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Medicine

7 टेस्ला में कार्डिएक चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग

Published: January 6, 2019 doi: 10.3791/55853
Automatic Translation
1,2, 1, 1,3, 4, 3, 5, 5, 1
1The Centre for Advanced Imaging, The University of Queensland, Brisbane, Australia, 2Department of Diagnostic and Interventional Radiology, University Clinic Würzburg, Würzburg, Germany, 3Siemens Healthcare Pty Ltd, Brisbane, Australia, 4Richard Slaughter Centre of Excellence in CVMRI, The Prince Charles Hospital, Brisbane, Australia, 5MRI.Tools GmbH, Berlin, Germany

Summary

संवेदनशीलता ultrahigh क्षेत्र चुंबकीय अनुनाद के लिए निहित लाभ दिल के उच्च स्थानिक संकल्प इमेजिंग के लिए वादा रखती है । यहाँ, हम एक उन्नत मल्टी चैनल रेडियो आवृत्ति का तार, चुंबकीय क्षेत्र shimming और एक ट्रिगर अवधारणा का उपयोग 7 टेस्ला में कार्यात्मक हृदय चुंबकीय अनुनाद (सीएमआर) के लिए अनुकूलित एक प्रोटोकॉल का वर्णन.

Abstract

एक अति उच्च क्षेत्र में सीएमआर (चुंबकीय क्षेत्र शक्ति बी0 ≥ 7 टेस्ला) सिग्नल से शोर अनुपात (SNR) लाभ उच्च चुंबकीय क्षेत्र शक्तियों में निहित है और संभावित सुधार संकेत कंट्रास्ट और स्थानिक संकल्प प्रदान करता है । जबकि होनहार परिणाम प्राप्त किया गया है, अल्ट्रा उच्च क्षेत्र सीएमआर ऊर्जा जमाव बाधाओं और इस तरह के संचरण क्षेत्र गैर एकरूपता और चुंबकीय क्षेत्र सजातीयता के रूप में शारीरिक घटना के कारण चुनौतीपूर्ण है । इसके अलावा, चुंबक-hydrodynamic प्रभाव हृदय गति मुश्किल के साथ डेटा अधिग्रहण के तुल्यकालन renders । चुनौतियों वर्तमान में अन्वेषणों द्वारा उपंयास चुंबकीय अनुनाद प्रौद्योगिकी को संबोधित कर रहे हैं । यदि सभी बाधाओं को दूर किया जा सकता है, अल्ट्रा उच्च क्षेत्र सीएमआर कार्यात्मक सीएमआर के लिए नए अवसर उत्पंन कर सकते हैं, रोधगलन ऊतक लक्षण वर्णन, microstructure इमेजिंग या चयापचय इमेजिंग । इस क्षमता को पहचानने, हम है कि मल्टी चैनल रेडियो फ्रीक्वेंसी (आरएफ) का तार प्रौद्योगिकी 7 में सीएमआर के लिए सिलवाया उच्च क्रम बी0 shimming और हृदय को ट्रिगर के लिए एक बैकअप संकेत के साथ एक साथ उच्च निष्ठा कार्यात्मक सीएमआर की सुविधा । प्रस्तावित सेटअप के साथ, कार्डियक चैंबर ठहराव परीक्षा समय में पूरा किया जा सकता है उन कम क्षेत्र ताकत पर हासिल करने के लिए इसी तरह की । इस अनुभव को साझा करने और इस विशेषज्ञता के प्रसार का समर्थन करने के लिए, यह काम हमारे सेटअप और 7 टेस्ला में कार्यात्मक सीएमआर के लिए सिलवाया प्रोटोकॉल का वर्णन है.

Introduction

हृदय चुंबकीय अनुनाद (सीएमआर) नैदानिक संकेत1,2की बढ़ती रेंज के साथ सिद्ध नैदानिक मूल्य की है । विशेष रूप से, कार्डियक आकृति विज्ञान और समारोह के मूल्यांकन प्रमुख प्रासंगिकता का है और आम तौर पर ट्रैकिंग और पूरे हृदय चक्र में दिल की गति visualizing के द्वारा महसूस किया जाता है विभाजित सांस का उपयोग-दो आयामी (2d) cinematograpic ( सिने) इमेजिंग तकनीक । जबकि एक उच्च spatio-लौकिक संकल्प, उच्च रक्त-मायोकार्डियम इसके विपरीत और उच्च संकेत करने वाली शोर अनुपात (SNR) की आवश्यकता है, डेटा अधिग्रहण अत्यधिक हृदय और श्वसन गति और कई सांस के उपयोग से विवश है के रूप में अच्छी तरह से की जरूरत है रखती है पूरे दिल या बाएँ वेंट्रिकुलर कवरेज के लिए अक्सर व्यापक स्कैन समय की ओर जाता है. समानांतर इमेजिंग, एक साथ बहु स्लाइस इमेजिंग या अंय त्वरण तकनीकों के लिए प्रस्ताव संबंधित बाधाओं3,4,5,6पता मदद करते हैं ।

इसके अलावा, उच्च चुंबकीय क्षेत्र, बी0 = 3 टेस्ला के साथ उच्च क्षेत्र प्रणालियों में निहित SNR लाभ से लाभ के लिए तेजी से नैदानिक दिनचर्या7,8में कार्यरत हैं । विकास ने अल्ट्रा-हाई फील्ड (बी0≥ 7 टेस्ला, एफ ≥ 298 मेगाहर्ट्ज) सीएमआर9,10,11,12,13,14में भी जांच को बढ़ावा दिया है । SNR और रक्त मायोकार्डियम उच्च क्षेत्र शक्ति के लिए निहित विपरीत में लाभ के लिए बढ़ाया कार्यात्मक सीएमआर में एक स्थानिक संकल्प है कि आज की सीमा से अधिक15,16का उपयोग कर transferrable होने का वादा रखती है, 17. बारी में, चुंबकीय अनुनाद के लिए नई संभावनाएं (श्री) आधारित रोधगलन ऊतक लक्षण वर्णन, चयापचय इमेजिंग और microstructure इमेजिंग13उम्मीद कर रहे हैं. अब तक, कई समूहों 7 टेस्ला में सीएमआर की व्यवहार्यता का प्रदर्शन किया है और विशेष रूप से सिलवाया अल्ट्रा उच्च क्षेत्र प्रौद्योगिकी पेश किया गया है17,18,19,20, 21,22. इन होनहार घटनाओं के बारे में, अल्ट्रा उच्च क्षेत्र सीएमआर की क्षमता अभी तक13अप्रयुक्त माना जा सकता है । एक ही समय में, शारीरिक घटना और इस तरह के चुंबकीय क्षेत्र सजातीयता, रेडियो फ्रीक्वेंसी (आरएफ) उत्तेजना क्षेत्र गैर एकरूपता, बंद अनुनाद कलाकृतियों, अचालक प्रभाव, स्थानीयकृत ऊतक हीटिंग और क्षेत्र शक्ति के रूप में व्यावहारिक बाधाओं स्वतंत्र आरएफ शक्ति स्वभाव बाधाओं अल्ट्रा उच्च क्षेत्र10,17को चुनौती देने पर इमेजिंग करते हैं । बाद आरएफ प्रेरित ऊतक हीटिंग को नियंत्रित करने के लिए और सुरक्षित संचालन सुनिश्चित करने के लिए कार्यरत हैं । इसके अलावा, इलेक्ट्रोकार्डियोग्राम (ईसीजी) आधारित ट्रिगर काफी चुंबक-hydrodynamic (MHD) प्रभाव19,23,24द्वारा प्रभावित किया जा सकता है । ऊतक में कम तरंग दैर्ध्य द्वारा प्रेरित चुनौतियों का पता करने के लिए, कई तत्व ट्रांसीवर आरएफ कुंडल arrays 7 में सीएमआर के लिए सिलवाया Tesla21,25,26,27प्रस्तावित थे । समानांतर आरएफ संचरण प्रदान करता है पारेषण क्षेत्र को आकार देने, भी बी1के रूप में जाना + shimming, जो चुंबकीय क्षेत्र सजातीयताओं और संवेदनशीलता को कम करने की अनुमति देता है18,28। जबकि वर्तमान चरण में, इन उपायों के कुछ प्रयोगात्मक जटिलता में वृद्धि हो सकती है, अवधारणाओं मददगार साबित कर दिया है और सीएमआर १.५ टी या 3 टी के नैदानिक क्षेत्र शक्तियों के लिए अनुवाद किया जा सकता है ।

वर्तमान में, 2d संतुलित स्थिर राज्य मुक्त हिमायत (bSSFP) सिने इमेजिंग १.५ टी और 3 टी1पर नैदानिक कार्यात्मक सीएमआर के लिए संदर्भ के मानक है । हाल ही में, अनुक्रम 7 टेस्ला में सफलतापूर्वक कार्यरत था, लेकिन चुनौतियों की एक बड़ी संख्या में19रहते हैं. रोगी विशिष्ट बी1+ shimming और अतिरिक्त आरएफ कुंडल समायोजन आरएफ शक्ति जमाव बाधाओं का प्रबंधन करने के लिए लागू किया गया और सावधान बी0 shimming अनुक्रम ठेठ बैंडिंग कलाकृतियों को नियंत्रित करने के लिए प्रदर्शन किया गया था. बाएँ-वेंट्रिकुलर (एल. वी.) समारोह मूल्यांकन के लिए ९३ मिनट की औसत स्कैन समय के साथ, नैदानिक स्वीकार्य सीमा से परे परीक्षा समय के प्रयासों को लंबे समय तक. यहां, खराब ढाल इको दृश्यों एक व्यवहार्य विकल्प प्रदान करते हैं । 7 टेस्ला में, LV समारोह मूल्यांकन के लिए (29 ± 5) मिनट की कुल परीक्षा समय की रिपोर्ट है, जो कम क्षेत्र शक्तियों21में नैदानिक इमेजिंग प्रोटोकॉल के लिए अच्छी तरह से संगत कर रहे थे । इस प्रकार, खराब ग्रैडिएंट इको अल्ट्रा पर लंबे समय तक टी1 विश्राम बार से सीएमआर लाभ आधारित उच्च क्षेत्र है कि एक बढ़ाया रक्त में परिणाम-मायोकार्डियम ढाल इको इमेजिंग करने के लिए बेहतर विपरीत १.५ टी । इस तरह के पेरीकार्डियम, mitral और त्रिकपर्दी वाल्व के रूप में अच्छी तरह से इल्लों मांसपेशियों अच्छी तरह से पहचान के रूप में सूक्ष्म शारीरिक संरचनाओं renders । Congruously, बिगाड़ा ढाल इको 7 में कार्डिएक चैंबर ठहराव आधारित टेस्ला एल 2 डी bSSFP सिने इमेजिंग से १.५ टी20में व्युत्पन्न मापदंडों के साथ बारीकी से सहमत हैं । इसके अलावा, सटीक सही-वेंट्रिकुलर (RV) चैंबर ठहराव हाल ही में 7 टेस्ला29में एक उच्च संकल्प खराब ढाल गूंज अनुक्रम का उपयोग कर व्यवहार्य प्रदर्शन किया गया था ।

चुनौतियों और अति उच्च क्षेत्र में सीएमआर के अवसरों को पहचानने, यह काम एक सेटअप और प्रोटोकॉल एक जांच 7 Tesla अनुसंधान स्कैनर पर कार्यात्मक सीएमआर अधिग्रहण के लिए अनुकूलित प्रस्तुत करता है । प्रोटोकॉल तकनीकी आधार की रूपरेखा, से पता चलता है कैसे बाधाओं दूर किया जा सकता है, और व्यावहारिक विचार है कि एक ंयूनतम पर अतिरिक्त प्रयोगात्मक उपरि रखने में मदद प्रदान करता है । प्रस्तावित इमेजिंग प्रोटोकॉल आज के नैदानिक अभ्यास बनाम स्थानिक संकल्प में एक चार गुना सुधार का गठन किया । यह क्षेत्र में नैदानिक एडेप्टर, चिकित्सक वैज्ञानिकों, शोधों शोधकर्ताओं, आवेदन विशेषज्ञों, श्री radiographers, प्रौद्योगिकीविदों और नए नवागंतुकों के लिए एक दिशानिर्देश प्रदान करने के लिए है ।

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Protocol

अध्ययन के क्वींसलैंड, क्वींसलैंड, ऑस्ट्रेलिया विश्वविद्यालय की एथिक्स कमेटी द्वारा अनुमोदित है और सूचित सहमति अध्ययन में शामिल सभी विषयों से प्राप्त किया गया है.

1. विषय

  1. आंतरिक रूप से क्वींसलैंड के विश्वविद्यालय में उंर के 18 साल से अधिक स्वयंसेवी विषयों भर्ती ।
  2. सूचित सहमति
    1. चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग (एमआरआई) सुरक्षा क्षेत्र में प्रवेश करने से पहले परीक्षा के दौर से गुजर के संभावित खतरों के बारे में प्रत्येक विषय को सूचित करें । विशेष रूप से, अल्ट्रा उच्च चुंबकीय क्षेत्र जोखिम और एक एमआरआई परीक्षा के दौर से गुजर के लिए संभव मतभेद पर चर्चा । इस विषय को सूचित करें कि परीक्षा में भाग लेने वाले स्वैच्छिक है और हर समय वह परीक्षा निरस्त कर सकता है । लिखित में सूचित सहमति प्राप्त करें ।
    2. प्रतिभागी को प्रक्रिया समझाएं । चूंकि इमेजिंग सांस पकड़ के दौरान अंत समाप्ति और लगातार सांस पकड़ में किया जाता है छवि गुणवत्ता के लिए अभिंन अंग है, कोच स्कैनिंग से पहले श्वास तकनीक पर विषय ।
    3. एमआरआई सुरक्षा जोन लेखन में प्रवेश करने से पहले सभी विषयों पर श्री सुरक्षा स्क्रीनिंग प्रदर्शन और फिर स्कैनर कक्ष में प्रवेश करने से पहले । एक एमआरआई परीक्षा के दौर से गुजर के लिए मतभेद के साथ विषयों को छोड़ दें (जैसे, पेसमेकर, प्रत्यारोपित defibrillators, अन्य असुरक्षित चिकित्सा प्रत्यारोपण या क्लौस्ट्रफ़ोबिया).
  3. विषय पूछो स्कैनर कमरे में प्रवेश करने से पहले सफ़ाई में बदलने के लिए ।

2. तैयारी

  1. अतिरिक्त हार्डवेयर को समर्पित ३२ चैनल 1एच कार्डिएक ट्रांसीवर (Tx/) आरएफ कुंडल26 रोगी तालिका पर के रूप में चित्र 1a और बीमें उल्लिखित संचालित करने के लिए आवश्यक सेट करें । इसके अलावा एक छोटे से सत्ता अलगानेवाला बॉक्स (चित्रा 1c), सहायक कुंडल उपकरण एक शक्ति अलगानेवाला बॉक्स और चरण का मज़दूर बॉक्स (1 d) और एक Tx/Rx इंटरफ़ेस बॉक्स (चित्रा 1e) दो आरएफ कुंडल वर्गों है कि प्रत्येक के लिए होगा शामिल नीचे और विषय के शीर्ष पर रखा । अधिक से अधिक हिस्सा यह स्थानीय संचारित इलेक्ट्रॉनिक्स, जो 7 टेस्ला में संकेत उत्तेजना के लिए आवश्यक है समायोजित, के रूप में सामांयतः १.५ t और ३.० t पर कार्यरत के रूप में पारंपरिक पिंजरा शरीर कुंडल उपलब्ध नहीं हैं ।
  2. रोगी तालिका के शीर्ष छोर पर अतिरिक्त आरएफ कुंडल हार्डवेयर प्लेस के रूप में चित्र 1b में उल्लिखित और संगीन Neill-Concelman (BNC) केबलों के साथ एक साथ व्यक्तिगत बक्से लिंक । के बाद से दूरी है कि रोगी तालिका एमआरआई बोर में संचालित किया जा सकता है सीमित है, का तार बुनियादी सुविधाओं के लिए रोगी मेज पर पर्याप्त जगह छोड़ने के लिए गारंटी है कि इस विषय के दिल के isocenter पर कुंडली के केंद्र के साथ तैनात किया जा सकता है चुंबक ।
  3. रोगी तालिका पर चार कुंडल प्लग करने के लिए Tx/Rx इंटरफेस बक्से कनेक्ट करें ।
  4. रोगी तालिका (आंकड़ा 1b) के ऊपर अंत से दूर पीछे कुंडल सरणी १४७ cm के केंद्र रखें । इस स्थान को परिभाषित करता है जहां पीछे कुंडल सरणी के लिए सुनिश्चित करें कि इस विषय का दिल चुंबक के isocenter में है अगर रोगी तालिका अधिक बोर में संचालित है रखा जाना है । पूर्वनिर्धारित कुंडल जगह पर नियुक्ति महत्वपूर्ण है, इष्टतम संचालन सुनिश्चित करने के लिए । निर्धारित पीछे कुंडल सरणी के इष्टतम स्थिति के रूप में के रूप में अच्छी तरह से विभिंन शरीर की ऊंचाई के कई स्वयंसेवकों सहित प्रारंभिक परीक्षणों में सहायक उपकरणों की स्थिति ।
  5. पीछे सरणी के लिए Tx/Rx अंतरफलक बॉक्स के उपयुक्त कुर्सियां में पीछे कुंडल सरणी के चार केबल कनेक्ट ।
  6. पूर्वकाल का तार सरणी के चार मॉड्यूल कनेक्ट शीर्ष सरणी के लिए Tx/Rx इंटरफेस बॉक्स के साथ कर रहे हैं और विषय स्थिति के लिए अनुमति देने के लिए सहायक कुंडल उपकरण पर सरणी फ्लिप.
  7. विषय के शरीर के लिए तीन ईसीजी इलेक्ट्रोड संलग्न. सिस्टम ट्रिगर एल्गोरिथ्म का इष्टतम संचालन सुनिश्चित करने के लिए इलेक्ट्रोड प्लेसमेंट के लिए विक्रेता दिशानिर्देशों का पालन करें ।
  8. रोगी तालिका (चित्रा 1f) पर विषय की स्थिति । गंभीर, सुनिश्चित करें कि इस विषय के दिल पीछे कुंडल के लिए केंद्रीय तैनात है ताकि चुंबक के isocenter के भीतर स्कैनिंग की गारंटी है । के रूप में, इस विषय की ऊंचाई पर निर्भर करता है, सिर को कुंडल के शीर्ष पर रखा जाएगा/इंटरफेस बॉक्स connectors, केबल ध्यान से जगह और उचित कुशन का उपयोग करने के लिए इस विषय की सुविधा और अनुपालन सुनिश्चित करते हैं ।
  9. ईसीजी इलेक्ट्रोड के लिए ट्रिगर डिवाइस कनेक्ट करें ।
  10. पल्स ट्रिगर डिवाइस विषय के सूचकांक उंगली करने के लिए अनुलग्न करें । MHD प्रभाव द्वारा पेश ईसीजी संकेत की गंभीर विकृतियों की स्थिति में ट्रिगर के लिए इस दूसरे डिवाइस का उपयोग करें ।
  11. विषयों के लिए सुरक्षा निचोड़ गेंद हाथ ।
  12. शोर प्रदर्शन को कम करने और विषय के साथ संचार की अनुमति देने के लिए headphones और earbuds के साथ इस विषय से लैस.
  13. विषय के सीने पर पूर्वकाल का तार प्लेस, ऐसी है कि केबल कि प्लग से कनेक्ट E-F और G-H विषय के सिर के दाईं और बाईं ओर स्थित हैं, क्रमशः ।
  14. स्कैनर बोर में विषय ड्राइव । ड्राइविंग ऑपरेशन को मैन्युअल रूप से निष्पादित करें और यह सुनिश्चित कर सके कि ड्राइविंग प्रक्रिया के दौरान विषय की सुरक्षा की गारंटी देने के लिए तालिका नियंत्रणों की गति बटन ऑफ़-पोजीशन में हो. इस मोड में चर तालिका गति के रूप में स्वत: मोड का उपयोग न करें न्यूरो इमेजिंग के लिए अनुकूलित है और दूरी तालिका बोर में स्वचालित रूप से संचालित किया जा सकता है स्कैनर हार्डवेयर द्वारा सीमित है ।
  15. यदि इण्टरकॉम के माध्यम से विषय के लिए संचार संभव है और अगर विषय अच्छी तरह से महसूस कर रही है की जाँच करें ।
  16. श्री इमेजिंग
    1. भागो बेसिक स्थानीयकरण (स्काउट) टुकड़ा योजना और बी0-shimming के लिए तीन शारीरिक ढाल कुल्हाड़ियों के साथ स्कैन ।
    2. निम्नलिखित अधिग्रहण मापदंडों के साथ एक ईसीजी ट्रिगर तेजी से कम कोण शॉट (फ्लैश) अनुक्रम का उपयोग करें: दृश्य का क्षेत्र (FOV) = ४०० mm, मैट्रिक्स = १९२ x १४४, स्लाइस प्रति ग्रेडिएंट अक्ष = 1, मोटाई = 8 मिमी, प्रतिध्वनि समय (TE) = १.२४, पुनरावृत्ति समय (TR) = २९८ ms, फ्लिप कोण = 10 °.
    3. समानांतर एमआरआई त्वरण कारक के साथ लागू करें = 2, संदर्भ लाइनों 24 = और आंशिक रूप से समानांतर अधिग्रहण (ग्रापा) पुनर्निर्माण का सामान्यीकृत औजार ।
    4. इस विषय का दिल चुंबक के isocenter में तैनात है कि यह सत्यापित करने के लिए स्थानीयकरण छवियों का उपयोग करें । यदि आवश्यक हो तो विषय की स्थिति ।
  17. 3rd आदेश B0-shimming
    1. 3rd आदेश वॉशर उपकरण (चित्रा 2a) खोलें और सभी 3rd आदेश परत धाराओं (चित्रा 2 बी) रीसेट करें ।
    2. एक दिल को कवर क्षेत्र पर उचित shimming के लिए परत की मात्रा निर्धारित (2 2c) ।
    3. भागो एक गैर ट्रिगर उंनत प्रवाह 2 2d बहु की गणना 3rd आदेश परत धाराओं के लिए-इको फ़्लैश परत अनुक्रम मुआवजा । निंन पैरामीटर का उपयोग करें: FOV = ४०० x ४०० mm, मैट्रिक्स = ८० x ८०, स्लाइस = ६४, मोटाई = ५.० मिमी, TE1 = ३.०६, TE2 = ५.१०, TR = 7 ms, फ्लिप कोण = 20 °, समानांतर एमआरआई (ग्रापा), त्वरण कारक = 2, संदर्भ पंक्तियाँ = 24.
    4. की गणना और 3rd आदेश परत धाराओं लागू होते हैं, अगले प्रोटोकॉल खोलने के लिए और इसके बाद के संस्करण का उल्लेख किया परत की नकल । SetShim प्रोग्राम को प्रारंभ मेनू (चित्र 2a) में निष्पादित करें । अगला, विकल्प मेनू (चित्रा 2d) में मैनुअल समायोजन खिड़की खोलो । 3 डी परत टैब में, क्लिक करें गणना । लागू करने के लिए 2एन डी आदेश (चित्रा 2e) के लिए परत धाराओं सेट । अंत में, 3rd क्रम में सेट Shim_3rd पर क्लिक करके परत धाराओं सेट (चित्रा 2 बी) ।
    5. मैंयुअल समायोजन विंडो को बंद करें । रखने के लिए परत की मात्रा और परत के शेष भर में तय की गई है । ध्यान दें कि shimming कार्यविधि अत्यधिक सिस्टम विशिष्ट हो सकता है ।
  18. दोहरा-परोक्ष स्लाइस योजना का समर्थन करने के लिए आगे स्थानीयकरण प्राप्त करें । अंयथा कहा जब तक, एक सांस आयोजित की और ईसीजी-सभी स्थानीयकरण माप के लिए निंनलिखित मापदंडों के साथ 2 डी फ्लैश अनुक्रम ट्रिगर का उपयोग करें: FOV = ३६० x २९० मिमी, मैट्रिक्स = २५६ x २०६, मोटाई = ६.० मिमी, ते = १.५७, TR = ३.९ ms, फ्लिप कोण = ३५ °, समानांतर एमआरआई (ग्रापा), accelera tion फ़ैक्टर: 2, संदर्भ पंक्तियाँ: 24. रोगी को श्वास को समाप्ति में धारण करने की सलाह दें । उच्च फ्लिप कोण को रोजगार या एक विभाजित सिने प्रोटोकॉल का उपयोग करें (नीचे देखें) में सुधार के विपरीत प्राप्त करने के लिए ।
    1. 2 चैंबर स्थानीयकरण प्राप्त (1 टुकड़ा), septal दीवार के सलए स्काउट समानांतर पर सीधा की योजना बनाई (3 ए आंकड़ा) ।
    2. 4 चैंबर स्थानीयकरण (1 टुकड़ा), mitral वाल्व और वाम निलय के शीर्ष के माध्यम से 2 चैंबर स्थानीयकरण टुकड़ा पर सीधा की योजना बनाई (3बी चित्र) प्राप्त करें ।
    3. छोटे अक्ष स्थानीयकरण प्राप्त (7 स्लाइसें, FOV = ३६० x ३३० mm), mitral वाल्व के समानांतर 4 चैंबर स्थानीयकरण पर सीधा की योजना बनाई है और septal दीवार (3सी) के लिए सीधा ।
  19. सिने अधिग्रहण करते हैं । एक उच्च संकल्प सांस का प्रयोग करें ईसीजी-ट्रिगर किया गया 2 डी फ्लैश अनुक्रम निम्नलिखित मापदंडों के साथ आयोजित: FOV = ३६० x २७० मिमी, मैट्रिक्स = २५६ x 192/264 x ३५२, मोटाई = ४.० मिमी, ते = ३.१४, TR = ६.३ ms, फ्लिप कोण = 35-55 °, खंडों = 7, समानांतर एमआरआई (ग्रापा), त्वरण एफए ctor = 2/3, लौकिक संकल्प = 42.6/44.3 ms.
    1. वाम वेंट्रिकुलर 4 चैंबर दृश्य (क्षैतिज लंबी धुरी, एचएलए) स्लाइस के साथ शुरू करो । mitral और त्रिकपर्दी वाल्व और वाम निलय के शीर्ष (चित्रा 3 डी) के केंद्र के माध्यम से केंद्रीय टुकड़ा की योजना है । समाप्ति में एक व्यक्ति सांस पकड़ के भीतर प्रत्येक टुकड़ा प्राप्त करें ।
    2. अगला, बाएं वेंट्रिकुलर लघु अक्ष स्लाइसें प्राप्त करें । योजना उंहें सीधा एचएलए और mitral वाल्व के समानांतर इतना है कि यह शीर्ष (चित्रा 3e) को आधार से पूरे वाम निलय को शामिल किया गया । सटीक समारोह परीक्षण सुनिश्चित करने के लिए, mitral वाल्व पत्रक सम्मिलन पर पहली स्लाइस सही स्थिति है, ताकि टुकड़ा के केंद्र निलय के भीतर है. फिर से, एक व्यक्ति सांस समाप्ति में पकड़ के भीतर प्रत्येक टुकड़ा प्राप्त ।

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Representative Results

स्वयंसेवकों से ली गई कार्डियक सिने परीक्षाओं के प्रतिनिधि परिणाम चित्रा 4में दर्शाया गया है । दिखाया डायस्टोलिक और सिस्टोलिक समय छोटे अक्ष के फ्रेम और मानव दिल के एक चार चैंबर लंबी धुरी विचार कर रहे हैं । छोटे अक्ष दृश्यों के लिए काफी उच्चतर स्थानिक रिज़ॉल्यूशन (चित्र 4a, 4b, 4e, 4f) लंबे अक्ष के विचारों की तुलना में (चित्र 4c, 4d, 4g, 4h) स्पष्ट रूप से दिखाई दे रहा है । दोनों छोटे और लंबे अक्ष स्लाइस में, छवियों पर्याप्त संकेत करने वाली शोर और रक्त मायोकार्डियम विपरीत प्रदान करने के लिए स्पष्ट रूप से चित्रित दीवारों, यहां तक कि जब 4 मिलीमीटर के रूप में पतली के रूप में एक टुकड़ा मोटाई रोजगार । कार्यरत समानांतर इमेजिंग त्वरण योजना उच्च छवि गुणवत्ता के साथ और विशिष्ट शोर बढ़ाने के बिना छवियों को खंगाला ।

ईसीजी, पल्स oximetry-आधारित ट्रिगर के आर लहर मान्यता विफलता के कारण सही (चित्रा 4e-4h) पर छवि अधिग्रहण के लिए उपयोग किया गया था. पल्स oximetry संकेत पीक में घबराना मामूली गति कलाकृतियों जो हृदय संकुचन और विश्राम की अवधि के दौरान स्पष्ट किया गया था के रूप में लंबे समय अक्ष चित्रा 4h (लाल तीर) में दिखाया गया दृश्य में प्रकाश डाला । संचरण क्षेत्र में विनाशकारी हस्तक्षेप के कारण संकेत voids पीले तीर द्वारा चिह्नित कर रहे हैं ।

एक स्वस्थ विषय में ट्रिगर डिवाइस के एक चैनल में प्राप्त ठेठ ईसीजी संकेतों चित्रा 5में चित्रित कर रहे हैं. जब ईसीजी संकेत चुंबक (चित्रा5b) के isocenter पर तैनात विषय के साथ प्राप्त एक करने के लिए एक चुंबक बोर (चित्रा5) के बाहर अधिग्रहीत की तुलना, महत्वपूर्ण मतभेद स्पष्ट हो जाते हैं । अल्ट्रा उच्च चुंबकीय क्षेत्र के भीतर, ईसीजी संकेत MHD प्रभाव से गंभीर रूप से दूषित है । प्रतिकूल घटना बाह्य चुंबकीय क्षेत्र के साथ प्रवाहकीय द्रव रक्त के बीच बातचीत से उत्पन्न होती है । यह दिल के अपने ध्रुवीकरण क्षेत्रों superimposing एक विकृत बिजली के क्षेत्र लाती है और इस प्रकार इस विषय की त्वचा पर ईसीजी इलेक्ट्रोड द्वारा उठाया संकेत भ्रष्ट । B0 के साथ MHD प्रभाव तराजू और विशेष रूप से सिस्टोलिक महाधमनी प्रवाह के हृदय के चरणों के दौरान स्पष्ट है, यही वजह है कि मुख्य रूप से एस-टी खंड ईसीजी संकेत के प्रभावित है । हालांकि ईसीजी संकेत की आर लहर आम तौर पर सीधे प्रभावित नहीं है, यह r-लहर मान्यता और हृदय तुल्यकालन ख़राब कर सकते हैं । यह उल्लेखनीय है कि, ईसीजी संकेत विकृतियों के कारण, उच्च चुंबकीय क्षेत्र की उपस्थिति में प्राप्त ईसीजी संकेतों एक रोगी आपातकालीन स्थिति संकेतक के रूप में इस्तेमाल नहीं किया जा सकता. चुंबक बोर के अंदर प्राप्त एक प्रतिनिधि पल्स संकेत चित्रा 5cमें प्रदर्शित किया जाता है. पल्स सिग्नल चुंबकीय क्षेत्र से प्रभावित नहीं है । 0 ms, जो कलाकृतियों को लागू कर सकते है पर आर वेव को पल्स वेव की देरी स्पष्ट रूप से दिखाई दे रहा है ।

Figure 1
चित्रा 1 : प्रयोगात्मक सेटअप और तत्वों के ३२ चैनल कार्डियक Tx/Rx कुंडल और कुंडल हार्डवेयर. (a, b) सहायक हार्डवेयर 7 हार्डवेयर बक्से से मिलकर और BNC केबल जोड़ने के क्रम में रोगी तालिका के शीर्ष छोर पर रखा गया है के रूप में विषय स्थिति के लिए संभव के रूप में ज्यादा जगह प्रदान करते हैं । पीछे और पूर्वकाल कुंडल तत्वों इंटरफेस बक्से के लिए आठ केबलों के साथ जुड़े हुए हैं । हाथ में प्रणाली के लिए, पीछे का तार सरणी नहीं है आगे मेज के ऊपर अंत से १४७० mm रखा, चुंबक के isocenter में दिल की स्थिति को सुनिश्चित करने के लिए । (c) छोटे पावर विभाजक बॉक्स । (घ) एक शक्ति अलगानेवाला और चरण का मज़दूर के पीछे और पूर्वकाल का तार सरणी के लिए एक बॉक्स । (ङ) पूर्वकाल (ऊपर) और पीछे (नीचे) कुंडल सरणी के लिए Tx/ नारंगी और काले बिंदीदार तीर संचारित (Tx) से संकेत मिलता है और (Rx) संकेत रास्ते प्राप्त करते हैं । (च) पीछे कुंडल सरणी पर तैनात विषय । सिर 8 कुंडल connectors पर एक तकिया पर टिकी हुई है । पूर्वनिर्धारित कुंडल जगह एक लाल लेबल के साथ चिह्नित है । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

Figure 2
चित्रा 2 : 3rd आदेश प्रणाली समायोजन और परत उपकरण का उपयोग कर shimming । (एक) "3rd आदेश परत" उपकरण और "सेट परत" कार्यक्रम के लिए बटन के साथ प्रारंभ मेनू । (ख) "3rd आदेश परत" उपकरण । (ग) हृदय के ऊपर समायोजन क्षेत्र की स्थिति । (घ) "विकल्प" मेनू से "समायोजन" उपकरण शुरू । (ई) बटन के साथ "समायोजन" उपकरण की गणना करने के लिए और "3 डी परत" टैब में 2एन डी आदेश परत धाराओं लागू होते हैं. कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें ।

Figure 3
चित्रा 3 : स्लाइस कार्डिएक सिने इमेजिंग के लिए योजना बना । (क) 2 की योजना बना-चैंबर मूल स्थानीयर पर सीधा स्थानीयकरण । (ख) 2 चैंबर स्थानीयकरण पर सीधा 4 चैंबर स्थानीयकरण की योजना बना (सी) 2 चैंबर स्थानीयकरण (बाएं) और सीधा पर 4 चैंबर स्थानीयकरण (सही) पर छोटे अक्ष स्थानीयकरण की योजना बना । (घ) वाम वेंट्रिकुलर 4 चैंबर देखने के लघु अक्ष स्थानीयकरण (बाएं) और 2 चैंबर स्थानीयकरण (दाएं) पर सीधा की योजना बना । (ङ) वाम वेंट्रिकुलर 4 चैंबर दृश्य (बाएं) और 2 चैंबर स्थानीयकरण (दाएं) पर छोड़ दिया वेंट्रिकुलर लघु अक्ष स्लाइस की योजना बना ।

Figure 4
चित्र 4 : ईसीजी ट्रिगर (ए-डी) और पल्स ट्रिगर (ई एच) का उपयोग कर दो विषयों में उच्च संकल्प कार्डियक सिने इमेजिंग के प्रतिनिधि परिणाम. (a, e) एक मध्य वेंट्रिकुलर लघु अक्ष स्लाइस के अंत डायस्टोलिक समय फ्रेम १.० x १.० x 4 मिमी3के एक स्थानिक संकल्प के साथ अधिग्रहण कर लिया । (बी, एफ) इसी अंत सिस्टोलिक समय फ्रेम । (ग, छ) एक क्षैतिज लंबे अक्ष स्लाइस का अंतिम-डायस्टोलिक समय फ़्रेम । (डी, एच) इसी अंत सिस्टोलिक समय फ्रेम । संकेत ड्रॉपआउट्स आरएफ क्षेत्र की वजह से गैर वर्दी पीले तीर द्वारा चिह्नित कर रहे हैं । पल्स लहर की विलंबता के कारण मामूली ट्रिगर त्रुटियों पल्स ट्रिगर स्कैन (लाल तीर) की लंबी धुरी को देखने में चित्रित कर रहे हैं. कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

Figure 5
चित्रा 5 : प्रतिनिधि ईसीजी संकेतों के बाहर और चुंबक बोर के अंदर 7 टेस्ला में प्राप्त की. (क) ईसीजी सिग्नल चुंबक बोर के बाहर ईसीजी उत्प्रेरक डिवाइस के दो चैनलों (लाल, नीला) में प्राप्त किया । आर लहर स्पष्ट रूप से प्रतिष्ठित किया जा सकता है । ट्रिगर घटनाओं हरे रंग में demarcated हैं । (ख) ईसीजी संकेत 7 Tesla चुंबक बोर के isocenter में प्राप्त की । MHD प्रभाव ईसीजी संकेत और विशेष रूप से ईसीजी संकेत के एस टी तत्व को प्रभावित करता है । मजबूत संकेत उतार-चढ़ाव गलत ट्रिगर करने के लिए नेतृत्व कर सकते हैं । (ग) प्रतिनिधि पल्स संकेत की तुलना के लिए 7 Tesla चुंबक बोर के isocenter में प्राप्त की । पल्स सिग्नल चुंबकीय क्षेत्र से प्रभावित नहीं है । ध्यान दें कि पल्स वेव ईसीजी आर लहर के संबंध में देरी है । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

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Discussion

कार्यात्मक सीएमआर परीक्षा 7 टेस्ला में सफलतापूर्वक आयोजित किया जा सकता है । SNR लाभ चालित क्षेत्र शक्ति के आधार पर, मानव दिल के सिने छवियों १.५ या 3 टी की तुलना में काफी अधिक स्थानिक संकल्प के साथ प्राप्त किया जा सकता है । जबकि 6 से 8 मिमी और में विमान voxel एज लंबाई का एक टुकड़ा मोटाई १.२ २.० mm सामांयतः कम नैदानिक क्षेत्र ताकत1,30, 7 टेस्ला में माप पर इस्तेमाल किया जाता है 4 मिमी और एक आइसोट्रोपिक का एक टुकड़ा मोटाई के साथ आयोजित किया जा सकता है में विमान १.० मिमी के संकल्प.

7 टेस्ला में प्राप्त परिणामों का वादा कर रहे हैं । छवि गुणवत्ता के लिए तुलनीय है कि १.५ टी या 3 टी हालांकि बी1+ shimming आयोजित नहीं किया गया था और प्रयोगात्मक उपरि एक ंयूनतम करने के लिए रखा गया था कार्डियक चैंबर ठहराव के लिए नैदानिक स्वीकार्य परीक्षा समय की सुविधा । कभी कभार छवि गुणवत्ता संकेत द्वारा फोकल आरएफ क्षेत्र गैर एकरूपता के कारण शूंय से ख़राब था । इन मामलों में, बी1+ shimming, जो समानांतर संचरण तकनीकों के माध्यम से उपलब्ध है का उपयोग लाभप्रद हो सकता है । हालांकि इस दृष्टिकोण आकर्षक है और नैदानिक अनुप्रयोगों के क्षितिज पर उभरते यह संकेत अवशोषण दर (SAR) प्रबंधन पर आगे विचार की आवश्यकता है ।

ट्रिगर साइड पर, ईसीजी संकेत MHD प्रभाव से कभी-कभार गंभीर रूप से दूषित हो गया था कि हृदय गतिविधि के साथ छवि अधिग्रहण का तुल्यकालन के लिए पल्स ट्रिगर दृष्टिकोण का उपयोग किए जाने की जरूरत है । जब पल्स ट्रिगर का उपयोग कर, सिने छवि गुणवत्ता की मामूली हानि हो सकती है । इस बिगड़ा समय पल्स ट्रिगर ईसीजी की आर लहर सम्मान के साथ देरी हो रही है के कारण होता है. भिन्नता और घबरा पल्स ट्रिगर संकेत में ६० मिलीसेकंड तक रेंज कर सकते हैं. यह घटना गलत ट्रिगर करने के लिए नेतृत्व कर सकते हैं और हृदय गति को खंगाला छवियों में धुंधला प्रेरित शुरू करने के लिए जोखिम हो सकता है. के रूप में हाल ही में प्रदर्शन किया, 7 टेस्ला में सही हृदय तुल्यकालन पूरी तरह से उपलब्ध ट्रिगर उपकरणों की तकनीकी क्षमताओं का दोहन द्वारा और राज्य के कला उत्प्रेरक19,24एल्गोरिदम का उपयोग करके प्राप्त किया जा सकता है । इसके अलावा, वैकल्पिक ट्रिगर समाधान31,३२,३३ का उपयोग भी सिंक्रनाइज़ इमेजिंग के लिए एक अच्छा आधार प्रदान कर सकते हैं ।

अल्ट्रा में स्कैनिंग-उच्च क्षेत्र हार्डवेयर की एक महत्वपूर्ण वृद्धि की मांग के साथ आता है । विशेष रूप से स्कैन की तैयारी कम क्षेत्र ताकत बनाम अधिक जटिल हैं । यह एक शरीर का तार है कि नैदानिक स्कैनर में एकीकृत है के अभाव के कारण सहायक आरएफ कुंडल उपकरणों के उपयोग के लिए जिंमेदार ठहराया जा सकता है । विषय पोजीशनिंग कम क्षेत्र ताकत पर नियमित नैदानिक सेटअप बनाम अधिक देखभाल की आवश्यकता है, न केवल विषय आराम के बाद से भी मेज के संबंध में कुंडल की स्थिति को ध्यान में रखा जाना है । इस सीमा डिजाइन और 7 tesla एमआरआई के लिए आज के रोगी तालिकाओं की क्षमताओं से संबंधित है, लेकिन 7 tesla एमआरआई प्रणालियों की अगली पीढ़ी के लिए चल रहे कदम के साथ तय होने की उंमीद है । हाल ही में, पहले 7 Tesla एमआरआई प्रणाली संयुक्त राज्य अमेरिका और यूरोप में विशिष्ट अनुप्रयोगों के लिए नैदानिक उपयोग के लिए अनुमोदित किया गया था । प्रयोगात्मक उपरि भी MHD प्रभाव है कि गंभीर रूप से आर लहर मांयता ख़राब कर सकते है द्वारा शुरू की है । एक अच्छा हृदय तुल्यकालन सुनिश्चित करने के लिए, एक सावधान विषय तैयारी, ईसीजी ट्रिगर एल्गोरिथ्म के एक सटीक अंशांकन के अलावा एक सटीक ईसीजी इलेक्ट्रोड प्लेसमेंट24आवश्यक हैं. कुछ मामलों में, इस विषय को बोर में ले जाने के बाद ईसीजी इलेक्ट्रोड की स्थिति आवश्यक हो सकता है. इसके अलावा, गंभीर ईसीजी ट्रिगर हानि की उपस्थिति में परीक्षा की निरंतरता सुनिश्चित करने के लिए, यह विषय के लिए पल्स ट्रिगर डिवाइस संलग्न करने के लिए सलाह दी जाती है. ईसीजी ट्रिगर करने के लिए एक विकल्प के रूप में, ध्वनिक ट्रिगर31 उपयोग किया जा सकता है, जो MHD प्रभाव के लिए प्रतिरक्षा है और पल्स ट्रिगर करने के लिए बेहतर होने के लिए दिखाया गया है. यदि इन बातों और उपायों को ध्यान से 7 Tesla में कार्यात्मक सीएमआर परीक्षाओं में शामिल हैं, कार्यप्रवाह और अति उच्च क्षेत्रों में कार्डियक सिने माप की अवधि नैदानिक क्षेत्र ताकत पर उस के समान है ।

अनुवादात्मक अनुसंधान में अल्ट्रा-हाई फील्ड सिस्टम के बढ़ते प्रयोग से हृदय रोगों के आकलन के लिए सीएमआर की क्षमताओं को आगे बढ़ाया जाएगा. इस तरह के सुधार आरएफ कुंडल प्रौद्योगिकी या बहु संचारित श्री प्रणालियों के रूप में प्रौद्योगिकीय अग्रिम वर्तमान प्रयोगात्मक उपरि कम करने और अतिरिक्त स्कैन की तैयारी और shimming आपरेशनों को कारगर बनाने में मदद मिलेगी । इस संदर्भ में, १.५ टी या 3 टी में अच्छी तरह से स्थापित सीएमआर अनुप्रयोगों के खिलाफ अति उच्च क्षेत्र सीएमआर अनुप्रयोगों के उपंयास अल्ट्रा के एक सावधान सत्यापन आवश्यक हो जाएगा ।

इस अध्ययन को दर्शाता है, कि कार्यात्मक सीएमआर परीक्षा सफलतापूर्वक 7 टेस्ला में आयोजित किया जा सकता है । क्षेत्र शक्ति अल्ट्रा में SNR लाभ चालित उच्च क्षेत्र बहुत उच्च स्थानिक संकल्प के साथ सिने अधिग्रहण के लिए अनुमति देता है । १.५ या 3 Tesla के नैदानिक क्षेत्र शक्तियों की तुलना में, स्थानिक संकल्प 3 से 4 के एक कारक द्वारा बढ़ाया जा सकता है । विभिन्न तकनीकी चुनौतियों से निपटने के लिए आवश्यक प्रायोगिक ओवरहेड को न्यूनतम रखा जा सकता है । इन परिणामों के रूप में के रूप में अच्छी तरह से भविष्य के तकनीकी विकास अंवेषण के लिए और अधिक उंनत अनुप्रयोगों में ऐसे रोधगलन ऊतक लक्षण वर्णन, चयापचय इमेजिंग या microstructure इमेजिंग के रूप में आधार प्रदान करेगा ।

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Disclosures

कीरन ओ और जोनाथन रिच सीमेंस लिमिटेड ऑस्ट्रेलिया द्वारा कार्यरत हैं । जनवरी Rieger और Thoralf Niendorf एमआरआई के संस्थापक हैं । टूल्स GmbH, बर्लिन, जर्मनी । जन Rieger सीटीओ और एमआरआई के एक कर्मचारी था । उपकरण GmbH. Thoralf Niendorf एमआरआई के सीईओ है । औजार GmbH ।

Acknowledgments

लेखक सुविधाओं को स्वीकार करते हैं, और सेंटर फॉर एडवांस्ड इमेजिंग, क्वींसलैंड विश्वविद्यालय में राष्ट्रीय इमेजिंग सुविधा की वैज्ञानिक और तकनीकी सहायता करते हैं । हम भी Thoralf Niendorf के लिए एक CAESIE अनुदान प्राप्त करने के लिए उनकी मदद के लिए ग्राहम गैलोवे और इयान Brereton शुक्रिया अदा करना चाहूंगा ।

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

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चिकित्सा अंक १४३ कार्डियक एमआरआई सिने कार्डियक फंक्शन उच्च संकल्प 7 टेस्ला Ultrahigh फील्ड समानांतर इमेजिंग ३२ चैनल का तार Shimming
7 टेस्ला में कार्डिएक चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग
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Stäb, D., Al Najjar, A.,… More

Stäb, D., Al Najjar, A., O'Brien, K., Strugnell, W., Richer, J., Rieger, J., Niendorf, T., Barth, M. Cardiac Magnetic Resonance Imaging at 7 Tesla. J. Vis. Exp. (143), e55853, doi:10.3791/55853 (2019).

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