعدد الرقائق فلاش لحساب التيارات الرقاقة أمرrd 3. استخدم المعلمات التالية: فوف = 400 × 400 مم، مصفوفة = 80 × 80، شرائح = 64، سمك = 5.0 ملم، TE1 = 3.06، TE2 = 5.10، TR = 7 مللي ثانية، زاوية الوجه = عامل تسريع 20 °، "التصوير بالرنين المغناطيسي" موازية (GRAPPA)، = 2، خطوط الإشارة = 24.
- حساب وتطبيق التيارات الرقاقة أمرrd 3، فتح البروتوكول المقبل ونسخ وحدة التخزين الرقاقة المشار إليها أعلاه. تنفيذ البرنامج سيتشيم في القائمة ابدأ (الشكل 2a). بعد ذلك، فتح نافذة دليل التعديلات في قائمة الخيارات (الشكل 2d). في علامة التبويب الرقائق ثلاثية الأبعاد ، انقر فوق حساب | تطبيق لتعيين التيارات الرقاقة لأمر 2nd (الشكل 2e). وأخيراً، تعيين التيارات الرقاقة بالنقر فوق تعيين Shim_3rd في الأداة الرقاقة أمر 3rd (الشكل 2).
- قم بإغلاق إطار تعديلات الدليل . إبقاء حجم الرقاقة والتيارات الرقاقة ثابتة طوال ما تبقى الفحص. لاحظ أن الإجراء شيمينج يمكن أن تكون عالية نظام محدد.
- اكتساب المزيد المترجمين لدعم تخطيط شريحة مائلة مزدوجة. ما لم ينص على خلاف ذلك، استخدام التنفس عقد وآثار ECG تسلسل فلاش 2D مع المعلمات التالية لكافة القياسات المترجم: فوف = 360 x 290 مم، مصفوفة = 256 × 206، سمك = 6.0 ملم، الشركة المصرية للاتصالات = 1.57، TR = 3.9 مللي ثانية، زاوية الوجه = 35 °، "التصوير بالرنين المغناطيسي" موازية (GRAPPA)، أكسيليرا عامل نشوئها: 2، إشارة خطوط: 24. إسداء المشورة للمريض أن يمسك بانتهاء الصلاحية. توظيف زوايا الوجه عالية أو استخدام بروتوكول سينمائية مجزأة (انظر أدناه) لتحقيق تحسين التباين.
- الحصول على الدائرة 2 المترجم (الشريحة 1)، عمودي المخططة في الكشفية محورية موازية للجدار الحاجز (الشكل 3a).
- الحصول على خط عمودي المترجم (الشريحة 1)، خططت الدائرة 4 على شريحة الدائرة 2 المترجم عن طريق الصمام التاجي وقمة البطين الأيسر (الشكل 3b).
- اكتساب المترجم المحور قصيرة (7 شرائح، فوف = 360 × 330 مم)، المخطط عمودي على المترجم الدائرة 4 موازية للصمام التاجي وعمودي على الجدار الحاجز (الشكل 3 ج).
- تنفيذ عمليات الشراء سينمائية. استخدام عقد نفسا عالية دقة آثار ECG مجزأة تسلسل فلاش 2D مع المعلمات التالية: فوف = 360 × 270 مم، مصفوفة = 256 x 192/264 × 352، سمك = 4.0 ملم، الشركة المصرية للاتصالات = 3.14، TR = 6.3 مرض التصلب العصبي المتعدد، زاوية الوجه = شرائح 35-55 °، = 7، موازية "التصوير بالرنين المغناطيسي" (GRAPPA)، التعجيل باتحاد كرة القدم ctor = 2/3، القرار الزماني = 42.6/44.3 مرض التصلب العصبي المتعدد.
- ابدأ برأي الدائرة 4 البطين الأيسر (محور طويل أفقي، هلا) شرائح. تخطيط الشريحة الوسطى من خلال المركز في التاجي وصمام ثلاثي الشرفات وقمة البطين الأيسر (3d الشكل). الحصول على كل شريحة داخل عقد نفس فردية في انتهاء الصلاحية.
- وبعد ذلك، الحصول على شرائح المحور القصير البطين الأيسر. خطة لهم عمودي هلا وموازية للصمام التاجي حيث أنه يغطي البطين الأيسر كله من القاعدة إلى القمة (3e الشكل). لضمان اختبار وظيفة دقيقة، ضع الشريحة الأولى بدقة على الملاحق النشرة الصمام التاجي، حيث وسط الشريحة داخل البطين. مرة أخرى، الحصول على كل شريحة داخل عقد نفس فردية في انتهاء الصلاحية.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
يصور الممثل نتائج الفحوص سيني القلب المستمدة من المتطوعين في الشكل 4. يظهر الانبساطي والانقباضي زمنية قصيرة محور ومحور طويل للدائرة أربع وجهات نظر قلب الإنسان. القرار المكانية أعلى بكثير لآراء المحور قصيرة (الشكل 4a, 4b، 4e، 4f) مقارنة بآراء محور طويلة (الشكل 4 ج، د 4، ز 4، ح 4) ظاهرة بوضوح. القصير والطويل محور شرائح، توفر الصور التباين إشارة إلى الضوضاء وعضلة القلب الدم وافرة وضوح الجدران احتشاء عضلة القلب، وحتى عندما تستخدم شريحة سمك رقيقة مثل 4 ملليمتر. برنامج تسريع التصوير موازية العاملين بناؤها الصور مع صورة عالية الجودة ودون تعزيز الضوضاء واضحة.
بسبب موجه R الاعتراف بفشل تخطيط القلب، استخدمت على أساس oximetry تحريك النبض لاقتناء الصورة على اليمين (الشكل 4e-ح 4). الرجفان في ذروة إشارة oximetry نبض الناجمين عن التحف الحركة الطفيفة التي صدرت خلال فترات انكماش القلب والاسترخاء كما هو مبين في عرض المحور الطويل هو موضح في الشكل 4 ح (السهم الأحمر). إشارة الفراغات بسبب التدخلات المدمرة في مجال انتقال تميزت بالأسهم الصفراء.
ويرد في الشكل 5إشارات تخطيط القلب النموذجية التي تم الحصول عليها في قناة واحدة للجهاز المشغل في موضوع صحي واحد. عند مقارنة إشارة ECG المكتسبة خارج المغناطيس تتحمل (الشكل 5a) الذي حصل مع موضوع المتمركزة في إيسوسينتير المغناطيس (الشكل 5b)، الاختلافات الكبيرة أصبح واضحا. ضمن الحقل المغناطيسي فائقة، تالف إشارة ECG شدة تأثير MHD. وتنشأ هذه الظاهرة السلبية من التفاعل بين الدم السائل موصلة مع المجال المغناطيسي الخارجي. الحث على حقل كهربائي مشوهة فرض حقول ديبولاريزيشن في القلب، وهكذا يفسد إشارة التقطت من قبل أقطاب ECG على الجلد في هذا الموضوع. تأثير MHD جداول مع B0، وهو واضح لا سيما خلال مراحل تدفق الابهري الانقباضي، ولهذا السبب أساسا الجزء S-T لإشارة ECG يتأثر القلب. على الرغم من أن R-موجه إشارة ECG هو عادة لم تتأثر مباشرة، فإنه يمكن أن يعوق تزامن الاعتراف والقلب الموجه R. جدير بالذكر أنه، بسبب التشوهات إشارة تخطيط القلب، لا يمكن استخدام إشارات تخطيط القلب الحصول على وجود مجالات مغناطيسية عالية كمؤشر لحالة طوارئ مريض. يتم عرض إشارة نبض تمثيلية التي تم الحصول عليها داخل التجويف مغناطيس في الشكل 5 ج. إشارة نبض لا يتأثر بالمجال المغناطيسي. تأخير الموجه نبض على البحث والتطوير الموجه في 0 مللي ثانية، مما يمكن أن يعرض النتائج الملموسة، واضحة للعيان.
الشكل 1 : إعداد تجريبية وعناصر 32 قناة القلب Tx/Rx لفائف ولفائف الأجهزة. (أ، ب) يتم وضع الأجهزة الإضافية تتألف من 7 خانات الأجهزة وتوصيل الكابلات BNC في نهاية أعلى من الجدول المريض في النظام يوفر مساحة قدر ممكن لهذا الموضوع لتحديد المواقع. ترتبط العناصر لفائف الأمامي والخلفي مع الكابلات ثمانية مربعات واجهة. لهذا النظام في متناول اليد، يوضع الصفيف لفائف الخلفي لا مزيد من 1470 مم من نهاية العلوي من الجدول، لضمان وضع القلب في إيسوسينتير المغناطيس. (ج) مربع التقسيم السلطة الصغيرة. (د) واحد الكهرباء الفاصل والمرحلة شيفتر مربع كل الصفيف لفائف الأمامي والخلفي. (ﻫ (Tx/Rx واجهة خانات للأمامي (العلوي) والخلفي (أسفل) لفائف الصفيف. سهام منقط البرتقالي والأسود تشير إلى الإرسال (Tx) وتلقى مسارات الإشارات (Rx). (و) موضوع المتمركزة في الصفيف لفائف الخلفي. تقع على الرأس على وسادة على الموصلات لفائف 8. يتم وضع علامة البقعة لفائف مسبقاً مع علامة حمراء. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-
الشكل 2 : 3شارع تأمر الملئ باستخدام أدوات نظم التكييف والرقائق- (أ) قائمة ابدأ مع أزرار لأداة "الرقائق أمرrd 3" وبرنامج "مجموعة الرقائق". (ب) "3rd النظام الرقائق" أداة. (ج) تحديد المواقع بالمنطقة التكيف على القلب. (د) بدء تشغيل الأداة "التعديلات" من القائمة "خيارات". (ه) "أداة التسويات" مع أزرار لحساب وتطبيق أمر 2nd الرقاقة التيارات في علامة التبويب "3D الرقائق" الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-
الشكل 3 : شريحة التخطيط لتصوير سينمائي القلب. (أ) تخطيط عمودي المترجم 2-الدائرة على المترجم الأساسية. (ب) تخطيط عمودي المترجم الدائرة 4 في الدائرة 2 المترجم (ج) التخطيط للمترجم المحور قصيرة في الدائرة 2 المترجم (على اليسار) وخط عمودي في الدائرة 4 المترجم (يمين). (د) التخطيط للدائرة 4 البطين الأيسر عرض خط عمودي على المحور القصير المترجم (يسار) وفي الدائرة 2 المترجم (يمين). (ه) التخطيط للمحور القصير البطين الأيسر شرائح على رأي الدائرة 4 البطين الأيسر (يسار) والدائرة 2 المترجم (يمين).
الشكل 4 : الممثل نتائج عالية الدقة تصوير سينما القلب في هذين الموضوعين باستخدام تخطيط القلب تسبب (أ-د) ونبض تحريك (ه-ه)- (أ)، (ه) نهاية االنبساطي الأطر الزمنية لشريحة المحور قصيرة منتصف البطين المكتسبة مع قرار مكانية من 1.0 x 1.0 x 4 مم3. (ب، و) الأطر الزمنية نهاية الانقباضية المقابلة. (ج، ز) نهاية االنبساطي الأطر الزمنية لشريحة المحور الأفقي الطويل. (د، ح) الأطر الزمنية نهاية الانقباضية المقابلة. إشارة التسرب الناجم عن الترددات اللاسلكية الميدانية غير-أونيفورميتيس تميزت بالأسهم الصفراء. ويرد أخطاء الزناد طفيف بسبب الكمون موجه النبض في عرض المحور الطويل لمسح آثار النبض (السهم الأحمر). الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-
الشكل 5 : تحمل إشارات ECG التمثيلية التي تم الحصول عليها خارج وداخل المغناطيس في 7 تسلا. (أ) تحمل إشارة تخطيط القلب التي تم الحصول عليها في القناتين (الأحمر والأزرق) للجهاز المشغل ECG خارج المغناطيس. R-الموجه يمكن التمييز بينهما بوضوح. مشغل الأحداث يتم تحديدها باللون الأخضر. (ب) تحمل إشارة تخطيط القلب الحصول على إيسوسينتير المغناطيسي تسلا 7. ويؤثر تأثير MHD وضوح إشارة ECG، ولا سيما عنصر S-T إشارة ECG. يمكن أن يؤدي إلى تقلبات إشارة قوية إلى تسبب سوء. (ج) تحمل إشارة النبض التمثيلية التي حصلوا عليها في إيسوسينتير المغناطيسي تسلا 7 للمقارنة. إشارة نبض لا يتأثر بالمجال المغناطيسي. علما أن موجه النبض يتأخر فيما يتعلق بتخطيط القلب R-موجه. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
يمكن أن تجري الامتحانات CMR الوظيفية بنجاح في 7 تسلا. استناداً إلى حقل قوة دافع الربح دائرة الاستخبارات الوطنية، يمكن أن يكتسب صور سينمائية لقلب الإنسان مع القرار المكانية أعلى بكثير بالمقارنة مع 1.5 أو 3 ت. وفي حين يمكن أن تجري بسمك شريحة من 6 إلى 8 مم وفي الطائرة من حافة فوكسل أطوال من 1.2 إلى 2.0 مم تستخدم عادة في أدنى مجال السريرية مواطن القوة1،30، القياسات في 7 تسلا مع شريحة سمك 4 مم والخواص القرار في الطائرة من 1.0 مم.
النتائج التي تم الحصول عليها في 7 تسلا واعدة. جودة الصورة مماثلة لتلك التي حصلوا عليها في 1.5 طن أو 3 طن على الرغم من أن لم يجر ب1+ الملئ وأبقى النفقات العامة التجريبية إلى حد أدنى من أجل تسهيل أوقات الفحص سريرياً مقبولة للقياس الكمي الدائرة القلب. أحياناً كان قليلاً ضعف جودة الصورة بإشارة الفراغات الناتجة عن تنسيق الترددات اللاسلكية الميدانية غير-أونيفورميتيس. في هذه الحالات، والاستخدام + الملئ ب1، الذي يتوفر من خلال تقنيات الإرسال موازية قد تكون مفيدة. في حين أن هذا النهج هو المغري ويلوح في أفق التطبيقات السريرية فإنه يتطلب المزيد من الاعتبارات على إشارة امتصاص معدل (SAR) إدارة.
ناحية المسبّب، كان أحياناً شدة إشارة ECG أفسدتها تأثير MHD حيث أن المزامنة للحصول على الصور بنشاط القلب بحاجة إلى إجراء باستخدام النبض آثار النهج. عند استخدام على الزناد نبض، قد تحدث الأضرار طفيفة بجودة صورة سينمائية. بسبب ضعف هذا الوقت تأخر على الزناد نبض مع الاحترام R-الموجه لتخطيط القلب. يمكن أن تتراوح الاختلافات وغضب في إشارة الزناد نبض يصل إلى 60 ميلي ثانية. قد يؤدي إلى سوء آثار هذه الظاهرة وقد يواجه خطر إدخال الحركة القلب الناجم عن عدم وضوح في الصور التي أعيد بناؤها. كما يمكن تحقيق التزامن القلب مؤخرا واضحة ودقيقة في 7 تسلا بالاستغلال الكامل للقدرات التقنية لأجهزة المشغلات المتوفرة واستخدام دولة من بين الفن الزناد خوارزميات19،24. وإلى جانب ذلك، مزامنة استخدام الحلول البديلة المسبّب31،،من3233 قد توفر أيضا أساسا جيدا للتصوير.
المسح الضوئي في عالية جداً-حقل يأتي جنبا إلى جنب مع طلب زيادة كبيرة من الأجهزة. خاصة هي الأعمال التحضيرية المسح الضوئي أكثر تعقيداً مقابل انخفاض مجال القوة. ويمكن أن يعزى هذا إلى استخدام المعدات لفائف الترددات اللاسلكية الإضافية نظراً للغياب لفائف الجسم التي تتكامل في الماسحات الضوئية السريرية. يتطلب هذا الموضوع موضع مزيد الرعاية مقابل الإعداد السريرية الروتينية في أقل نقاط القوة في الميدان، منذ الراحة هذا الموضوع ليس فقط ولكن أيضا موقف اللولب فيما يتعلق بالجدول يجب أن تؤخذ في الاعتبار. هذا القيد هو المتصلة بالتصميم وقدرات الجداول المريض اليوم تسلا 7 التصوير بالرنين المغناطيسي، لكن من المتوقع أن تكون ثابتة مع التحرك المستمر للجيل القادم من نظم التصوير بالرنين المغناطيسي تسلا 7. إلا في الآونة الأخيرة، تمت الموافقة على أول نظام تسلا 7 التصوير بالرنين المغناطيسي للاستخدام السريري لتطبيقات محددة في الولايات المتحدة الأمريكية وأوروبا. النفقات العامة التجريبية كما عرضته أثر MHD يمكن أن تضر بشدة الاعتراف بموجة R. للتأكد من مزامنة القلب جيدة، إعداد هذا موضوع دقيق، هي وضع قطب كهربائي ECG دقيق بالإضافة إلى معايرة دقيقة خوارزمية المشغل ECG المطلوبة24. وفي بعض الحالات، قد تصبح إعادة تموضع لأقطاب ECG بعد نقل الموضوع إلى تتحمل ضرورية. أيضا، لضمان استمرار النظر في حضور العاهات الزناد ECG الشديدة، من المستصوب لإرفاق الجهاز المشغل النبض إلى هذا الموضوع. كبديل لتحريك الرسم الكهربائي للقلب، يمكن أن تستخدمها الصوتية التسبب31 ، الذي بمنأى عن آثار MHD وقد ثبت أن تكون متفوقة على تحريك النبض. إذا لم يتم تضمين هذه الاعتبارات والتدابير بعناية في الامتحانات CMR الوظيفية في 7 تسلا، سير العمل ومدة القلب سينمائية القياسات في حقول فائقة مماثلة لتلك في القوة الميدانية الإكلينيكية.
الاستخدام المتزايد للنظم الميدانية فائقة في البحوث متعدية ستعزز قدرات اتفاقية النقل الطرقي للتقييم لأمراض القلب والأوعية الدموية. لفائف التقدم التكنولوجي مثل تحسين الترددات اللاسلكية التكنولوجيا أو multi-إحالة السيد نظم سيساعد على الحد من النفقات العامة التجريبية الحالية وتبسيط الأعمال التحضيرية مسح إضافية وعمليات الملئ. وفي هذا السياق، سيكون من الضروري عملية التحقق حذراً من التطبيقات CMR رواية ميدانية فائقة ضد التطبيقات CMR الراسخة في 1.5 طن أو 3 طن.
وتوضح هذه الدراسة، أن الوظيفية CMR الامتحانات تجري بنجاح في 7 تسلا. قوة الحقل مدفوعة كسب دائرة الاستخبارات الوطنية في ميدان فائقة يسمح للمقتنيات سينمائية مع قرارات مكانية عالية جداً. بالمقارنة مع قوة المجال السريري تسلا 1.5 أو 3، يمكن زيادة القرار المكانية بمعدل 3 إلى 4. يمكن الاحتفاظ بالنفقات العامة المطلوبة للتصدي لمختلف التحديات التقنية التجريبية إلى الحد أدنى. هذه النتائج، فضلا عن التطورات التكنولوجية المستقبلية ستوفر الأساس للاستكشافات في تطبيقات أكثر تقدما مثل توصيف أنسجة عضلة القلب، وتصوير الأيضية أو التصوير المجهرية.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
كيران أوبراين وجوناثان الأغنى تستخدمهم "شركة سيمنز المحدودة لأستراليا". يان ريجر ونيندورف ثورالف من المؤسسين للتصوير بالرنين المغناطيسي. أدوات GmbH، برلين، ألمانيا. وكان يان ريجر قسم النقل وموظف للتصوير بالرنين المغناطيسي. أدوات نيندورف GmbH. ثورالف هو "الرئيس التنفيذي للتصوير بالرنين المغناطيسي". أدوات GmbH.
Acknowledgments
تقر الكتاب المرافق، والمساعدة العلمية والتقنية الوطنية مرفق التصوير في المركز "التصوير المتقدمة"، جامعة كوينزلاند. كما نود أن نشكر غالاوي غراهام وإيان بريريتون للمساعدة في الحصول على منحة كايسيي نيندورف ثورالف.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| 7 Tesla MRI system | Siemens | Investigational Device | |
| 32-Channel -1H-Cardiac Coil | MRI.Tools GmbH | Transmit/Receive RF Coil for MR Imaging and Spectroscopy at 7.0 Tesla | |
| ECG Trigger Device | Siemens | ||
| Pulse Trigger Device | Siemens |
References
- Kramer, C. M., et al. Standardized cardiovascular magnetic resonance (CMR) protocols 2013 update. Journal of Cardiovascular Magnetic Resonance. 15 (1), 1 (2013).
- Earls, J. P., Ho, V. B., Foo, T. K., Castillo, E., Flamm, S. D. Cardiac MRI: Recent progress and continued challenges. Journal of Magnetic Resonance Imaging. 16 (2), 111-127 (2002).
- Wintersperger, B. J., et al. Cardiac CINE MR imaging with a 32-channel cardiac coil and parallel imaging: Impact of acceleration factors on image quality and volumetric accuracy. Journal of Magnetic Resonance Imaging. 23 (2), 222-227 (2006).
- Schmitt, M., et al. A 128-channel receive-only cardiac coil for highly accelerated cardiac MRI at 3 Tesla. Magnetic Resonance in Medicine. 59 (6), 1431-1439 (2008).
- Wech, T., et al. High-resolution functional cardiac MR imaging using density-weighted real-time acquisition and a combination of compressed sensing and parallel imaging for image reconstruction. RöFo: Fortschritte Auf Dem Gebiete Der Röntgenstrahlen Und Der Nuklearmedizin. 182 (8), 676-681 (2010).
- Stäb, D., et al. CAIPIRINHA accelerated SSFP imaging. Magnetic Resonance in Medicine. 65 (1), 157-164 (2011).
- Gutberlet, M., et al. Influence of high magnetic field strengths and parallel acquisition strategies on image quality in cardiac 2D CINE magnetic resonance imaging: comparison of 1.5 T vs. 3.0 T. European Radiology. 15 (8), 1586-1597 (2005).
- Gutberlet, M., et al. Comprehensive cardiac magnetic resonance imaging at 3.0 Tesla: feasibility and implications for clinical applications. Investigative radiology. 41 (2), 154-167 (2006).
- Kraff, O., Fischer, A., Nagel, A. M., Mönninghoff, C., Ladd, M. E. MRI at 7 tesla and above: Demonstrated and potential capabilities: Capabilities of MRI at 7T and Above. Journal of Magnetic Resonance Imaging. 41 (1), 13-33 (2015).
- Moser, E., Stahlberg, F., Ladd, M. E., Trattnig, S. 7-T MR-from research to clinical applications? NMR in Biomedicine. 25 (5), 695-716 (2012).
- Hecht, E. M., Lee, R. F., Taouli, B., Sodickson, D. K. Perspectives on Body MR Imaging at Ultrahigh Field. Magnetic Resonance Imaging Clinics of North America. 15 (3), 449-465 (2007).
- Niendorf, T., et al. W(h)ither human cardiac and body magnetic resonance at ultrahigh fields? technical advances, practical considerations, applications, and clinical opportunities: Advances in ultrahigh field Cardiac and Body Magnetic Resonance. NMR in Biomedicine. 29 (9), 1173-1179 (2016).
- Niendorf, T., Sodickson, D. K., Krombach, G. A., Schulz-Menger, J. Toward cardiovascular MRI at 7 T: clinical needs, technical solutions and research promises. European Radiology. 20 (12), 2806-2816 (2010).
- Niendorf, T., et al. Progress and promises of human cardiac magnetic resonance at ultrahigh fields: A physics perspective. Journal of Magnetic Resonance. 229, 208-222 (2013).
- Hinton, D. P., Wald, L. L., Pitts, J., Schmitt, F. Comparison of Cardiac MRI on 1.5 and 3.0 Tesla Clinical Whole Body Systems. Investigative Radiology. 38 (7), 436-442 (2003).
- Ohliger, M. A., Grant, A. K., Sodickson, D. K. Ultimate intrinsic signal-to-noise ratio for parallel MRI: Electromagnetic field considerations. Magnetic resonance in medicine. 50 (5), 1018-1030 (2003).
- Vaughan, J. T., et al. Whole-body imaging at 7T: Preliminary results. Magnetic Resonance in Medicine. 61 (1), 244-248 (2009).
- Hezel, F., Thalhammer, C., Waiczies, S., Schulz-Menger, J., Niendorf, T. High Spatial Resolution and Temporally Resolved T2* Mapping of Normal Human Myocardium at 7.0 Tesla: An Ultrahigh Field Magnetic Resonance Feasibility Study. PLOS ONE. 7 (12), e52324 (2012).
- Suttie, J. J., et al. 7 Tesla (T) human cardiovascular magnetic resonance imaging using FLASH and SSFP to assess cardiac function: validation against 1.5 T and 3 T. NMR in biomedicine. 25 (1), 27-34 (2012).
- von Knobelsdorff-Brenkenhoff, F., et al. Cardiac chamber quantification using magnetic resonance imaging at 7 Tesla-a pilot study. European Radiology. 20 (12), 2844-2852 (2010).
- Winter, L., et al. Comparison of three multichannel transmit/receive radiofrequency coil configurations for anatomic and functional cardiac MRI at 7.0T: implications for clinical imaging. European Radiology. 22 (10), 2211-2220 (2012).
- Schmitter, S., et al. Cardiac imaging at 7 tesla: Single- and two-spoke radiofrequency pulse design with 16-channel parallel excitation: Cardiac Imaging at 7T. Magnetic Resonance in Medicine. 70 (5), 1210-1219 (2013).
- Krug, J., Rose, G., Stucht, D., Clifford, G., Oster, J. Limitations of VCG based gating methods in ultra high field cardiac MRI. Journal of Cardiovascular Magnetic Resonance. 15 (Suppl 1), W19 (2013).
- Stäb, D., Roessler, J., O'Brien, K., Hamilton-Craig, C., Barth, M. ECG Triggering in Ultra-High Field Cardiovascular MRI. Tomography. 2 (3), 167-174 (2016).
- Gräßl, A., et al. Design, evaluation and application of an eight channel transmit/receive coil array for cardiac MRI at 7.0T. European Journal of Radiology. 82 (5), 752-759 (2013).
- Graessl, A., et al. Modular 32-channel transceiver coil array for cardiac MRI at 7.0T. Magnetic Resonance in Medicine. 72 (1), 276-290 (2014).
- Snyder, C. J., et al. Initial results of cardiac imaging at 7 tesla. Magnetic Resonance in Medicine. 61 (3), 517-524 (2009).
- Meloni, A., et al. Detailing magnetic field strength dependence and segmental artifact distribution of myocardial effective transverse relaxation rate at 1.5, 3.0, and 7.0 T: Magnetic Field Dependence of Myocardial R 2 *. Magnetic Resonance in Medicine. 71 (6), 2224-2230 (2014).
- von Knobelsdorff-Brenkenhoff, F., et al. Assessment of the right ventricle with cardiovascular magnetic resonance at 7 Tesla. Journal of Cardiovascular Magnetic Resonance. 15, 23 (2013).
- Petersen, S. E., et al. Reference ranges for cardiac structure and function using cardiovascular magnetic resonance (CMR) in Caucasians from the UK Biobank population cohort. Journal of Cardiovascular Magnetic Resonance. 19 (1), (2017).
- Frauenrath, T., et al. Feasibility of cardiac gating free of interference with electro-magnetic fields at 1.5 Tesla, 3.0 Tesla and 7.0 Tesla using an MR-stethoscope. Investigative radiology. 44 (9), 539-547 (2009).
- Frauenrath, T., et al. Acoustic cardiac triggering: a practical solution for synchronization and gating of cardiovascular magnetic resonance at 7 Tesla. Journal of Cardiovascular Magnetic Resonance. 12 (1), 67 (2010).
- Schroeder, L., et al. A Novel Method for Contact-Free Cardiac Synchronization Using the Pilot Tone Navigator. Proceedings of the International Society for Magnetic Resonance in Medicine. 24, 3103 (2016).
