IRM structurelle pulmonaire à l’aide de l’imagerie à temps d’écho ultra-court en respiration libre et auto-fermée

Résumé

Un protocole est décrit pour générer des images structurelles à haute résolution des poumons à l’aide de l’imagerie par résonance magnétique (IRM) à temps d’écho ultra-court (UTE). Ce protocole permet d’acquérir des images à l’aide d’une simple séquence d’impulsions IRM pendant la respiration libre.

Résumé

L’IRM de haute qualité des poumons est mise à l’épreuve par la faible densité tissulaire, la relaxation rapide du signal IRM et les mouvements respiratoires et cardiaques. Pour ces raisons, l’imagerie structurelle des poumons est réalisée presque exclusivement à l’aide de la tomodensitométrie (TDM). Cependant, l’imagerie par tomodensitométrie émet des rayonnements ionisants et est donc moins bien adaptée à certaines populations vulnérables (par exemple, la pédiatrie) ou aux applications de recherche. L’IRM utilisant des temps d’écho ultra-courts (UTE) suscite également de l’intérêt. Cette technique peut être réalisée en respiration libre au cours d’un balayage de ~5 à 10 minutes. Les informations sur les mouvements respiratoires sont codées en même temps que les images ; Ces informations peuvent être utilisées pour « auto-gate » des images. L’auto-déclenchement élimine ainsi la nécessité d’une programmation avancée de la séquence d’impulsions IRM ou de l’utilisation de soufflets respiratoires, ce qui simplifie l’acquisition d’images. Dans ce protocole, des méthodes simples, robustes et efficaces en termes de calcul pour l’acquisition d’une IRM UTE des poumons de haute qualité sont présentées. Ce protocole a été développé pour être utilisé sur un scanner IRM 3T, mais les mêmes principes peuvent être mis en œuvre à une intensité de champ magnétique plus faible. Le protocole comprend des paramètres recommandés pour l’acquisition d’images 3D radiales UTE ainsi que des instructions pour la reconstruction d’images auto-fermées afin de générer des images à des phases respiratoires distinctes. Grâce à la mise en œuvre de ce protocole, les utilisateurs peuvent générer des images UTE haute résolution des poumons avec des artefacts de mouvement minimes, minimes ou nuls. Ces images peuvent être utilisées pour évaluer la structure pulmonaire, ce qui peut être mis en œuvre pour la recherche dans une variété de conditions pulmonaires.

Introduction

L’imagerie à haute résolution de la structure pulmonaire est un élément essentiel des bilans diagnostiques pour de nombreuses affections pulmonaires. En règle générale, cela est effectué à l’aide de l’imagerie par tomodensitométrie (TDM), qui est parfaitement adaptée pour générer des images à haute résolution des poumons¹. Cependant, l’imagerie par tomodensitométrie délivre une dose non négligeable de rayonnement ionisant, ce qui la rend mal adaptée à l’imagerie répétée régulière, à l’imagerie à plusieurs phases respiratoires différentes ou à l’imagerie de certaines populations (par exemple, les enfants). L’ima....

Protocole

Toutes les images de sujets humains ont été réalisées avec l’approbation de l’IRB du KUMC. Un consentement éclairé écrit a été obtenu de tous les participants. Les images de cette étude ont été obtenues dans le cadre d’un protocole de développement technique générique, et les critères d’inclusion/exclusion étaient délibérément larges. Critères d’inclusion : Âge ≥ 18 ans. Critère d’exclusion : L’IRM est contre-indiquée sur la base des réponses au questionnaire de dépistage par IRM et de la grossesse. Les accessoires et l’équipement utilisés pour cette étude sont énumérés dans la Table des matériaux.

Discussion

Lors de l’imagerie UTE des poumons, de nombreuses variantes de l’acquisition et de la reconstruction peuvent être utilisées pour générer des images des poumons. Ce protocole met l’accent sur la facilité de mise en œuvre et l’efficacité de calcul. L’imagerie à l’aide de l’UTE radiale 3D est relativement simple, les séquences d’imagerie étant généralement disponibles auprès des principaux fournisseurs d’IRM. Des outils basés sur MATLAB sont fournis pour la g.......

matériels

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