自由呼吸法による肺構造MRIの自己依存性超短エコータイムイメージング

要約

超短エコー時間(UTE)磁気共鳴画像法(MRI)を使用して肺の高解像度構造画像を生成するためのプロトコルが説明されています。このプロトコルでは、自由呼吸中に単純なMRIパルスシーケンスを使用して画像を取得できます。

要約

肺の高品質なMRIは、組織密度が低く、MRI信号の弛緩が速く、呼吸や心臓の動きが課題となっています。これらの理由から、肺の構造イメージングは、ほぼ独占的にコンピューター断層撮影(CT)を使用して行われます。しかし、CTイメージングは電離放射線を照射するため、特定の脆弱な集団(小児科など)や研究用途にはあまり適していません。その代替案として、超短エコー時間(UTE)を用いたMRIが注目されています。この技術は、5~10分のスキャンの過程で自由呼吸中に実行できます。呼吸運動情報は画像と一緒にエンコードされます。この情報は、画像を「セルフゲート」するために使用できます。したがって、セルフゲーティングにより、高度なMRIパルスシーケンスプログラミングや呼吸ベローズの使用が不要になり、画像取得が簡素化されます。このプロトコルでは、肺の高品質UTE MRIを取得するための、シンプルで堅牢で計算効率の高い取得および再構成方法が提示されます。このプロトコルは、3T MRIスキャナーで使用するために開発されましたが、同じ原理を低い磁場強度で実装できます。このプロトコルには、3DラジアルUTE画像取得の推奨パラメータ設定と、異なる呼吸相での画像を生成するためのセルフゲート画像再構成の指示が含まれています。このプロトコルの実装により、ユーザーは、運動アーチファクトを最小限に抑えたり、最小限に抑えたりすることなく、肺の高解像度UTE画像を生成できます。これらの画像は、肺の構造を評価するために使用でき、さまざまな肺の状態における研究用途に実装することができます。

概要

肺構造の高解像度イメージングは、多くの肺疾患の診断精密検査の重要な部分です。通常、これはコンピュータ断層撮影(CT)イメージングを使用して行われ、これは肺の高解像度画像を生成するのに理想的です¹。しかし、CTイメージングは微量ではない量の電離放射線を照射するため、定期的なリピートイメージング、複数の異なる呼吸相でのイメージング、または特定の集団(小児科など)のイメージングには適していません。磁気共鳴画像法(MRI)は、電離放射線のリスクがそれほど高くないため、このようなイメージングタスクに適しています。しかし、組織密度が低く、呼吸と心臓の動きがあり、信号の緩和が非常に速いため、MRIを使用して肺を画像化することは困難です^2,3,4。

これらの課題を軽減できる MRI 技術の 1 つが、超短エコー時間 (UTE) MRI ^4,5,6 です。UTE MRIでは、MRI信号は信号励起の直後にサンプリ....

プロトコル

すべてのヒト被験者イメージングは、KUMC IRBの承認を得て実施されました。書面によるインフォームドコンセントは、すべての参加者から得られました。この研究の画像は、一般的な技術開発プロトコルの下で取得され、包含/除外基準は意図的に広範でした。包含基準: 18≥歳。除外基準: MRI スクリーニング質問票への回答に基づく MRI 禁忌、および妊娠。この研究に使用した付属品と機器は、 資料の表に記載されています。

1. UTE画像取得

1. イメージングシーケンスを準備します。イメージングシーケンスを 1 回準備し、この同じシーケンスをすべての参加者に使用します。
   1. 表1に従ってパラメータを設定します。
   2. MRIファントムをMRIの中心に置き、イメージングシーケンスを実行します。
      注:このシーケンスには高速グラジエント性能と多くのRFパルスが必要なため、人間でテストする前にプロトコルセットアップを実行できることを確認することが重要です。
2. 参加者をMRIの準備をします。機関標準の MRI 安全性スクリーニングを使用して、参加者が安全に MRI に参加できることを確認します。
3. 参加者をMRIベッドに置....

ディスカッション

肺のUTEイメージングを行う場合、取得と再構成の両方の多くのバリエーションを使用して、肺の画像を生成できます。このプロトコルは、実装の容易さと計算効率に重点を置いています。3DラジアルUTEを使用したイメージングは比較的簡単で、イメージングシーケンスは通常、主要なMRIベンダーから入手可能です。MATLABベースのツールは、データ処理とセルフゲーテ?.......

資料

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