פרוטוקול על ההערכה של חפצים MRI הנגרמת על ידי מתכת שתלים להערכת ההתאמה של השתלים ואת הפגיעות של רצפים של הדופק

Summary

אנו מתארים שיטה סטנדרטית כדי להעריך ממצאים תהודה מגנטית הנגרמת על ידי שתלים להערכת ההתאמה של השתלים עבור דימות תהודה מגנטית ו/או את הפגיעות של רצפים שונים הדופק לחפצים מתכתי בעת ובעונה אחת.

Abstract

כמו מספר סורקים דימות תהודה מגנטית (MRI), מטופלים עם שתלים רפואיים בהתמדה, רדיולוגים נתקלים יותר ויותר מתכתי הקשורות השתל ממצאים ב- MRI, והתוצאה היא איכות תמונה מופחתת. לכן, התאמת MRI שתלים של חפץ עוצמה, כמו גם הפיתוח של הדופק רצפים כדי להפחית לכלוכים בתמונה, נעשים יותר ויותר חשוב. כאן, אנו מציגים פרוטוקול מקיף המאפשר הערכה מתוקננת של אמצעי האחסון החפץ של שתלים ב- MRI. יתר על כן, פרוטוקול זה יכול לשמש כדי לנתח את הפגיעות של רצפים שונים הדופק לחפצים. ניתן להחיל את הפרוטוקול המוצע לתמונות T1 ו T2-משוקלל עם או בלי שומן-דיכוי וסבילים כל השתלים. יתר על כן, ההליך מאפשר זיהוי האות ההערמות ואובדן חפצים תלת מימדי ונפרד. כפי חקירות קודמות שונה באופן משמעותי בשיטות הערכה, comparability של התוצאות שלהם הייתה מוגבלת. לפיכך, מדידות מתוקננת של MRI החפץ כרכים נחוצים לספק comparability טוב יותר. זה עשוי לשפר את הפיתוח של ההתאמה MRI של השתלים, כדאי דופק רצפים בסופו של דבר לשפר את הטיפול בחולה.

Introduction

MRI הפך כלי האבחון חיוני. כתוצאה מכך, מספר מערכות MRI בשימוש שגרתי אבחון נוסף עולה¹. במקביל, מספר החולים עם שתלים גוברת גם^2,3. בשנת 2012, למשל, יותר מ- 1 מיליון הברך, החלפות מפרקים בוצעו לבד ארה ב⁴. השכיחות של שתלים כזה היה בערך 7 מיליון בשנת 2010, המתאים יותר מ-10% של נשים ב- 80-89 שנים קבוצת גיל⁵. כתוצאה מכך, איכות התמונה ואת החשיבות לאבחון של בדיקות MRI הם לעיתים קרובות לקוי על ידי חפצים עקב שתלים מתכתיים, וכתוצאה מכך דיוק האבחון ירד. לכן, את התאמת MRI של שתלים ואת הפגיעות החפץ של רצפי הדופק הופכים יותר ויותר חשוב. גישות רבות פורסמו להערכת מאפיינים אלו. עם זאת, בשל אי-התאמות חזקה בשיטות הערכה בשימוש, התוצאות המתאימים הן קשה להשוות.

ניתן לבצע הערכה של ההתאמה MRI של חומרים על-ידי חישוב שלהם המגנטית⁶. לעומת זאת, לא יכול להשוות את הפגיעות של רצפים שונים הדופק לחפצים עם הגישה הזאת עבור שתל נתון. להיפך, אמצעי האחסון של החפץ על רצף נתון הדופק בערך משוער עבור שתלים שונים. בנוסף, הניתוח מבוצע לעתים קרובות עם שתלים באופן מלאכותי בצורת^7,8. כמו נפח החומר והצורה יש השפעה על גודל החפץ⁶, תכונות אלה צריכים להילקח בחשבון גם כן. כחלופה המגנטית, ניתן להעריך את גודל החפץ. לעתים קרובות, מחקרים להסתמך רק על ההערכה איכותי של החפץ בגודל⁹ או דגש על גודל החפץ מימדי מכסה רק פרוסה אחת של השתל החפץ^10,11. יתר על כן, פילוח ידנית גישות משמשים לעתים קרובות, וזה לא רק זמן אלא גם נוטה reader "אינטרה" בין ההבדלים¹¹. לבסוף, פרוטוקולים לעיתים קרובות אינם מאפשרים לבדיקת רצפים-רווי שומן, שומן רווי באותו זמן¹². זאת, לעומת זאת, יהיה רצוי, כיוון טכניקה שהוחלו דיכוי שומן משפיעה עמוקות על גודל החפץ.

כאן, נציג של פרוטוקול המאפשר אמין, חצי אוטומטי, כימות מבוסס על הסף, תלת מימדי של האות ההערמות ואובדן חפצים של השתל כולו, או כל הפרוסות השתל גלוי פריטים. יתר על כן, היא מאפשרת בדיקה תמונות T1 ו T2-משוקלל עם או בלי שומן-רוויה. הפרוטוקול יכול לשמש כדי להעריך את התאמת MRI של שתלים שונים או את הפגיעות של רצפים שונים הדופק לחפצים מתכתי עבור שתל נתון.

Protocol

1. הכנה פנטום

1. לקבוע בנפח השתל (למשל, באמצעות פעולת העקירה מים).
   הערה: היקף המדגם CCT-T והמדגם Z-T נמדד 0.65 mL, mL. 0.73, בהתאמה.
2. לתקן את מיקום השתל באמצע תיבה שאינם פרומגנטיים, פלסטיק, עמיד למים באמצעות חוט דק. להשתמש בתיבת שגודלם הממצאים MRI הצפוי.
   הערה: אם אין הערכות קשה של אמצעי האחסון החפץ של השתל ו/או דופק הרצף של עניין זמינות, בצע סריקה הבדיקה על-ידי הצבת הפאנטום בתוך קופסה, כ 10 x גדול יותר הפאנטום, מלא במים. אמצעי האחסון החפץ הזה לומדים נע מ- 7.3 מ ל (עבור המדגם CCT-T) ו- mL 0.09 (עבור המדגם Z-T).
3. בזהירות להמיס תערובת של שמן semisynthetic (58.8%), מים (40%) ו- macrogol-8-stearate (1.2%), שימוש באמבט מים בטמפרטורה 50 º c
   הערה: עבור הדגימות במחקר זה, השתמשנו תערובת 500 מ"ל עבור ההטמעה של כל דגימה.
   1. כאשר התערובת הופך נוזל, תפסיק חימום להתחיל עם ערבוב איטי ו לעצור חימום. ודא כי שם אין הפרדה של השלבים שומן ומים.
4. ברגע קרישת מתחיל, לאט מתחילים הטבעה השתל עם התערובת. בשביל זה, שופכים את התערובת ההטבעה לאט לתוך תיבת פנטום עם השתל.
   הערה: למזוג חייב להתבצע באיטיות כדי למנוע אוויר הכללה.
5. הצב את תיבת פנטום עם השתל מוטבע לתוך המקרר ב 4 ° C בלילה עבור לייבוש. למחרת, להסיר כל חלקים נוזלים שיורית על ידי שפייה.

2. בדיקת MRI

1. מקום הפאנטום (קופסה עם השתל מוטבע) ה MRI בכיוון זהה כמו המצב ויוו . בעמדה באמצע של הפאנטום isocenter של ה MRI.
2. עבור מדידות, השתמש סליל אשר מאפשר עבור התפלגות אות הומוגנית בתוך האחסון הדמיה ללא איתות חמור והברורה טיפות (למשל, סליל ראשי).
3. בעת תכנון ה MRI סריקות במסוף MRI, ודא כי תיבת פנטום, כולל קצת אוויר בקצוות של התיבה, בתוך האחסון הדמיה.
4. לאחר מכן, לבצע את ה-mri.

3. תמונה ניתוח ועיבוד שלאחר

1. לייצא את התמונות ללא אובדן של איכות (למשל, על ידי דחיסה) מהמסוף MRI (למשל, באמצעות תבנית DICOM). לייבא את התמונות ב- MRI עיבוד דפוס תוכנה המאפשר להנחה האזור של האינטרסים (ROI), הערכת עוצמות האות ROI של פילוח המבוסס על הסף, על כימות של אמצעי האחסון פילוח (ראה טבלה של חומרים).
2. להגדיר את הסף עבור חפצים ההערמות ולבדוק עבור התפלגות אות הומוגנית בתוך האחסון הדמיה, במקום קווים מאונכים אחד לשני והוא הסמוכים לגבול החיצוני של החפץ גלוי על הפרוסה עם (גודל החפץ המרבי איור 1 א').
   הערה: בכביש מספר חפצים הם חפצים הזחה, הצגת עם אזורים עם עוצמות האות גבוה באופן מלאכותי. הם מתרחשים הכיוון פרוסה וכיוון הבדיקה.
   1. מקום רקע ROI (רועי_רקע) עם 10 מ מ קוטר בחוץ כל אחד נקודות החיתוך ארבע (איור 1 א'). מקם את הקווים ואת האזורים רקע אינטרסים באמצעות עורך פילוח.
   2. למדוד את עוצמת האות אומר ואת סטיית התקן (SD) של כל voxels בתוך ערכים אלה-רועי_רקע 4 ועבור כל רועי_רקע בנפרד. השתמש בכלי הסטטיסטיקה חומר בתצוגה הפרוייקט.
   3. ודא כי עוצמת האות מתכוון לכל רועי_רקע בטווח של ± 1.5 SD של האות הממוצע של כל אחד עמיתיהם 3 האחרים כדי להבטיח התפלגות אות הומוגנית.
   4. לחשב את הסף עבור בכביש מספר חפצים על-ידי הוספת SD של רועי 3_רקע עוצמת האות הממוצע של כל voxels של ערכים אלה-רועי_רקע 4. לבצע פילוח המבוסס על סף אוטומטי של בכביש מספר חפצים על-ידי בחירת כל voxels עם עוצמות האות גדולה יותר הסף סמוך אותות לחפץ הפסד כל פרוסה. השתמש בכלי מיסוך של העורך פילוח כדי להמחיש את טווח עוצמת אות מוגדרים מראש ולהגביל את פילוח אליו.
3. כדי להגדיר את הסף עבור האות אובדן חפצים, למקם 4 אזורים תיירותיים (ROIs) באזורים המכילות אוויר (רועי_אוויר; כל 10 מ מ קוטר) בפינות של תיבת פנטום, למדוד את עוצמת האות רשע ו- SD של כל voxels בתוך אלה רועי 4 _אוויר כפי שמתואר בשלב 3.2, באמצעות את פילוח עורך וסטטיסטיקה "חומר", בהתאמה.
   הערה: אות נוכח אובדן חפצים עם voxels יש עוצמות מלאכותית אות נמוכה. הם נגרמים על ידי חפצים dephasing ותזוזה.
   1. הצב רועי הליבה של החפץ אובדן אות (רועי_הליבה) שהוגדרו על-ידי האזור המחובר הגדול של עוצמות אות נמוכה (איור 1 א'). להגדיל את הגודל של רועי_הליבה באופן ידני עד גודל אפשרי הגדול ביותר בתוך החפץ אובדן האות אשר עוצמת האות הממוצע הוא נמוך יותר מאשר הממוצע רועי_אוויר + 3 x של הגרמנים בהתאמה. לבסוף, למדוד את עוצמת האות רשע ו- SD של רועי_הליבה.
   2. לחשב את הסף עוצמת אות על אות אובדן חפצים על-ידי הוספת 3 SD של רועי_הליבה כדי הממוצע של רועי_הליבה. לבצע פילוח המבוסס על סף אוטומטי של אותות אובדן חפצים על-ידי בחירת כל voxels מחובר רועי_ליבה עם עוצמות האות מתחת לסף.
   3. השתמש בכלי מיסוך של העורך פילוח כדי להמחיש את טווח עוצמת אות מוגדרים מראש ולהגביל את פילוח אליו. במידת האפשר, השתמש בפונקציה "מילוי" בברז "בחירה" של העורך פילוח כדי לכלול כל voxels בתוך פילוח עדיין לא נבחרו. אם רלוונטי, להוסיף ידנית את החפצים אובדן אות חד-משמעית נוספים אל פילוח.
4. להחסיר את אמצעי האחסון הפיזי השתל מאמצעי האחסון החפץ מחושב כדי לקבל את העוצמה האמיתית החפץ. חזור על הניתוח לפחות 3 x. מרווח זמן לפחות שבועיים צריך להפריד את קריאות מרובות כדי לא לכלול דעה קדומה למידה.

תוצאות

עם הפרוטוקול הנ ל, הערכנו את עוצמת החפץ 2 שתלים שונים של כתרים שונים התומכים טיטניום (T; ראה הטבלה של חומרים) [פורצלן התמזגו-אל-מתכת לא חשובים סגסוגת (CCT-T) ו מונוליטי זרקוניה (Z-T); איור 1b ו- 1 c]. המדגם סי טי-טי מייצג קומפוזיציה גשמי פאראמגנטיים מ...

Discussion

מספר החולים עם מתכתי שתלים, מספר בדיקות MRI כיום גוברת^1,2,3. בעבר, היו בדיקות MRI נמנע לאחר החלפות מפרקים. היום, לעומת זאת, MRI לא נדרשת רק הדמיה לחולים כאלה אך צריך גם לאפשר על ההערכה של סיבוכים סמוכים ישירות שכיחיםהחלפת משותפת. לפיכך, MRI בטיחות, MRI...

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
Aqua B. Braun Ecotainer	B. Braun Melsungen AG, Melsungen, Germany
Semisynthetic fat: Witepsol W25	Caelo Caesar & Loretz GmbH, Hilder, Germany	4051
Macrogol-8-stearate	Caelo Caesar & Loretz GmbH, Hilder, Germany	3023
Plastic box: not specified
Implants: Nobel Replace	Nobel Biocare, Zürich, Switzerland
Water bath Haake S5P	Thermo Scientific, Waltham, MA, USA
Measuring cylinder Blaubrand Eterna, Class A, Boro 3.3	BRAND GmbH + Co Kg, Wertheim, Germany	32708
Coil: Variety	Noras MRI products GmbH, Höchberg, Germany
MRI: Magnetom Trio	Siemens Healthcare GmbH, Erlangen, Germany
Postprocesing software: Amira 6.4	Thermo Scientific, Waltham, MA, USA