Resonancia magnética estructural pulmonar con imágenes de tiempo de eco ultracorto autocompulsivo y de respiración libre

Resumen

Se describe un protocolo para generar imágenes estructurales de alta resolución de los pulmones mediante imágenes de resonancia magnética (RMN) de tiempo de eco ultracorto (UTE). Este protocolo permite adquirir imágenes utilizando una simple secuencia de pulso de resonancia magnética durante la respiración libre.

Resumen

La resonancia magnética de alta calidad de los pulmones se ve desafiada por la baja densidad de tejido, la rápida relajación de la señal de resonancia magnética y el movimiento respiratorio y cardíaco. Por estas razones, las imágenes estructurales de los pulmones se realizan casi exclusivamente mediante tomografía computarizada (TC). Sin embargo, las imágenes por TC liberan radiación ionizante y, por lo tanto, son menos adecuadas para ciertas poblaciones vulnerables (por ejemplo, pediatría) o para aplicaciones de investigación. Como alternativa, la resonancia magnética que utiliza tiempos de eco ultracortos (UTE) está atrayendo interés. Esta técnica se puede realizar durante la respiración libre en el transcurso de una exploración de ~5-10 minutos. La información de movimiento respiratorio se codifica junto con las imágenes; Esta información se puede utilizar para "auto-gatear" las imágenes. Por lo tanto, la autocompuerta elimina la necesidad de una programación avanzada de la secuencia de pulsos de resonancia magnética o el uso de fuelles respiratorios, lo que simplifica la adquisición de imágenes. En este protocolo, se presentan métodos de adquisición y reconstrucción simples, robustos y computacionalmente eficientes para adquirir resonancias magnéticas UTE de alta calidad de los pulmones. Este protocolo fue desarrollado para su uso en un escáner de resonancia magnética 3T, pero los mismos principios se pueden implementar a una intensidad de campo magnético más baja. El protocolo incluye ajustes de parámetros recomendados para la adquisición de imágenes UTE radiales en 3D, así como instrucciones para la reconstrucción de imágenes autocompuerta para generar imágenes en distintas fases respiratorias. A través de la implementación de este protocolo, los usuarios pueden generar imágenes UTE de alta resolución de los pulmones con artefactos de movimiento mínimos, mínimos o nulos. Estas imágenes se pueden usar para evaluar la estructura pulmonar, lo que se puede implementar para uso de investigación en una variedad de afecciones pulmonares.

Introducción

Las imágenes de alta resolución de la estructura pulmonar son una parte esencial de los estudios de diagnóstico para muchas afecciones pulmonares. Por lo general, esto se realiza mediante imágenes de tomografía computarizada (TC), que es ideal para generar imágenes de alta resolución^{de los pulmones}. Sin embargo, la tomografía computarizada administra una dosis no trivial de radiación ionizante, por lo que no es adecuada para la repetición regular de imágenes, la obtención de imágenes en múltiples fases respiratorias diferentes o la obtención de imágenes de ciertas poblaciones (p. ej., pediatría). La resonancia ....

Protocolo

Todas las imágenes de sujetos humanos se realizaron con la aprobación del KUMC IRB. Se obtuvo el consentimiento informado por escrito de todos los participantes. Las imágenes de este estudio se obtuvieron bajo un protocolo genérico de desarrollo técnico, y los criterios de inclusión/exclusión fueron deliberadamente amplios. Criterios de inclusión: Edad ≥ 18 años. Criterios de exclusión: Resonancia magnética contraindicada en función de las respuestas al cuestionario de cribado de resonancia magnética y embarazo. Los accesorios y el equipo utilizado para este estudio se enumeran en la Tabla de Materiales.

Discusión

Al realizar imágenes UTE de los pulmones, se pueden utilizar muchas variaciones tanto de adquisición como de reconstrucción para generar imágenes de los pulmones. Este protocolo se centra en la facilidad de implementación y la eficiencia computacional. La obtención de imágenes mediante UTE radial 3D es relativamente sencilla, con secuencias de imágenes generalmente disponibles en los principales proveedores de resonancia magnética. Se proporcionan herramientas basadas en MATLAB .......

Materiales

Name	Company	Catalog Number	Comments
Chest MRI Coil	Siemens, GE, Philips,, Other Clinical MRI Imaging Coil Vendor	N/A	A 26 - 32 channel Chest coil should be used
High Performance Workstation	HP, Apple, or other Computer Hardware company	N/A	A computer with a minimum of 64 GB of Memory is needed for image reconstruction
Matlab	Mathworks	R2016A or newer	A Matlab license is needed to run the provided computer code
MRI Phantom	Siemens, GE, Philips, or Other MRI Phantom Vendor	N/A	Any Phantom can be used to test the MRI sequence prior to its use in human subjects.
MRI Scanner	Siemens, GE, Philips, or Other Clinical MRI Scanner Vendor	N/A	The protocol was developed on a 3T scanner, but 1.5T or 0.55T would also work with minimal adaptation