Количественная оценка кровотока плода человека с помощью магнитно-резонансной томографии и компенсации движения

Резюме

Здесь мы представляем протокол быстрого измерения кровотока плода с помощью МРТ и ретроспективного выполнения коррекции движения и сердечного тара.

Аннотация

Магнитно-резонансная томография (МРТ) является важным инструментом для клинической оценки сердечно-сосудистой морфологии и функции сердца. Это также признанный стандарт медицинской помощи для количественной оценки кровотока на основе фазовой контрастной МРТ. Хотя такое измерение кровотока было возможно у взрослых в течение десятилетий, методы расширения этой способности на кровоток плода были разработаны только недавно.

Количественная оценка кровотока плода в основных сосудах важна для мониторинга патологий плода, таких как врожденные пороки сердца (ИБС) и ограничение роста плода (FGR). ИБС вызывает изменения в сердечной структуре и сосудистой системе, которые изменяют ход крови у плода. В FGR путь кровотока изменяется через расширение шунтов таким образом, что насыщенное кислородом кровоснабжение мозга увеличивается. Количественная оценка кровотока позволяет оценить тяжесть патологии плода, что, в свою очередь, позволяет адекватно вести внутриутробную болезнь пациентов и планировать послеродовой уход.

Основные проблемы применения фазовой контрастной МРТ к плоду человека включают небольшой размер кровеносных сосудов, высокую частоту сердечных сокращений плода, потенциальное повреждение данных МРТ из-за материнского дыхания, непредсказуемые движения плода и отсутствие традиционных методов сердечного контроля для синхронизации сбора данных. Здесь мы описываем последние технические разработки из нашей лаборатории, которые позволили количественно оценить кровоток плода с помощью фазово-контрастной МРТ, включая достижения в ускоренной визуализации, компенсации движения и сердечной рвоте.

Введение

Комплексная оценка кровообращения плода необходима для мониторинга патологий плода, таких как ограничение роста плода (ФГР) и врожденные пороки сердца (ИБС)^1,2,3. Внутриутробно ведение пациентки и планирование послеродового ухода зависят от тяжести патологии плода 4,5,6,7. Недавно была продемонстрирована возможность количественной оценки кровотока плода с помощью МРТ и ее применения при оценке патологий плода ^3,8,9....

протокол

Все МРТ-сканирования были выполнены с информированного согласия добровольцев в рамках исследования, одобренного нашим институциональным советом по этике исследований.

ПРИМЕЧАНИЕ: Методы, описанные ниже, были использованы на системе МРТ 3T. Сбор осуществляется с использованием радиально-фазовой контрастной последовательности МРТ. Эта последовательность была подготовлена путем изменения траектории считывания (для достижения звездчатого рисунка) декартовой фазовой контрастной МРТ производителя. Протоколы последовательности и образцов доступны по запросу через нашу платформу обмена C²P. Все реконструкции в этой работе были выполнены ....

Результаты

В целом, фазовые МРТ-исследования потока нацелены на шесть основных сосудов плода: нисходящую аорту, восходящую аорту, главную легочную артерию, артериальный проток, верхнюю полую вену и пупочную вену. Эти сосуды представляют интерес для клинициста, поскольку они часто участвуют в ИБС ?.......

Обсуждение

Этот метод позволяет неинвазивно измерять кровоток в крупных сосудах плода человека и позволяет проводить ретроспективную коррекцию движения и сердечные меры с использованием методов итеративной реконструкции. Количественная оценка кровотока плода была выполнена.......

Материалы

Name	Company	Catalog Number	Comments
elastix	Image Sciences Institute, University Medical Center Utrecht		Image registration software
Geforce GTX 960	Nvidia	04G-P4-3967-KR
gpuNUFFT	CAI²R		Non-uniform fast Fourier transform
MAGNETOM Prisma	Siemens	10849583
MATLAB	MathWorks
Radial Phase Contrast MRI sequence			Trajectory modification of manufacturer's Cartesian Phase Contrast sequence
Segment	Medvisio		Data analysis
VENGEANCE	Corsair	LPX DDR4-2666