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Medicine

7.0 테슬라에서 다발성 경화증의 자기 공명 화상 진찰

Published: February 19, 2021 doi: 10.3791/62142
Automatic Translation
*1, *1, *2,3,4, 5, 6,7, 8, 1, 2,3, 4,9, 2,3,4, 1,2,8
1Berlin Ultrahigh Field Facility (B.U.F.F.), Max Delbrück Center for Molecular Medicine in the Helmholtz Association, 2Experimental and Clinical Research Center, Max Delbrueck Center for Molecular Medicine and Charité – Universitätsmedizin Berlin, corporate member of Freie Universität Berlin, Humboldt-Universität zu Berlin, and Berlin Institute of Health, 3NeuroCure Clinical Research Center, Charité – Universitätsmedizin Berlin, corporate member of Freie Universität Berlin, Humboldt-Universität zu Berlin, and Berlin Institute of Health, 4Department of Neurology, Charité – Universitätsmedizin Berlin, corporate member of Freie Universität Berlin, Humboldt-Universität zu Berlin, and Berlin Institute of Health, 5The Swedish National 7T Facility, Lund University Bioimaging Center, Lund University, 6Department of Radiography, Medical University of Lublin, 7ECOTECH-COMPLEX, Maria Curie-Skłodowska University, 8MRI.TOOLS GmbH, 9Berlin School of Mind and Brain, Humboldt-Universität zu Berlin
* These authors contributed equally

Summary

여기서, 우리는 7.0 Tesla에서 다발성 경화증 (MS) 환자 뇌의 자기 공명 (MR) 이미지를 획득하는 프로토콜을 제시합니다. 이 프로토콜에는 무선 주파수 코일, MS 환자와의 표준화된 인터뷰 절차, MR 스캐너의 대상 위치 및 MR 데이터 수집을 포함한 설정 의 준비가 포함됩니다.

Abstract

이 문서의 전반적인 목표는 다발성 경화증 (MS) 환자에서 7.0 테슬라에서 뇌의 최첨단 초고장 (UHF) 자기 공명 (MR) 프로토콜을 입증하는 것입니다. MS는 백색과 회색 물질 병변을 특징으로 하는 만성 염증성, 탈미엘리나팅, 신경퇴행성 질환입니다. 1.5T 및 3 T에서 MRI를 사용하여 공간적으로 그리고 현세적으로 유포된 T2-과민병변의 검출은 2017년 맥도날드 기준의 현재 버전에 기초하여 MS의 정확한 진단을 확립하기 위한 임상 사례에서 중요한 진단 도구를 나타낸다. 그러나, 다른 기원의 뇌 백색 물질 병변에서 MS 병변의 분화는 때때로 낮은 자기장 강점에서 그들의 닮은 형태 때문에 도전이 될 수 있습니다 (일반적으로 3 T). 초고장 MR(UHF-MR)은 신호 대 잡음 비율이 증가하고 공간 해상도가 향상되어 미묘한 병변의 보다 정확하고 확실한 진단을 위한 우수한 이미징의 키를 제공합니다. 따라서 7.0 T의 MRI는 MS 특이적 신경 이미징 마커(예: 중앙 정맥 표지판, 저강렬한 림 구조 및 MS 회색 물질 병변의 분화)를 제공하여 MS 차동 진단의 과제를 극복하는 고무적인 결과를 보여주었습니다. 이러한 마커 및 그 외는 T1 및 T2 (T2*, 위상, 확산) 이외의 다른 MR 대조에 의해 식별 될 수 있으며 신경 수염 광학 및 수삭 증후군과 같은 다른 신경 염증 조건에서 발생하는 것과 MS 병변의 분화를 실질적으로 향상시킬 수 있습니다. 이 문서에서는, 우리는 다른 MR 취득 방법을 사용하여 7.0 T에서 MS 환자에 있는 대뇌 백색 및 회색 물질 병변을 공부하는 우리의 현재 기술적인 접근을 기술합니다. 최신 프로토콜에는 UHF-MR을 위해 사용자 지정된 무선 주파수 코일, MS 환자와의 표준화된 스크리닝, 안전 및 인터뷰 절차, MR 스캐너의 환자 위치 및 MS 검사를 검사하기 위한 전용 뇌 스캔 의 획득을 포함한 MR 설정 의 준비를 포함합니다.

Introduction

다발성 경화증(MS)은 중추신경계(CNS)의 가장 흔한 만성 염증 및 탈발질환으로, 이는 젊은 성인의 뚜렷한 신경장애를 유발하고 장기 장애1,2로이어집니다. MS의 병리학적 특징은 뇌의 회색과 백색 물질에서 발생하는 탈미수병변의 축적이며, 또한 정상나타나는 백색 물질(NAWM)3,4에서도전체 뇌에서 신경 변성을 확산시키는 것이다. MS 병리학은 염증이 질병의 진보적 인 단계 동안조차도 질병의 모든 단계에서 조직 손상을 유도한다는 것을 건의합니다5. MS의 첫 번째 임상 증상은 일반적으로 신경 적자의 가역적 인 에피소드를 동반하고 임상적으로 고립 된 증후군 (CIS)으로 언급되며 MS6,7을암시 할 때. 명확한 CIS의 부재에서, MS 진단을 만들기에주의가 실행되어야한다 : 진단은 후속 및 장기 질병 수정 치료의 개시에 의해 확인되어야한다, 추가 증거8보류.

자기 공명 영상(MRI)은 MS를 진단하고 질병 진행9,10,11을모니터링하는 데 필수적인 도구이다. 1.5 T 및 3 T의 자기장 강도에서 MRI는 현재 스핀 스핀 이완 시간 가중(T2) 과격병변을 감지하고 2017 년 맥도날드 기준8의현재 버전에 따라 MS의 정확한 진단을 확립하는 임상 사례에서 중요한 진단 도구를 나타낸다. MS에 대한 진단 기준은 공간과 시간에 병변의 보급을 입증하고 대체 진단8,12를제외할 필요성을 강조한다. 대비 향상 MRI는 급성 질환 및 급성염증을평가하는 유일한 방법이지만 잠재적 장기 가돌리늄 뇌 증착에 대한 우려가 증가하면 잠재적으로 중요한 진단 도구로서 대비적용을제한할 수있다(13,14,17). 추가적으로, 그밖 기원의 두뇌 백색 물질 병변에서 MS 병변의 분화는 때때로 낮은 자기장 강점에 그들의 닮은 형태 때문에 도전이 될 수 있습니다.

MRI는 MS 환자를 위한 제일 진단 공구인 동안, MR 검사 및 프로토콜은 MS 환자의진단,예후 및 감시를 위한 북미20에 있는 유럽18,19 또는 다발성 경화증 센터 (CMSC)의 컨소시엄에 있는 MS 단 (MAGNIMS)에 있는 자기 공명 화상 진찰의 지침을 따라야 합니다. 다른 병원과 국가에 걸쳐 최신 지침에 따라 표준화 된 품질 관리 연구는 또한 중요한21.

MS 진단 및 질병 진행 모니터링에 맞는 MRI 프로토콜은 세로 이완 시간 T1,스핀 스핀 릴렉션 시간 T 2, 효과적인 스핀 스핀 릴렉스 타임 T2*, 확산 가중 이미징(DWI)22에의해 제어되는 콘트라스트를 포함하는 다중 MRI 대조를 포함한다. 조화 이니셔티브는 MS의MRI가23,24,25사이트 전반에 걸쳐 임상 번역 및 데이터 비교를 용이하게 하는 표준화된 프로토콜로 이동하도록 합의 보고서를 제공했습니다. T2-가중 화상 진찰은 백색 물질 (WM) 병변의 식별을 위한 임상 사례에서 잘 확립되고 자주 사용되며, 이는 과격한외관(26,27)을특징으로 한다. MS28에대한 중요한 진단 기준이면서, WM 병변 하중은 병변 심각도 및근본적인 병리생리학(26,27,29)에대한 특이성의 부족으로 인해 임상 장애와 약하게 상관관계가 있다. 이 관찰은 횡단 휴식 시간 T2 30의파라메트릭 매핑으로 탐사를 트리거했습니다. T2*가중 화상 진찰은 화상 진찰 MS에서 점점 중요해지고 있습니다. T2*가중 MRI의 중앙 정맥 기호는 MS 병변27,31,32,33에대한 특정 이미징 마커로 간주됩니다. T2*는 철증34,35에민감하며, 이는 질병 지속시간, 활동 및심각도(36,37,38)와관련이 있을 수 있다. T2*는 또한 경미한 결핍및 초기 MS를 가진 환자에 있는 두뇌 조직 변경을 반영하기 위하여 보고되었다, 따라서 초기 단계에서 MS의 발달을 평가하는 공구가 될 수 있습니다39,40.

MRI 기술의 개선은 MS 환자의 CNS의 변화를 더 잘 식별하고 MS 진단11의정확성과 속도를 향상시키기 위한 더 나은 가이드를 임상의에게 제공할 것을 약속합니다. 초고장(UHF, B0≥7.0 T) MRI는 향상된 공간 또는 측두해상도에 투자할 수 있는 신호 대 잡음 비율(SNR)의 증가로 이점을 누릴 수 있으며, 둘 다 보다 정확하고 확실한 진단을 위한 우수한 이미징의키(41,42)를이점한다. 초고자기장(43)에서 사용되는 1H 무선 주파수의 불리한 특성인 전송 장(B1+)은병렬 전송(pTx) RF 코일 및 RF 펄스 설계 접근법을 사용하여 다중 채널 전송의 이점을 누릴 수 있어 B1+ 균질성을 향상시키고 따라서뇌(44)의균일한 커버리지를 용이하게 한다.

7.0 T MRI의 출현으로, 우리는 병변 검출의 증가감도 및 특이성, 중앙 정맥 표지판 식별, 렙토멘션 향상, 심지어 대사 변화에 관하여 MS와 같은 탈근성 질환에 대한 더 많은 통찰력을달성했다 45. MS 병변은 오랫동안 정맥과 정맥(46)을중심으로 형성하기 위해 조직 병리학 연구에서 표시되었습니다. 병변(중앙 정맥 기호)의 분포는T2* 가중 MRI46,47, 48 에서 3.0 T 또는 1.5 T로 식별할 수 있지만 7.0 T49,50,51,52에서UHF-MRI로 가장 잘 식별될 수 있다. 중앙 정맥 기호 이외에, 7.0 T에서 UHF-MRI는 MS 회색 물질 병변53,54,55,56의저강도 림 구조 및 분화와 같은 MS 특이적 마커를 개선또는 발견하였다. UHF-MRI를 가진 이 마커의 더 나은 묘사는 또한 발로의 동심 경화증과 같은 MS의 그밖 조건 또는 이체에 있는 일반적인병리 유전학 기계장치를 확인하는 동안54와같은 그밖 신경선동적인 조건에서 생기는 것과 MS 병변을 분화의 도전의 몇몇을 극복할 것을 약속합니다 .

MS 병변의 검출 그리고 분화를 위한 UHF-MRI의 도전 그리고 기회를 인식하기 위하여, 이 문서는 다른 화상 진찰 기술을 사용하여 7.0 T에서 MS 환자에 있는 뇌성 백색및 회색 물질 병변을 공부하는 우리의 현재 기술적인 접근을 기술합니다. 최신 프로토콜에는 UHF-MR에 맞춘 무선 주파수(RF) 코일, MS 환자와의 표준화된 스크리닝, 안전 및 인터뷰 절차, MR 스캐너의 환자 포지셔닝 및 MS 전용 뇌 스캔 획득을 포함한 MR 설정의 준비가 포함됩니다. 이 기사는 이미징 전문가, 기본 연구원, 임상 과학자, 번역 연구원 및 기술자를 교육생부터 고급 사용자 및 응용 분야 전문가에 이르기까지 모든 수준의 경험과 전문 지식을 MS 환자의 UHF-MRI 분야로 안내하고, 징계 도메인전반에 걸쳐 기술 개발 및 임상 응용 프로그램을 시너지적으로 연결하는 궁극적인 목표를 달성하기 위한 것입니다.

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Protocol

이 프로토콜은 샤리테 - 유니버시테츠메디진 베를린 (승인 번호: EA1/222/17, 2018/01/08) 및 샤리테의 데이터 보호 부서 및 기업 지배 - 베를린 대학윤리위원회의 승인을 받은 연구를 위한 것입니다. 연구에 포함되기 전에 모든 과목에서 정보에 입각한 동의가 얻어졌습니다.

1. 과목

참고: MS 환자의 모집은 일반적으로 7.0 T에서 MR 조사의 앞에 몇 주까지 며칠에서 일어납니다.

  1. 포함 기준 (신경 면역 문제에 따라 다름) 및 배제 기준 (예를 들어 인슐린 펌프 또는 심박조율기 또는 임신과 같은 이식형 의료 기기 포함)에 기초하여 외래 진료소에서 신경학자에 의해 MS 환자를 모집합니다.
  2. 외래 환자 방문 기간 동안 MS 환자에게 7.0 T에서 MR 조사의 간략한 요약과 7.0 T MR 검사와 관련된 안전 조치에 대한 설명을 제공합니다.
    1. 예방 조치, 특히 7.0 T에서, 취해야하지만 금기 사항의 목록 (예를 들어, 표 1)모두에게 사용할 수 있어야합니다, 안전 고려 사항 및 의사 결정 과정에 대한 새로운 통찰력에 대한 잘 정보를 유지, 특히 신뢰할 수있는 문헌 소스에서 사용 가능한 임플란트의 넓은범위와함께59,60,61,62,63 . 국제의학학회(ISMRM)와 MR 방사선학자 협회, 기술자(SMRT)는 임플란트 및 기기에 대한 MR 안전 전략 및 표준(64)에대한 안전 지침을 제공합니다.
    2. 건강, 안전 책임자 및 의료진과 함께 가능한 위험, 예방 조치 및 솔루션을 잘 알고 있어야합니다. 검사에 사용되는 국소 RF 코일의 유형은임플란트(59)의위치 및 유형뿐만 아니라 핵심 요소입니다.
    3. 임플란트, 장치 또는 문신과 관련하여 지역 윤리적 고려사항 63을 준수하고 제한이 너무 보수적일 때 잃어버린 이득을 고려하는 위험 /혜택 평가를하십시오.
  3. MR 조사를 일주일 앞두고 7.0 T MR 스캐너에서 시험 예약을 피험자에게 제공합니다. 이동성 문제가 있는 환자 또는 이보다 일찍 다른 도시를 방문하는 환자에게 연락하십시오. 약속 할당과 병행하여, 전자 메일을 통해 주체에게 중요한 정보를 제공하십시오: 여기에는 정보 동의 서류 및 양식뿐만 아니라 금기 사항 목록을 포함한 안전 정보가 포함됩니다(표1). 이는 1.9~1.14단계로 다루어진 토론을 준비하는 역할을 한다.
  4. 피사체를 UHF-MR 건물 또는 장치에 인정하고 식별을 확인한 후 UHF 자기장과 관련된 잠재적 위험에 대한 인식을 평가합니다. 임플란트를 수동적으로 수행하는 경우와 이식형 의료 기기(예: 심박조율기 및 인슐린 펌프)의 경우 특별한 주의가 필요합니다.
  5. 각 피사체가 일반 대중을 위한 정적 자기장 노출의 '안전한' 수준으로 간주되는 5가지 가우스(0.5mT) 영역을 입력하는 안전 요건과 관련하여 확인 양식을 작성하도록 요청합니다. MR 스캐너의 주 자석 둘레 주변의 이 안전 영역은 길 잃은 자기장이 5 가우스와 동등한 거리에 의해 지정됩니다. 5 가우스 라인은 일반적으로 바닥에 강조 표시됩니다. 수동적으로 차폐된 7.0 T MR 스캐너의 자기 길 잃은 장의 장거리 때문에 건물의 외부 벽을 사용하여 5 Gauss 라인 대신 안전 영역을 지정하십시오.
    참고 : 이 기록이 만들어졌을 때, 세계는 2020 코로나바이러스 전염병을 겪고 있었고 각 과목은 1.5 m, 입 및 코 보호뿐만 아니라 손 소독의 분리 규칙을 포함하는 해당 지침을 따라야했습니다.
  6. MR 건물 입구 근처에 있는 사물함의 가용성에 대해 피사체에 알리고 귀중품을 안전하게 쌓을 수 있습니다. 피사체에 개인 소지품(기계식 시계, 마그네틱 스트라이프가 있는 은행 카드)은 잠재적인 안전 상의 위험이 있거나 일정 기간 이후에 자석에 가까우면 손상될 수 있음을 알려줍니다.
  7. 주체가 의사, 신경과 의사 또는 연구 간호사에 의해 검사 될 준비실에 대상을 동반.
  8. 건강 상태 및 약물 섭취에 대한 쿼리. CRF(사례 보고서 양식) 내에서 문서입니다.
  9. 모든 조사 조치 전에 잠재적 인 MRI 금기 (임신, 잠재적 인 이물질을 가진 모든 잠재적 인 이전 수술, 금속 물체, 피어싱, 문신, 보청기, 밀실 공포증, 근골격계 문제, 치과 임플란트, 페이스 메이커 및 인슐린 펌프와 같은 의료 기기를 포함하여 수동적이거나 적극적으로 임플란트를 수행)에 대해 문의하십시오.
  10. 연구의 배경과 목표에 대한 세부 사항 (이메일을 통해 미리 전송 된 정보)에 대해 토론합니다. 관련이 있는 경우 연구 소스에 관한 정보를 제공합니다(예: 연구가 조사자 시작, 업계에서 시작되거나 업계 후원). 국가 기관 링크 및 잠재적 이해 충돌. 주제는 연구의 목적과 그 의미를 이해할 수 있어야합니다. 피사체는 요청되는 경우 자신의 데이터에 액세스할 수 있습니다. 연구가 완료된 지 1년이 지난 후, 보고서 나 출판물을 자유롭게 사용할 수 있습니다.
  11. 데이터 보호 및 보험 관련 정보에 대해 논의합니다. 모든 데이터는 연구가 시작되기 전에 가명을 거칩니다. 개인 주체 데이터(이름, 생년월일, 주소, 연락처 번호 및 가명 ID 포함)를 조사자 사이트 파일(ISF) 내의 식별 목록에 기록하고 전용 캐비닛에 잠급니다.
    1. 최대 10년 동안 데이터를 유지합니다. 연구의 윤리 승인에 정의된 공인된 사람만 데이터에 대한 암호로 보호된 액세스 권한을 갖습니다. 보험 관련 정보에는 연구에 참여하여 손상될 경우 치료 및/또는 보상에 대한 조치가 포함됩니다. 이 정보는 이메일을 통해 미리 전송됩니다.
  12. 연구의 의료 매개 변수 측정 (예를 들어, 혈압, 심장 박동, 체중, 체급, 체온, 출산 여성 과목의 경우 임신 테스트)을 간략하게 설명하십시오. 이 정보는 이메일을 통해 미리 전송됩니다.
  13. MRI 검사를 간략하게 설명합니다. MRI 안전 구역에 들어가기 전에 UHF 자기장에서 MRI 검사를 받을 수 있는 잠재적인 이점뿐만 아니라 잠재적인 이점에 대해 각 주제에 대해 알립니다. 이 정보는 이메일을 통해 미리 전송됩니다.
  14. 윤리적 무결성을 보장하고, 윤리위원회의 승인을 받았으며, 연구 참여와 관련하여 환자를 안심시하십시오. 시험에 참여하는 것은 자발적이며, 추가 적인 정당성이나 부정적인 결과없이 언제든지 시험을 중단 할 수 있음을 주제에 알립니다.
  15. 구두뿐만 아니라 서면으로 정보에 입각한 동의를 얻습니다.
  16. 동의 후, 피험자에게 가명 ID가 할당되고 모든 데이터는 이 가명으로 기록되고 저장됩니다.

2. MR 설정 준비

참고: 피사체가 UHF-MR 건물에 도착하기 전에 다음과 같은 수행됩니다.

  1. MR 획득 소프트웨어를 켭분입니다. 자석은 항상 켜져 있습니다.
    1. 일부 스캐너의 경우(예: 이 프로토콜의 대표적인 결과를 획득하는 데 사용되는 지멘스 MR 시스템)의 경우, 운영자실의 스위치박스(그림 1)는MR 시스템(그라데이션 및 소프트웨어)을 시작합니다( 구도 및 소프트웨어): 키를 시계 방향으로 돌리고 버튼의 파란색 시스템을 눌러 소프트웨어(syngo)를 시작합니다. 암호 확인이 필요한 스캐너 PC에 창이 나타납니다.
  2. MRI를 MRI로 연결하는 RF 코일을 MR 시스템에 연결합니다. Siemens 7.0 T에서, 이것은 일반적으로 1채널 원형 편광(CP)을 전송(1Tx(CP), 24채널 수신(24Rx) RF 코일(도2)또는 대안적으로 1Tx(CP)/32Rx RF 코일이다. 이러한 RF 코일은 환자 테이블(X1 - X4 라벨)에 4개의 플러그를 통해 연결됩니다.
    참고: 필립스 또는 제너럴 일렉트릭(GE) 7.0 T MR 시스템에서 일반적인 헤드 코일은 2Tx(CP)/32Rx RF 코일이 됩니다. 이 RF 코일은 3개의 플러그와 인터페이스 박스를 통해 환자 테이블에 연결됩니다. 이러한 모든 RF 코일은 환자 특정 튜닝 및 일치가 필요하지 않습니다.
  3. 작은 RF 코일의 경우 헤드폰 대신 귀마개를 청력 보호기능으로 사용하십시오.
  4. 환자 침대를 준비합니다. MR 스캐너 부근에 귀마개, 부드러운 베개, 다리 쿠션, 담요 및 침대 커버 시트를 쉽게 사용할 수 있습니다.
  5. 환자 침대는 주제에 대한 준비가 개폐식 위치에 있어야합니다.

3. 주제 준비

  1. 피사체를 탈의실로 안내하고 피사체에게 스크럽으로 변경해 달라고 요청합니다. 금속이 없고 무선 주파수 식별 칩이 없는 속옷만 착용해야 합니다. 안경, 보석, 휴대 전화와 같은 모든 금속 물체가 7.0 T MR 운영자 및 스캐너 룸에 들어가지 않도록 다시 한번 하십시오.
  2. 1.11 단계에서 언급된 모든 준비 조치를 수행하십시오.
  3. MR 측정 전에 피사체에게 방광을 비우도록 요청하십시오. 출산 연령의 여성 과목에서 임신 검사를 수행합니다.
  4. 작업자실을 통해 7.0 T MR 스캐너 룸에 자원봉사자와 동행하십시오. 7.0 T MR 스캐너 룸에 들어가기 전에 금속 물체가 존재하지 않도록 다시 한 번 확인하십시오.
  5. 7.0 T 시험 테이블로 천천히 걸어가세요. 수동적으로 차폐된 자석은 적극적으로 차폐된 자석보다 자기 변두리장의 크기가 더 큽니다. 작은 철물체는 이미 수동적으로 차폐된 자석이 들어 있는 방 문앞에서 매력적인 힘/토크를 경험할 수 있었다.
  6. 탁자 위에 누워 가능한 한 편안하게 해 달라고 부탁한다. 작은 머리와 팔의 편안한 베개뿐만 아니라 다리 쿠션뿐만 아니라 담요를 제공하여 피사체가 추워지는 것을 방지합니다.
  7. MRI 시술 시술 동안 피험자로부터 심박수 판독및 생명징후를 모니터링하기 위해 MRI 안전 펄스 산소계를 피사체에 연결한다.
  8. 응급 상황 시 MR 검사 중에 사용할 귀마개와 핸드 헬드 스퀴즈 볼(경보)을 제공합니다. 피사체에게 스퀴즈 볼을 눌러 제대로 작동하는지 확인하도록 요청하십시오.
  9. 피사체가 RF 헤드 코일에 더 가깝게 이동하도록 지시합니다(그림2). RF 코일의 TX-Part 및 상부 RX-코일 부분을 피사체의 헤드를 배치하기 위한 서비스 종료쪽으로 이동한다(도2). 등센터 위치 지정 장치를 켭합니다.
    1. 일부 MR 스캐너(예: 지멘스 및 GE MR 시스템)에서는 레이저를 사용합니다. 레이저 포지셔닝이 RF 코일 상단의 마커 크로스와 완전히 일치되도록 피사체 테이블을 매우 느리게 이동합니다. 이 위치를 저장합니다. 레이저 포지셔닝 중에 피사체에게 눈을 감도록 요청하십시오. 다른 UHF-MR 공급업체에는 포지셔닝을 위한 다른 시스템이 있습니다. 모든 경우에 RF 코일의 마크가 등대 위치 지정 장치에 정렬되어 있는지 확인합니다.
  10. 머리가 신중하게 배치되어 있는지 확인하고 피사체가 편안하다는 것을 확인하십시오.
  11. 피사체 테이블을 MR 스캐너의 isocenter로 매우 느리게 이동합니다. 7.0 T에서, 유도 전류65,66,67에의해 유발되는 금속 맛, 현기증, 현기증 과 같은 부작용을 피하고 감소시키기 위해 천천히 테이블을 이동하는 것이 특히 중요하다. 이 요구 사항을 충족하려면 테이블 모션의 속도프로파일을 일부 공급업체에서 B 0*(Grad(Grad(B0)으로조정합니다. 환자 테이블 모션은 0.66 T/s 67보다낮게 설정하는 것이 좋습니다.
  12. 테이블을 운전하는 동안 피사체와 통신하고 테이블이 중단되자마자 잠재적 인 부작용이 사라질 것이라고 설명하십시오. 피사체는 테이블을 자석의 중심으로 이동할 때 여전히 현기증을 느끼거나 금속 맛을 경험할 수 있습니다. 우리의 경험에서, 이러한 효과는 사소하고 완전히 뒤집을 수67,68.
  13. 스캐너 룸을 떠나기 전에 피사체가 편안하고 MR 검사로 시작하고자하는지 확인하십시오.
  14. 인터콤을 사용하여 스캐너 룸을 떠난 후 피사체와의 적절한 의사 소통을 확인합니다. 대상은 언제든지 연구 담당자에게 연락할 수 있습니다.
  15. 피사체의 상태를 계속 모니터링하고 연구가 끝날 때까지 모든 다음 단계를 포함하여 전체 검사 전반에 걸쳐 피사체가 여전히 편안한지 확인하십시오.

4. 데이터 수집

참고: 다음에서 사용자 인터페이스 작업 또는 특정 검사 절차에 대한 일부 참조는 하나의 특정 MR 시스템(7.0T Magnetom, 지멘스 헬스인, 독일 에를랑겐)에 대해서만 유효할 수 있습니다. 명령과 절차는 공급업체와 소프트웨어 버전마다 다릅니다. 다음 프로토콜은 MS 환자의진단,예후 및 감시를 위해 북미20에 있는 유럽18,19 및 다발성 경화증 센터 (CMSC)의 컨소시엄에 있는 MS 단 (MAGNIMS)에 있는 자기 공명 화상 진찰의 지침을 따릅니다.

  1. 필요한 연구 및 주제 세부 사항(프로젝트 번호, 가명 ID, 생년월일, 높이, 체중, 대상 위치(예: 헤드퍼스트 및 수핀 위치), 조사자 이름)을 입력합니다. 단계는 다른 공급업체와 7.0 T MR 시스템마다 다릅니다. 모든 경우에 올바른 스터디 프로토콜이 로드되어 있는지 확인합니다.
    1. 지멘스 스캐너의 경우 디스플레이의 상단 막대를 클릭합니다(환자| 등록)신고 소프트웨어에 있습니다. 환자 정보를 입력하고, 스터디 프로토콜을 선택하고, 시험을클릭합니다. 선택한 학습 프로토콜이 로드되고 검사 창이 열립니다. 이 창의 오른쪽에 선택한 학습 프로토콜에 대한 저장된 이미징 서열이 나타납니다.
  2. 선택한 학습 프로토콜 내에서 주어진 순서로 이미징 서열을 실행합니다. 이러한 이미징 서열에 대한 매개 변수는 환자 조사에 앞서 계획되어야 하며진단(18)에 대한 위의 CMSC 및 MAGNIMS 지침에 따라 저장되어야 하며, MS환자(19)의예후 및 모니터링을 한다.
  3. 조정 및 스카웃 이미지
    1. MS 검사를 데이터 수집하기 전에 Localizer 시퀀스(스카우트 시퀀스라고도 함)를 사용하여 필요한 조정을 수행합니다. 이것은 일반적으로 그라데이션 에코 (GRE) 시퀀스이며 스캔하기 전에 수행해야하는 조정 프로토콜을 포함합니다.
      참고: 조정에는 불균일한 정적 자기(B0)필드의 보정(shimming)이 포함됩니다. B0 불동성은 큰 자석으로 인해 신체 내(예: 공기, 뼈, 혈액) 및 그 분포로 인해 발생합니다. 불동성은 스핀의 주파수 분포를 확대하고 또한 중요한 intravoxel 해면을 일으킬 수 있습니다; 이는 RF 재집중(스핀 에코) 서열의 문제가 아니지만 대부분의 다음 시퀀스, 특히 T 2*가중된 인수에서 신호 진폭을 상당히 줄일 수 있습니다. 조정은 임상 MR 스캐너(필드 강점 B0≤7.0 T가 있는 장치)에서 자동으로 수행됩니다. 일부 스캐너(예: 지멘스 7.0 T MR 스캐너)의 조정은 일반적으로 작업자가 적극적으로 시작합니다. 시퀀스를 선택하고 작동하는 방법에 대한 구체적인 세부 사항은 시스템 구성과 관련된 연산자 매뉴얼을 참조합니다.
    2. 로컬라이저를 선택합니다. Siemens 스캐너에서 창 의 오른쪽에 있는 시퀀스를 표시하고 왼쪽 화살표를 클릭하여 시퀀스를 창 의 왼쪽으로 이동하여 워크플로 내에서 큐를 합니다. 사용되는 RF 코일에 대해 모든 채널이 선택되었는지 확인합니다. Localizer 시퀀스는 후속 시퀀스에서 이미징 슬라이스의 방향을 계획하는 데도 중요합니다. 이 시점에서 이미지를 사용할 수 없으므로 조정 볼륨을 변경할 수 없습니다.
    3. 특정 MR 시스템에 필요한 대로 조정을 실행합니다(연산자 설명서 참조). 지멘스 스캐너에서는 기본 주파수와 RF 코일 및 증폭기 전력에 필요한 전압을 설정하는 주파수 및 송신기 조정뿐만 아니라 정적 자기장의 불균일성을 보정하기 위한 3D 쉬밍(그림3)이포함됩니다.
    4. 옵션 | 선택 조정. 주파수, 송신기, 3D 심 및 기타 탭이 창 의 아래 쪽 막대에 나타납니다. 빈도에서기본 주파수가 중심이 되고 예가 나타날 때까지 이동을 선택합니다. 송신기하에서,사용되는 RF 코일 및 증폭기 전력에 따라 전압을 설정하고(24채널 수신 Rx RF 헤드 코일은 300V를 사용함)하고 적용한다.
    5. 심3D하에서 측정값을 선택하고 B0 맵이 생성되면 계산을 눌러 심 값을 획득합니다. 반복 주파수 및 3D 심 조정 적어도 두 번 심 값 이전과 일치 할 때까지. 적용 및 닫기 를 누릅니다. 필립스 및 GE 7.0 T 스캐너에서는 각 시퀀스 이전에 백그라운드에서 조정을 수행합니다(조정 제어를 위해 작업자의 피드백이 필요합니다).
    6. 3개의 방향으로 로컬라이저 시퀀스를 실행합니다. 시퀀스 매개 변수: 획득 시간(TA) = 160ms. 아직 이미지를 사용할 수 없으므로 위치를 등간, 회전 = 0°로 설정합니다. 기타 매개 변수: 매트릭스 = 256×256, FOV = 250mm, 슬라이스 두께 = 7.0mm, 슬라이스 갭 = 7.0 mm (100 %), TR = 7.0 ms, TE = 3.03 ms, 평균 (AVG) = 1, 플립 각도 (FA) = 2 °, 지방 또는 물 억제. 슬라이스 그룹 1(좌골 방향, 위상 인코딩 방향 A>P), 슬라이스 그룹 2(트랜스버방향, 위상 인코딩(PE) 방향 A>P), 슬라이스 그룹 3(관상 방향, 위상 인코딩 방향 R>L). 모든 슬라이스 그룹에 대해 세 개의 슬라이스가 획득됩니다. 이 시점에서 형상에 대한 변경 사항은 없습니다.
    7. 스카웃 이미지를 획득합니다.
    8. Localizer MR 이미지를 사용하여 조정 볼륨이 올바르게 설정되었는지 확인합니다. 조정 볼륨을 FOV와 정렬하고 피사체의 헤드와 중앙에 정렬합니다. 정렬되지 않으면 올바르게 정렬하고 조정을 다시 수행합니다.
    9. 중요: 조정 볼륨 또는 사용되는 RF 채널 수가 변경될 때마다 다시 조정을 수행합니다.
      1. Siemens 시스템에서조정 볼륨이 올바르게 설정된 마지막 Localizer에서 조정 볼륨을 복사하여 이를 방지합니다: 올바른 조정으로 마지막 스캔을 선택하고, 매개 변수를마우스 오른쪽 단추로 클릭하고, 열린 창에서 볼륨 조정을 선택합니다. 추가 조정이 필요한 상황으로는 보다 집중적인 쉬밍 기술이 필요한 특수 이미징 서열(예: 에코 평면 이미징(EPI)이 포함됩니다.
  4. 전용 MR 이미징 서열 획득
    1. 상이한 대조를 가진 몇몇 서열(T1,T2,T2*,위상, QSM, 확산)은 MS 병리학(도11)을연구하기 위해 존재한다. 임상 적 요구 또는 연구 질문에 가장 적합한 질문은 특정 관련 연구 프로젝트 또는 임상 연구 중에 사용하기 위해 MR 시스템의 연구 프로토콜 내에서 선택되고 구성 될 수 있습니다. MRI 8,50,69에다발성 경화증 병변을 연구, 검출 및 정의하기 위한 몇 가지 실용적인 가이드 및 리뷰가 존재한다. 각 MR 시스템은 전용 MR 시퀀스를 획득하기 위한 다양한 운영 절차 및 사용자 인터페이스를 갖습니다(그림4). Siemens 시스템에서는 각 스터디 프로토콜에 대한 오른쪽에 있는 MR 메서드(시퀀스) 목록을 보고 검사 창의 순서 목록(왼쪽)에서 큐를 볼 수 있습니다. 다음은 MS 병리학을 연구하기 위해 지멘스 7.0 T MR 스캐너에 사용하는 몇 가지 시퀀스입니다. 시퀀스 위치 지정을 계획할 때 필요한 경우 조정을 반복해야 합니다.
  5. 자화 준비 - RApid 획득 그라데이션 에코 (MPRAGE)
    1. MPRAGE는 높은 공간 해상도및T1-대비를 위한 T1-가중3D 역반전 복구 준비 버릇-GRE 시퀀스입니다. 그 목적은 일반적으로 해부학적이며 MS70에서볼륨 손실을 평가하는 데 유용합니다. 그것은 먼저 대조 강화 병변 (CEL)71의검출을 개선하기 위해 MS 환자에서 적용되었다. MPRAGE는조영제(72)가없어도 회색 물질(GM), 백색 물질(WM), 뇌척수액(CSF) 사이의 우수한T-의존대비를제공한다. FLAIR(아래참조)와 같은 T 2-가중 시퀀스와 함께 다중모달 세분화 접근법 및 복셀 계 합산 모홈트리(73)에서 널리 사용되는 T1-가중기술이다. MPRAGE를 이용한 피질 MS 병변 검출 및 분류는 7.0 T 74에서사용할 수 있는 더 나은 병렬 이미징 성능과 증가하는 SNR 및 공간 해상도에 의해 상당히 향상된다.
    2. 다음 MPRAGE 서열 매개 변수를 사용: TA = 5 분 3 s, 3D 모드, 등 위편 해상도 = [1.0×1.0×1.0]mm³, 매트릭스 = 256×256×256, FOV = 256 mm, 처탈 방향, PE 방향 A>P, 슬래브 당 슬라이스 = 192, 슬라이스 두께 = 1.0 mm, 슬라이스 갭 = 0.5 mm, TR = 2300 ms, TE = 2.98 ms, 평균 = 1, 응고 없음 반전 회복 진화 시간 TI = 900 ms, FA = 5 °, 지방 또는 물 억제, 기본 해상도 = 256, GRAPPA, AFPE = 2(도 4A)와병렬 이미징.
    3. 간경연 균열과 일치하는 적정 방향으로 획득하십시오. MPRAGE는 3D 시퀀스이므로 스터디 끝에 있는 기준 검색에 이미지를 계속 등록할 수 있습니다.
  6. 자기 준비 2 - 빠른 획득 그라데이션 에코 (MP2RAGE)
    1. 이것은 동시 T1매핑을 갖춘 T1-가중 3D 시퀀스입니다. 강력한 백색 물질 병변 볼륨 측정75를위한 두 개의 반전 대비 자화 준비 빠른 그라데이션 에코 시퀀스. MP2RAGE 시퀀스는 서로 다른 반전 시간과 플립 각도를 가진 두 개의 그라데이션 에코 이미지, 시끄러운 배경이 없는 T1w 이미지 및 T1 맵과 같은 서로 다른 대조를 이루는 이미지를 생성합니다. 정량적 T1 매핑은 MS 환자에서 병변 아형을 더 잘 차별하고 질병 활동76의빠른 스테이징을 가능하게 하는 추가 진단 정보를 제공한다. MP2RAGE는 최근 MS78의 수막 염증과 관련된 피피 내코르피병변(도13A)77의시각화를 개선하는 것으로 나타났으며, 높은 현장 강도와 고급 방법으로도 검출하기가 크게 어렵다. 오픈 소스 MP2RAGE 코드는 개발자에서 사용할 수 있습니다: https://:github.com/JosePMarques/MP2RAGE 관련 스크립트
    2. 다음 MP2RAGE 서열 매개 변수를 사용하십시오: TA = 11분 37초, 3D 차원, 적각 방향, PE 방향 A>P, 공간 해상도 = [1.01.0]mm², 매트릭스 = 256×256, FOV = 256mm, FOV 위상 = 93.75%, 슬래브 = 1, 슬래브 당 슬라이스 = 176, 슬라이스 두께 = 1.0mm, 슬라이스 갭 = 0.5 mm, TR = 5000 ms, 18 ms, 18 TI 1 = 700 ms, TI 2 = 2500 ms, FA 1 = 4 °, FA 2 = 5 °, 지방 또는 물 억제, 기본 해상도 = 320, GRAPPA, AFPE = 3 병렬 이미징(그림 5).
    3. MPRAGE와 동일한 방향과 포지셔닝으로 MP2RAGE를 실행합니다.
  7. 유체 감쇠 반전 복구 (FLAIR)
    1. FLAIR는 CSF 신호 억제기능을 사용하여 시간이 지남에 따라 새로운 MS 병변의 보급을 평가하기 위해 T2-가중유체 감쇠반전 복구(FLAIR)를 사용하여SPACE(지멘스 스캐너에서 다양한 플립 앵글 에볼루션, 이미징 모듈을 사용하여 애플리케이션 에최적화된 콘트라스트를 사용하여 완벽함을 샘플링하는 데 사용되는 3D 시퀀스입니다) ). 이 서열의 장점은 높은 등위위축 해상도를 포함, 낮은 SAR, 병렬 이미징 가능성, CSF 억제 및 따라서 뇌 parenchymal 경계에서 병변의 더 나은 검출. FLAIR는 MS 뇌80에서피질 병변(도 13B)79 및 렙토멘딩 개선 (LME) 항예를 식별하는 데 특히 유익하다. 흥미롭게도, 1.5 T에서 MS 환자에서 LME의 검출은 FLAIR SPACE (지멘스)81에비해 FLAIR CUBE (GE MR 시스템을 위한 이미징 모듈)를 사용할 때 상당히 높았다. 3D FLAIR SPACE는 MS환자(76)에서병변 검출을 위한 위의T-가중MP2RAGE 서열을 보완하는 매력적인 T2-가중서열로 나타났다. 일반적으로 두 시퀀스는 조인트 MS 병변맵(82)을렌더링하기 위해 단면 병변 분할과 함께 등록된다. 최근 FLAIR (3.0 T 필립스 MR 시스템에) Susac 증후군 환자는 MS 환자83보다LME로 제시 할 가능성이 훨씬 더 높았다는 것을 확인했다.
    2. 다음과 같은 FLAIR 서열 매개 변수를 사용하십시오: TA = 6분 16초, 3D 모델, 처탈 방향, PE 방향 A>P, 등색성 해상도 = [0.8×0.8×0.8]mm³, 매트릭스 = 320×320×320, FOV = 256mm, 슬래브 = 1, 슬라이스 오버샘플링 = 18.2%, 슬래브 당 슬라이스 = 176, FOV 위상 = 87.5 % 슬라이스 두께 = 0.80 mm, TR 80 = MS 80 컨파니션 = 1, 원시 및 이미지 필터, TI = 2150 ms, 위상 인코딩 방향 AFPE = 4(그림 6)를따라 지방 또는 물 억제, 가속 계수가 없습니다.
    3. MPRAGE 및 MP2RAGE 시퀀스와 동일한 시퀀스를 적시 방향으로 실행합니다.
    4. 코가 노란색 프레임 외부에 있는 경우 시퀀스 매개 변수 맵에서 FOV 위상을 100%로 늘립니다. 이렇게 하면 TA가 6분 56초로 변경됩니다.
  8. 멀티 에코 빠른 로우 앵글 샷 (FLASH-ME)
    1. FLASH-ME는 2D T2*가중 GRE 시퀀스로 에코 시간이 다른 여러 에코를 획득합니다. 이전에는T2* 이완률을 추정하기 위한 정량적 도구로 7.0 T에서 유사한 서열이 사용되어, 건강 제어 84에서전체 피질 전반에 걸쳐 세포건축 조직의 패턴을 연구하기 위해. 최근에는 양적 T2* 매핑이 MS 환자의 피질 조직 무결성을 연구하는 데 사용되었으며, 인지 장애는 피질 두께 또는병변(85)의존재로부터 독립적인 T2* 증가와 상관관계가 있는 것으로 나타났다. 가장 긴 에코 타임만을 사용하는 경우, 시퀀스는 작은 정맥 혈관(중앙 정맥 기호, 도 12)중심으로 MS 백색 물질 병변을 묘사하는 데 사용되며, 특히 심실(도14a)42,55에가까운 분들은 특히 이다.
    2. 다음과 같은 FLASH-ME 서열 매개 변수를 사용합니다: TA = 12분 10초, 2D 모드, 대적 방향, 평면 해상도 = [0.47×0.47]mm², 매트릭스 = 512×512, FOV = 238mm, 슬라이스 = 52, 슬라이스 두께 = 2.0mm, 슬라이스 갭, PE 방향 R>L, TR = 1820 ms, TE1-8 = 4.08 ms, 7.14 ms, 10.20 ms, 10.20 ms, 10.20 ms, 10.20 ms, 10.20 ms, 10.20 ms, 10.20 ms, 10.20 ms, 10.20 ms, 10.20 ms, 10.20 ms, 10.20 ms, 10.20 ms, 10.20 ms, 10.20 ms, 10.20 ms, 10.20 ms, 10.20 ms, 10.20 ms, 10.20 ms, 10.20 ms, 10.20 ms, ms 10.20 ms, 10.20 ms, 10.20 ms, 10.20 ms, 10.20 ms, 10.20 ms, 10.20 ms, 10.20 ms, 10.20 ms, 10.20 ms, 10.20 ms, 10.20 19.37 ms, 22.43 ms, 25.49 ms (에코 시간의 증분이 3.5 ppm의 지방 물 시프트의 배수인지 확인), 평균 = 1, concatenations = 1, FA = 35 °, 지방 억제 없음(그림 7).
    3. 3D MPRAGE와 관상, 트랜스버럴 로컬라이저 이미지를 사용하여 2D FLASH-ME 스캔의 형상을 계획합니다.
    4. 전체 헤드가 중간에 있도록 FOV및 슬라이스를 조정합니다(위 참조).
    5. FOV(노란색 프레임)의 하부 경계가 하부 코퍼스 캘로섬선(subcallosal plane)과일치하는 것과 같이 적색 MPRAGE 이미지의 줌 및 패닝 도구를 사용하여 2D FLASH-ME FOV를 이동 및 기울이는 다.
    6. 가장 큰 층이 두개골 카롯으로 끝나는 등 양방 후 전체 스택을 이동합니다. 스택 전체 뇌를 커버 하지 않습니다. 스택이 클수록 측정 시간이 증가하고 비강-청각 캐비티 자기 감수성 아티팩트가 도입됩니다.
    7. 형상 볼륨과 더 이상 정렬되지 않으면 조정 볼륨을 수정합니다. 필요한 경우 조정을 반복합니다(위 참조).
  9. 감수성 가중 이미징 (SWI)
    1. SWI의 경우 완전 유동 보정된 3D T2*-가중 GRE 시퀀스의 크기 및 위상 데이터를 사용합니다. 감수성 대비를 향상시키기 위해 가중치 마스크는 위상 데이터에서 생성되고 SWI86의크기 이미지와 곱합니다. SWI는 정맥과 주변조직(87)의대비를 향상시키고, MS환자(88)의철증증도 식별한다. 철절을 함유한 대식세포증은 만성 탈미엘린산 MS병변(89)의가장자리에서 발생하며, 이는T2*-가중이미지(figure 14bb)에서 SWI를 이용하여 후처리된 단계영상(89,90 및 감소된 신호)에 대한 병변 경계에서 과격한 신호로 제시한다( 그림14bb). ). 3D 인코딩을 사용하면 더 짧은 TR 및 낮은 플립 앵글을 가능하게 하여 전체 뇌 커버리지를 가능하게 하여 획득 시간을 줄이고 B1+ 필드 동요92에대한 민감도를 낮춥니까. 병렬 이미징은 또한 획득 시간을 감소시킵니다. 부분적으로 병렬 획득(GRAPPA) 병렬 이미징을 일반화하여 각 채널의 크기 및 위상 이미지를 재구성하고 이를 결합하여 최종 이미지93,94를생성한다.
    2. 다음 SWI 시퀀스 매개 변수를 사용하십시오: TA = 9분 26초, 2D 모드, 공간 해상도: [0.30.3]mm², 매트릭스 = 768×768, FOV 읽기 = 256mm, FOV 위상 = 68.75 %, 슬래브 = 1, 슬래브 당 슬라이스 = 120, 슬라이스 두께 = 1.0 mm, 슬라이스 갭 = 0.2 mm, 강한 트랜스버 방향, PE 방향 R>L, TR 30= MS 15= MS, 15= MS 컨케이트네이션 = 1, FA = 30 °, 지방 또는 물 억제 없음, 기본 해상도 = 768, 위상 해상도 = 100 %, 슬라이스 해상도 = 100 %, 위상 부분 Fourier = 6/8, 슬라이스 부분 Fourier = 6/8, GRAPPA, AFPE = 2병렬이미징 .
    3. 트랜스버 방향에서 획득하고 이 후 처리를 더 어렵게하기 때문에 어떤 각도를 소개하지 않습니다.
    4. 가장 위쪽 테두리가 두개골 칸트와 정렬되도록 두개골 방향으로 슬라이스 슬래브를 이동합니다. 뇌가 FOV의 중간에 완전히 되도록 복부 또는 등대 방향으로 슬래브를 대체합니다.
  10. 정량적 감수성 매핑(QSM)
    1. QSM의 경우 2D T2*가중 GRE 시퀀스를 사용합니다(첫 번째 에코에 대한 흐름 보정과 함께 6회 에코 시간을 사용). QSM은 SWI의 후속작이며 그 배후의 아이디어는 감수성분포(95)의복셀별 추정치를 제공하는 것입니다. QSM은 위상 이미지를 사용하고 3D 감수성 분포를 생성합니다. 복셀 강도는 기본 조직의 명백한 자기 감수성에 선형비례합니다. MS 병리학을 연구할 때, QSM은 백색 물질 및 회색물질(95)의철 증착에서 골린 함량과 같은 조직 조성 및 미세 구조에 대한 중요한 정보를 제공한다. MR-측정 가능한 신호 변화에 기여하는 다른 MS 병리학 적 과정은 복잡한, 다른 MR 방법의 조합이 도움이 된다 : QSM은 MS 관련 조직 변화에 더 민감하지만, 또한 철 축적 및 탈량의 첨가제 효과를 보여줍니다 (둘 다 자기 감수성을 촉진), 이것은 T2* 매핑의 혼합 효과를 보여줍니다. 철분 증착이 T2*96을감소시키면서 T2* 비율이 증가합니다. QSM은 위상 이미지에 비해 자기 감수성 공간 패턴을 정확하게 해결하고 따라서 감수성의 고체 및 림 패턴을 보다 정확하고 안정적으로97을묘사합니다. T2*가중 된 이미지를 SWI 및 QSM과 결합하여 MS의 질병 진행 중에 병변의 철분 함량 변화를 연구 할 수도 있습니다 : 비 철절 함유 병변은 모든 서열에서 과열되지만 철분 이약은 T2 * 및 SWI에서 저격적이지만 QSM 98은아닙니다.
    2. TA = 7분 43초, 2D 모드, 슬래브 = 1, PE 방향 A>P, 평면 해상도 = [0.49×0.49]mm², 매트릭스 = 448×448, FOV 읽기 = 220mm, FOV 위상 = 90.6 %, 슬래브 당 슬라이스 = 96%, 슬라이스 두께 = 1.0mm, 슬라이스 오버샘플링 = 8.3 %, TR = 36 ms, 15 ms 16.32 ms, 21.42 ms, 26.52 ms, 31.62 ms, 평균 = 1, concatenations = 1, 이미지 필터, FA = 30 °, 지방 또는 물 억제, 기본 해상도 = 448, 위상 부분 푸리에 = 6/8, 슬라이스 부분 푸에르 = 6/8, GRAPPAA, AF와 병렬 이미징(PE)=2 피규어).
    3. FOV를 이동 및 기울이면 FOV(노란색 프레임)의 하부 경계가 하부 코퍼스 캘로섬라인(subcallosal plane)과일치하는 것과 같은 적발 MPRAGE 이미지의 줌 및 패닝 도구를 사용하여 기울입니다.
    4. 상단 레이어가 두개골 카롯과 정렬되도록 슬라이스 스택을 두개골로 이동합니다.
  11. 확산 가중 에코-평면 이미징 (DW-EPI)
    1. DW 이미징의 경우 b-value b = 0 s/mm 2 및 b = 1000 s/mm2에서 64가지 확산 인코딩 방향을 가진 2D EPI 서열을 사용합니다. DW 이미징은 NAWM의 확산 신경 변성 및 탈량화를 포함한 조직 미세 구조의 신중한 변화를 감지하며, 이는 기존의 MRI99,100에서종종 놓친 다. MS에 있는 이전 확산 연구 보고 피질 병변에 있는 증가 평균확산도 (101). 7.0 T에서 더 최근의 연구는 유사한 사실 인정 뿐 아니라 또한 초기 단계 MS에 있는 더 낮은 세포내 부피 분획을 밝혔습니다; 세포내 구획은 DW 영상(102)에3구체 조직 모델을 장착하여 이소트로피부 분획(oedema 또는 CSF) 및 세포외 공간으로부터 분리하였다. 세포내 부피분획의 감소는 피질 및 WM 병변뿐만 아니라 NAWM에서도 보고되었으며, 대조군102의WM과 비교할 때. WM 병변에서, 감소된 세포내 구획은 증축성 및 분수 이방성 비톨트로피를 수반하여 탈량 및 축삭손실(102)을나타낸다. DW-EPI는 일반적으로 획득된 이미지에서 늘거나 압축된 픽셀로 나타나는 기하학적 왜곡과 관련이 있습니다. 이를 보완하기 위해, 반대 위상 그라데이션 접근법이 도입되었으며, 이 에 대해 반대 위상 인코딩(PE) 극성(103,104)을사용하여 동일한 슬라이스를 두 번 획득한다. 반대 공간 왜곡 패턴을 정렬할 수 있으며 등록 도구를 사용하여 이미지를 결합할 수 있습니다. 왜곡 보정의 경우 동일한 이미지가 반전된 PE 방향으로 획득되지만 확산 가중치없이 획득 시간이 줄어듭니다.
    2. 다음 DW-EPI 서열 매개 변수를 사용하십시오: TA = 14분 02s, 2D 차원, 대적 방향, A>P PE 방향, 공간 해상도 = [1.951.95]mm², 매트릭스 = 256×256, FOV 판독 = 500mm, 슬라이스 = 30, FOV 위상 = 100.0%, 슬라이스 두께 = 2.0 mm, TR = 12000 ms, TE = 115 ms, 115 ms 기본 해상도 = 256, 위상 해상도 = 100 %, 위상 부분 Fourier = 6/8, GRAPPA와 병렬 이미징, AFPE = 3, 확산 모드 = MDDW, 2 확산 계중계 : b 값 1 = 0 s / mm², b-값 2 = 1000 s /mm², 확산 방향 = 64(그림 10).
    3. 트랜스버 방향에서 획득하고 이 후 처리를 더 어렵게하기 때문에 어떤 각도를 소개하지 않습니다.
    4. 층 블록의 상부 선이 두개골 카롯과 정렬되도록 FOV를 이동합니다. 뇌가 FOV의 중간에 정확히 있도록 dorsoventis으로 이동합니다.
    5. 후처리 중에 왜곡 아티팩트를 취소하기 위해 위상 인코딩(PE) 방향의 두 개의 반전된 극성에서 시퀀스를 획득한다. 반전 된 극성 시퀀스를 실행하려면, 이제 P>A에서 PE 방향으로 시퀀스의 버전을 선택, 다시 2D EPI 시퀀스를 반복합니다. 변경 된 시퀀스 매개 변수: TA = 1 분 14 s, P>A PE 방향, 1 확산 가중치 : b 값 = 0 s/mm².
    6. 이전 2D EPI 시퀀스와 동일한 방향 및 위치 지정으로 이 시퀀스를 실행합니다.
    7. 위상 인코딩 방향이 매개 변수 탭 루틴에서 P>A로 설정되어 있는지 확인합니다. 그렇지 않은 경우 180°를 입력하여 변경합니다.
    8. 마지막 시퀀스가 완료되고 재구성되는 즉시 MRI 검사가 준비되었습니다.
    9. 획득한 모든 시퀀스와 관련 설명을 CRF에 문서화합니다.

5. MR 검사 종료

  1. MR 스캐너 룸을 입력하고 피사체 테이블을 isocenter에서 천천히 이동합니다.
  2. 대상체의 상태를 평가하고 측정 전, 도중 또는 이후에 가능한 부작용에 대해 쿼리합니다. 현기증, 빛 섬광, 열 이나 감기의 느낌, 일반적인 불편, 근육 경련, 금속 맛, 또는 다른 효과 대 한 구체적으로 쿼리.
  3. CRF에서 모든 관측(부작용 포함)을 문서화합니다.
  4. 최종 상담후, 피사체는 탈의실로 이동한 다음 사물함으로 가서 그곳에 저장된 귀중품을 수령한 다음 건물 출구로 이동합니다. 안전 대책은 항상 방문 과목을 동반하기 때문에.
  5. 모든 서면 문서(CRF, 주제 ID 목록, 연구 동의 양식)를 조사자 사이트 폴더에 제출하고 안전한 장소에 잠급니다. 저장 기간은 최소 10년입니다.

6. 데이터 백업

참고: 각 MR 센터는 MR 데이터를 저장하고 안전하게 백업하기 위해 자체 지침을 따릅니다. 디지털 MR 데이터는 암호로 보호된 서버에 저장되어야 합니다. 아래 절차는 지멘스 7.0 T MR 시스템의 전형입니다.

  1. 환자 브라우저에서 참가자 ID 번호를 선택하고 전송을선택합니다.
  2. 오프라인으로 내보내기를 선택하고 로컬 폴더의 경로(예: C:\temp)를 입력합니다.
  3. 프로세스가 완료되었는지 확인합니다(전송 | 로컬 작업 상태).
  4. 고급사용자(Ctrl+Esc)를선택하고 관리 암호를 입력하여 잠금을 해제합니다.
  5. 고급 사용자가 활성화되면 Windows탐색기(Ctrl+Esc)로이동합니다.
  6. Dicom 데이터를 로컬 폴더에서 암호로 보호된 서버의 보안 Dicom 데이터 스터디 폴더로 이동합니다.

7. 시스템 종료

  1. 시스템의 요구 사항에 따라 시스템을 종료합니다. Siemens 스캐너의 경우 신고 소프트웨어의 상단 막대를 사용하여 소프트웨어를 종료합니다. 소프트웨어가 종료된 후에만 MR 시스템(지멘스 스캐너의 파란색 버튼)을 끕니다. 키를 왼쪽으로 돌립니다.

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Representative Results

재발 방출 MS(RRMS)로 진단된 26세 여성은 상기프로토콜(도 11)을사용하여 7.0T에서 검사하였다. B1+ 프로파일의 일부 왜곡은 MR 이미지에서 관찰될 수 있습니다. 이것은 더 높은 공명 주파수로 이동할 때 예상된다43; 파장이 짧을수록 파괴적이고 건설적인간섭(105,106)이증가합니다. MR 이미지(도11, 도 12, 도 13, 도 14)를획득하기 위해, 우리는 위상과진폭의 수동 조정이B1+ 불균일성을 상쇄할 수 없는 지멘스 7.0 T MR 시스템에서 단일 채널 전송 볼륨 코일을 사용했다. 다중 전송 기술은 B1+ 필드분포(44)를동적으로 조절하는 데 필요한 병렬 전송의 자유도를 제공한다. B1+ 패턴은 주어진 코일의 단일 송신 소에 대해 수정할 수 없지만, 주변 환경의 전자기 특성은물(107)로 채워진 유전체 패딩 또는 7.0 T.0 T에서 사용되는 칼슘 타이타네이트서스펜션(108)으로 나타난 바와 같이, 뇌 109,뇌 의 이미징에 효과적인 것으로나타났다. 110 특히내이(111)는내이액과 뼈 의 감수성 차이로 인한 동종유전자로 인해 이미지에 어려움을 겪고 있다.

도 11에 표시된 것은 다른 대조를 제공하는 다른 프로토콜을 사용하여 환자의 뇌의 좌활및 전경이다. 7.0 T MR 검사를 4년 반 전에 환자는 디플로피아와 흐릿한 시력으로 제시했습니다. 진단은 처음에설치되었다, 2017 맥도날드 기준에 따라 8 periventricular로 인해, 병타코코르탈 및 인프라 MR 병변 분포와 3.0 T.T. CSF 의 가돌리늄 강화 및 비 강화 병변의 발생에 따라 정상 한계 내에 있었다. 나탈리주맙 (NTZ)을 가진 약물은 이후에 시작되었습니다. MS 진단은 그 후에 T2 병변의 증가 및 매우 효과적인 NTZ 처리에도 불구하고 불완전한 면제와 다중 임상 재발 때문에 도전되었습니다. 그러나, 7.0 T MRI는 심실 및 병변의 대다수에 있는 중앙 정맥 표시를 드러냄으로써 MS 진단을 지원하였다(도 12). MS 진단은 피질병리학(도 13)과T2 과중병변의 하위 집합을 둘러싼 저강도 림 구조(도14)에의해 더욱 확증되었다. 진단 재평가는 또한 그밖 자기 면역, 전염성 및 신진 대사 무질서를 위한 검색을 포함했습니다 그러나 추가 이상한 결과를 밝히지 않았습니다. 결국 환자는 NTZ에 대한 항체에 대해 양성 반응을 보였으며, 항체 매개 중화를 나타내고 NTZ 112를향한 불충분한 치료 반응을 설명한다. 따라서 NTZ 치료에 대한 반응성이 없는 MS 진단은 이 환자에서 결론을 내렸습니다. 약물은 NTZ에서 Ocrelizumab로 전환되었으며 환자는 계속되는 단계에서 재발하지 않았습니다.

Figure 1
그림 1. 지멘스 MR 스캐너의 스위치 상자는이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

Figure 2
그림 2. 전용 RF 코일을 MR 시스템에 연결합니다. (a)전송(Tx), 24- 또는 32 채널 수신(Rx) 무선 주파수 헤드 코일은 7.0 T(b)에서 뇌 MRI에 맞게 조정된 무선 주파수 헤드 코일(b)에서 RF 헤드 코일에 더 가깝게 이동하고 피사체의 머리를 하부 RX-코일(왼쪽 패널) 아래에 배치하도록 지시한다. 다음으로 RF 헤드 코일의 TX 부분을 RX-코일(오른쪽 아래)위로 이동합니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

Figure 3
그림 3. 실행 조정(지멘스 시스템). (a)기본 주파수 조정,(b)송신기 전압 조정,(c)B0 지도 및 3D 쉬밍의 생성. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

Figure 4
그림 4. 다른 공급업체의 7.0 T MR 시스템에 대한 MR 시퀀스 계획. (a)지멘스,(b)필립스 및(c)제너럴 일렉트릭. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

Figure 5
그림 5. 계획 3D MP2RAGE 이미징 시퀀스는 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

Figure 6
그림 6. 3D SPACE-FLAIR 이미징 서열을 계획하려면 여기를 클릭하여 이 그림의 더 큰 버전을 확인하십시오.

Figure 7
그림 7. 2D FLASH-ME 이미징 서열 계획은 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

Figure 8
그림 8. 3D 감수성 가중 이미징 서열을 계획하려면 여기를 클릭하여 이 그림의 더 큰 버전을 확인하십시오.

Figure 9
그림 9. QSM-FC 계획은 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

Figure 10
그림 10. 확산 가중 에코 평면 이미징 서열을 계획하려면 여기를 클릭하여 이 그림의 더 큰 버전을 확인하십시오.

Figure 11
그림 11. 왼쪽에서 오른쪽으로 RRMS 환자 상부 패널의 고해상도 뇌 MRI의 대표적인 결과: (a)T1w 3D 반전 복구 준비 버릇-GRE 시퀀스(MPRAGE)의 좌활선 보기,(b)T1w 3D MPRAGE의 횡단보기,(c)T2×w 2D 플래시 서열의 다중 에코 판독(FLASH-2D FLASH 서열)의 트랜스버럴 뷰(FLASH-2) w 유체 감쇠 반전 복구는 다른 플립 앵글 진화(SPACE-FLAIR)를 사용하여 응용 에 최적화된 대조를 사용하여 샘플링 완벽성을 사용하여 샘플링 완벽을 사용하여(예를 들어)흐름의 반차적 시야는 정량적 감수성 매핑(QSM-FC)을 보상하였다. 왼쪽에서 오른쪽으로 하부 패널:(f)T1w 3D 자화 준비 빠른 그라데이션 에코 시퀀스 (MP2RAGE),(g)T1w 3D MP2RAGE의 횡단 보기의 좌측 보기,(h)3D 감수성 가중 이미징(SWI)의 트랜지스트 뷰는 완전히 유동보정된 GE 서열의 크기 및 위상 데이터를 사용하며,(i)에코-플래니어 확산 계중 이미징 서열의 분수 발상성 맵 및 방향맵을 결합한 결과, (2D EPI), (j)흐름 보정 (GRE-FC)와 T2* w 2D 그라데이션 에코 이미징의 횡단 보기. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

Figure 12
그림 12. 중앙 정맥 기호 (a 및 b)다중 에코 판독 (FLASH-ME)을 가진 T2*w 2D FLASH 서열의 대표적인 백색 물질 MS 병변은 예시적인 실기성 병변 내에서 매우 MS 특정 중앙 정맥 기호 (빨간 화살표)를 드러내고,(c)오른쪽 반구성 탈라믹 병변(d)및 정수리 병변, 환자의 MS 진단을 입증. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

Figure 13
그림 13. 대표적인 피질 MS 병변. (a)T1w 3D 자화 준비 빠른 그라데이션 에코 서열(MP2RAGE)의 적목시야는 정수리 피질(b) 내의 피질병변(적색 화살표 헤드)을T2w 유체 감쇠된 반전 회복(SPACE-FLAIR)의 순환시야에서 대응하는 고강도로 묘사한다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

Figure 14
그림 14. 대표적인 저혈압림 구조. (a)다중 에코 판독(FLASH-ME)을 가진 T2*w2D FLASH 서열의 트랜스버럴 뷰는 무형의 심층 적 MS 병변을 드러내고,(b)3D 감수성 가중 이미징(SWI)의 트랜스버럴 뷰는 병변 주위의 저강도 림 구조를 묘사하고, 다림절로 함유된 대시파를 결합하여 향후 MS 활성을 제시할 것을 암시한다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

금속 임플란트(자기장으로 인해 오작동하거나 부상을 입을 수 있음)
전자 장치(예: 심박조율기, 제세동기, 인슐린 펌프, 신경 자극제)
동맥류 및 혈액 정전기 클립, 보철 심장 판막
인공와우, 이토로직 임플란트
약물 주입 장치
깊은 뇌 자극 전극
납 심전도 전선
기타 금기 사항 (자기장 효과를 통한 피부 화상, 붓기 또는 손상위험)
일부 약물 패치
금속 이물질(예: 파편 또는 눈의 다른 분 금속 조각)
일부 문신과 화장품 (영구 메이크업)
바디 피어싱 주얼리
임신 (자기장에 의한 가능한 불리한 생물학적 효과)
알려진 밀실 공포증

표 1. MRI 검사의 주요 금기. 가장 일반적인 금기는 금속 임플란트입니다. 임플란트는 점점 더 MRI 안전 (MRI 조건부)이되고 있지만 주요 관심사로 남아 있습니다.

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Discussion

여기에 제시된 프로토콜은 7.0 T.에서 MS 환자를 검사할 때 전형적으로 사용되는 다른 대조를 가진 일련의 MRI 서열을 설명하고, 신진 기술 개발과 함께, 신진 대사 또는 기능적 이미징에 있는 더 진보된 응용으로 탐사를 위한 기초를 제공합니다.

뇌 병변 이외에도 척수의 병변은 운동, 감각 및 자율 기능 장애를 일으키는 MS 환자에 자주 영향을 미칩니다. 그러나 척수 화상 진찰은, 특히 7.0 T에서, 기술적으로도전113입니다. 병렬 전송 및 병렬 이미징의 추가 개발은 왜곡된 B1 필드프로파일(114)의장애물을 극복하기 위해 보증된다.

이 프로토콜의 목표는 분야 전반에 걸쳐 기술 개발 및 임상 응용 프로그램을 보급하고 시너지 효과를 연결하는 것입니다. 공간 및 측두해상도의 예상 된 향상 외에도, 높은 자기장의 변화하는 물리적 특성에서 기회는 감수성 가중 이미징 (SWI) 및 위상 대비 기술(115)에서더 나은 대조를 포함뿐만 아니라 나트륨116,117 및 불소118,119,120 과 같은 X 핵의 이미징뿐만 아니라 치료 경로의 깊이를 더 많이 모니터링할 수 있습니다.

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Disclosures

경쟁적인 재정적 이해관계가 선언될 수 없습니다.

Acknowledgments

이 프로젝트 (T.N.)는 보조금 협정 없음 743077 (ThermalMR)에 따라 유럽 연합 (EU)의 호라이즌 2020 연구 및 혁신 프로그램에 따라 유럽 연구 위원회 (ERC)로부터 부분적으로 자금을 받았습니다. 저자는 베를린 초고필드 시설 (B.U.F.F.), 헬름홀츠 협회, 베를린, 독일에서 분자 의학을위한 막스 델브루크 센터에서 팀에게 감사드립니다; 스웨덴 국립 7T 시설, 룬드 대학 생물 이미징 센터, 룬드 대학, 룬드, 스웨덴 및 ECOTECH-COMPLEX, 마리아 퀴리-스크루오도우스카 대학, 루블린, 폴란드에서 기술 및 기타 지원을 제공합니다.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
7T TX/RX 24 Ch Head Coil Nova Medical, Inc., Wilmington, USA NM008-24-7S-013 1-channel circular polarized (CP) transmit (Tx), 24-channel receive (Rx) RF head coil
Magnetom 7T System Siemens Healthineers, Erlangen, Germany MRB1076 7.0 T whole body research scanner
syngoMR B17 Software Siemens Healthineers, Erlangen, Germany B17A image processing software for the Magnetom 7T system

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의학 제 168
7.0 테슬라에서 다발성 경화증의 자기 공명 화상 진찰
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Waiczies, S., Els, A., Kuchling, J., Markenroth Bloch, K., Pankowska, A., Waiczies, H., Herrmann, C., Chien, C., Finke, C., Paul, F., Niendorf, T. Magnetic Resonance Imaging of Multiple Sclerosis at 7.0 Tesla. J. Vis. Exp. (168), e62142, doi:10.3791/62142 (2021).

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