Клинические показания к проведению МРТ с быстрой последовательностью у детских нейрохирургических пациентов, ограничения и препятствия на пути ее применения

Резюме

В этой статье мы представляем протокол для расширения использования магнитно-резонансной томографии с быстрой последовательностью (РС-МРТ) у педиатрических пациентов с заболеваниями позвоночника, черепно-мозговой травмы (ЧМТ) и гидроцефалии, а также документируем ограничения и барьеры на пути к универсальному внедрению.

Аннотация

Протоколы быстрой магнитно-резонансной томографии (МРТ) становятся все более популярными среди педиатрических нейрохирургических пациентов, поскольку они являются отличным способом уменьшить ионизирующее излучение и седативный эффект. Несмотря на то, что их популярность возросла, существуют препятствия, которые необходимо преодолеть при переходе к их клиническому использованию, такие как стоимость, обучение персонала и артефакты движения. В этой статье мы разработали протокол для клинического применения, в котором быстрая МРТ может быть заменой или адъювантом в диагностическом обследовании. Кроме того, мы приводим соответствующую литературу по использованию РС-МРТ при патологиях позвоночника, ЧМТ и гидроцефалии, а также подробно останавливаемся на ограничениях и логистических барьерах при переходе к их использованию, некоторые из которых обсуждались выше. Благодаря этому мы делаем вывод, что РС-МРТ может быть использован в диагностических целях при патологиях позвоночника, таких как сиринкс и гидроцефалия. Кроме того, его недостаточная чувствительность к результатам ЧМТ делает быструю последовательную магнитно-резонансную томографию (РС-МРТ) сильным адъювантом с другими передовыми методами визуализации или компьютерной томографии (КТ) при черепно-мозговых травмах (ЧМТ).

Введение

Исторически сложилось так, что компьютерная томография (КТ) была визуализационным исследованием первой линии во многих сценариях для скрининга и мониторинга неврологической патологии. В популяции педиатрических пациентов многочисленные исследования пропагандируют сокращение компьютерной томографии для снижения лучевой нагрузки. Kessler et al. утверждают, что эффективная доза облучения головной КТ (ТГСК) пропорционально выше у детей младшего возраста, а риск смертности от рака в течение жизни может составлять 0,07%. Лейкозы и злокачественные новообразования головного мозга являются наиболее распространенными патологиями, связанными с повышенным воздействием радиации¹.

Стандартная МРТ, хотя и без облучения, может потребовать седации для уменьшения артефактов движения у педиатрических пациентов. Повторная седация вызывает опасения и может оказывать нейротоксическое воздействие на развивающийся мозг¹. Flick et al. провели крупное когортное исследование, которое показало, что повторное воздействие анестезии в возрасте до 2 лет может с большей вероятностью привести к развитию неспособности к обучению^.

В связи с обеспокоенностью по поводу радиационного облучения и седации при выполнении КТ и МРТ, МРТ с быстрой последовательностью (RS-MRI) все чаще используются в клинических условиях. Ранние РС-МРТ использовались для оценки гидроцефалии. С тех пор появились дополнительные показания к проведению РС-МРТ благодаря короткому времени сканирования, отсутствию ионизирующего излучения и седации, что важно для снижения факторов риска. С помощью этого систематического обзора мы стремимся обсудить клинические применения, в которых РС-МРТ может быть заменена или адъювантом в диагностическом обследовании, а также ограничения и барьеры на пути внедрения.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

протокол

Этот протокол следует руководящим принципам институционального комитета по этике исследований человека Университета Северной Каролины, поскольку он был создан после обзора литературы и не требовал реальных людей. Получены необходимые разрешения от волонтеров и на съемки. Репрезентативные изображения РС-МРТ, использованные в этом исследовании, были обезличены.

ПРИМЕЧАНИЕ: Обзор литературы был проведен с использованием таких ключевых слов, как «быстрая МРТ» и «быстрый мозг». В общей сложности было рассмотрено 15 статей, а протоколы визуализации были извлечены и объединены для создания приведенного ниже протокола.

1. Позиционирование пациента

1. Перед позиционированием пациента убедитесь, что был завершен тщательный анализ противопоказаний к применению МРТ. Скажите пациенту, что противопоказаниями к проведению РС-МРТ в настоящее время являются различные типы металлических имплантатов, таких как сосудистые зажимы, инородные тела, протезы сердечных клапанов и другие виды металлических устройств. Просканируйте пациента с помощью металлоискателя, чтобы убедиться в отсутствии незакрепленных металлических предметов.
2. Пациентам, страдающим тревогой или клаустрофобией, может потребоваться особое внимание к позиционированию пациента для уменьшения обострений этих состояний. Дайте пациентам тревожный звонок с объяснением его использования.
   1. Проконсультируйтесь с членами команды специалистов по детской жизни. Попросите их просмотреть видео с пациентами, чтобы подготовить их к тому, чего ожидать.
3. Некоторые катушки RS-MRI имеют зеркала. Зафиксируйте их, чтобы пациент мог видеть вне сканера МРТ. Обеспечьте точное позиционирование пациента у педиатрических пациентов и выбор правильных катушек для оптимизации изображений RS-MRI.
4. Визуализация черепа
   1. Для проведения МРТ головного мозга расположите пациента в положении лежа на спине и в центре мозговой катушки с наклоном подбородка вверх³. Используйте ориентиры, сенсорные датчики или лазерную маркировку с закрытыми глазами пациента.
   2. Предусмотрите беруши для комфорта и безопасности пациента и иммобилизационные прокладки для уменьшения движения и шума.
5. Визуализация позвоночника
   1. Шейный отдел позвоночника
      1. Положите пациента в положение лежа на спине, выровняв гортань по центру мозговой катушки³. Используйте те же меры безопасности для пациента, что и выше.
   2. Грудной отдел позвоночника
      1. Уложите пациента в положение лежа на спине. Используйте катушку позвоночника и центр катушки позвоночника, чтобы выровнять ее с грудиной³.
   3. Поясничный отдел позвоночника
      1. Расположите пациента в положении лежа на спине. Используйте катушку для позвоночника и выровняйте ее по центру примерно на 5 см выше подвздошных костей³. Используйте вертикальную МРТ, если возникают трудности с получением изображения⁴.
6. Успокаивающие техники
   1. Используйте успокаивающие методы для уменьшения артефактов движения во время РС-МРТ. Попробуйте успокаивающие техники, включая кормление, пеленание и стандартные фиксаторы⁵.
   2. Попросите опекуна помочь с успокаивающими методами. Если опекун недоступен, привлеките опытных сотрудников, таких как специалисты по детской жизни, чтобы попробовать успокаивающие техники.
   3. Всегда пытайтесь использовать консервативные успокаивающие методы до эскалации лечения. Если требуются стандартные удерживающие устройства, проведите тщательный осмотр кожи после снятия для оценки наличия синяков.
7. Успокоение
   1. Если пациент продолжает оставаться безутешным, несмотря на успокаивающие методики, обратитесь к анестезиологу за рекомендациями по седативному препарату и дозировке. Получите согласие опекуна на эскалацию опеки.

2. Оценка позвоночника

1. Следующие рекомендации по протоколу RS-МРТ фиксируют последовательности для рутинного выявления и оценки патологий позвоночника. Выполните эти последовательности с помощью сканера 1,5 Тесла (Тл) или 3 Тл⁶.
   1. Проверьте репрезентативные параметры, такие как размер матрицы, поле зрения (FoV), время повторения (TR) и время эха (TE). Следуйте параметрам учреждения или параметрам, перечисленным ниже.
2. Отрегулируйте поле зрения всего ряда позвоночников на одно или отдельное (шейно-верхнегрудное, нижнегрудное-поясничное/крестцовое). Рассчитывайте корректировки на основе габитуса тела пациента.
3. Оценка Syrinx
   1. С помощью программного обеспечения NUMARIS/4 выберите вкладку «Пациент » в левом верхнем углу. В раскрывающемся меню выберите «Браузер пациента».
   2. На отдельном экране отобразится список опций. В этом списке выберите Планировщик. Нажмите один раз на имя пациента, а затем кнопку «Регистрация» в нижней половине экрана.
   3. На отдельном экране будут отображаться Имя пациента, Дата рождения, Рост и Вес. Проверьте эти параметры, чтобы убедиться в их правильности.
   4. В разделе «Положение пациента» выберите «Голова вперед — лежа на спине». На том же экране в разделе Изучение выберите протокол оценки без седации Syrinx/Tethered Cord .
   5. В начале исследования визуализации убедитесь, что последовательность локализатора работает. Эта последовательность определяет направленность исследования. Проведите эту последовательность 2-3 раза в случаях с позвоночником.
   6. Затем выполните выбранные Т2 взвешенные полуфурье-захват с одномоментным турбоспиновым эхом (HASTE) аксиальной и сагиттальной последовательностями.
      1. Следуйте приведенному здесь протоколу визуализации: толщина среза 3,0 мм, FoV 240 мм, TE 82 мс, TR 1500 мс.
   7. После исследования повторите шаг 2.3.1. На отдельном экране выберите «Локальная база данных».
   8. Выберите имя пациента и завершите исследование. Нажмите «Перенести» в левом верхнем углу, а затем «Перевести в PACS».
   9. Сообщите команде поддержки о завершении исследования и выведите пациента из кабинета МРТ. После того, как пациента безопасно извлекут, воссоедините его с опекуном.
4. Другие патологии позвоночника
   1. При появлении клинических показаний или подозрении на патологию пуповины добавьте последовательность T2 Short-Ti Inversion Recovery (STIR). Включите эту последовательность в приведенный выше протокол, повторив шаг 2.3.1.
   2. Выберите последовательность ______- SPINE WO . Выберите последовательность, относящуюся к той части позвоночника, которая визуализируется (т. е. C-SPINE WO).
   3. В списке дополнительных последовательностей, которые заполняются в правом столбце, выберите последовательность STIR. Соблюдайте следующие параметры протокола: толщина слика 3,0 мм, FoV 280 мм, TE 58,0 мс, TR 4000 мс.
      1. Следует отметить, что STIR сводит на нет жировую ткань, что способствует различению тканей. STIR имеет лучшую чувствительность к патологиям спинного мозга, чем HASTE, что более полезно для спинномозговой жидкости и дифференцировки спинного мозга.
   4. Повторите шаги 2.3.7-2.3.8 для передачи дополнительных изображений для интерпретации рентгенологом.

3. Оценка черепно-мозговой травмы

1. Выполните рекомендуемый протокол с помощью сканера 1,5 Тл или 3 Тл. Выберите сканеры из списка, приведенного в таблице 1.
2. Убедитесь, что последовательности черепно-мозговой травмы (ЧМТ) включают, помимо прочего, восстановление осевой жидкости с ослабленной инверсией (FLAIR), последовательности аксиального градиентного эха (GRE), аксиальную диффузионно-взвешенную визуализацию (DWI) — одномоментное турбоспиновое эхо, а также аксиальное и корональное ускорение.
3. Имейте в виду, что могут существовать незначительные вариации в TE, TR, размере матрицы и поле зрения. Следуйте протоколам визуализации учреждения или параметрам, перечисленным ниже.
   1. Следует отметить: последовательности T2 GRE и T2 HASTE, скорее всего, указывают на травматическую патологию.
4. Кровоизлияние
   1. Выполните шаги 2.3.1-2.3.3, чтобы выбрать пациента для исследования. После выбора положения пациента «Голова вперед лежа» в разделе «Исследование» выберите «НЕЙРОМОЗГ».
   2. Появится дополнительный список протоколов, и из него выберите PEDS TRAUMA. Просмотрите этот список и убедитесь, что он содержит последовательности, перечисленные выше на шаге 3.2.
   3. При подозрении на кровоизлияние убедитесь, что рентгенолог интерпретирует снимки GRE. Используйте следующие параметры для получения наилучшего качества изображения GRE: толщина среза 4,0 мм, FoV 230 мм, TE 2,46 мс, TR 240 мс.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Эта последовательность отличается более высокой выявляемостью экстрааксиального кровоизлияния по сравнению с компьютерной томографией.
   4. Повторите шаги 2.3.7-2.3.8 для передачи дополнительных изображений для интерпретации рентгенологом.
5. Диффузное повреждение аксонов
   1. В дополнение к последовательности GRE добавьте дополнительное взвешенное изображение осевой восприимчивости (SWI) к оценке диффузного аксонального повреждения.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Изображения ИСО более чувствительны, чем GRE, с точки зрения объема и количества обнаруженных геморрагических поражений.
   2. Повторите шаги 3.4.1-3.4.2. Используйте следующие параметры для получения наилучшего качества изображения SWI: толщина среза 3,0 мм, FoV 220 мм, TE 20 мс, TR 27 мс.
   3. Визуализация SWI может привести к увеличению времени сбора данных по сравнению с GRE и, следовательно, с большей вероятностью будет ухудшаться из-за артефактов движения. Ознакомьтесь с приведенными выше методами успокоения, которые помогут уменьшить артефакты движения.
6. Переломы черепа
   1. При подозрении на переломы черепа вышеуказанные последовательности имеют небольшую чувствительность. Добавьте последовательность МРТ «черная кость» к приведенному выше протоколу.
   2. Выберите последовательность черных костей, вернувшись на вкладку «Браузер пациента ». В этой вкладке выберите протокол Neuro Brain .
   3. В списке дополнительных протоколов, отображаемом слева, выберите PEDS Trauma , а затем последовательность Black Bone .
   4. Последовательность черной кости представляет собой последовательность GRE с более короткими TE и TR и оптимальным углом поворота для дифференциации мягких тканей и кости. Выберите следующие протоколы визуализации ^1,7: TE 4,20 мс, TR 8,60 мс и угол поворота 5° на вкладке Routine на экране свойств исследования.
   5. КТ головы является золотым стандартом для оценки переломов черепа, как показано на рисунке 1. Обсудите риски и преимущества с опекунами и определите наиболее подходящий курс. Если пациент завершил обследование скелета при обследовании ЧМТ, изучите рентгенограмму черепа перед началом КТ головы.

4. Оценка гидроцефалии и шунта

1. Выполните протокол на 1,5 Тл или 3 Тл. Просмотрите последовательности с помощью стандартного коммерчески доступного оборудования и программного обеспечения.
2. Оценка гидроцефалии
   1. Выполните шаги 2.3.1-2.3.3, чтобы выбрать пациента для исследования. После выбора положения пациента в положении «Голова вперед на спине» в разделе «Изучение» выберите «Нейромозг».
   2. Будет добавлен дополнительный список протоколов. В этом списке выберите «Быстрая последовательность».
   3. Начните исследование с последовательности локализатора с именем AAHScout. Убедитесь, что эта последовательность локализаторов автоматически начинается с начала исследования.
   4. Для оценки гидроцефалии используйте TurboFLASH T1-взвешенную последовательность и взвешенную последовательность HASTE T2. Последовательность TurboFLASH представляет собой модифицированную последовательность GRE с более короткими TE, TR и углами поворота.
      1. Для HASTE T2, выполненного на 1,5 Тл, используйте следующие рекомендуемые параметры⁸: время повторения (TR) 744 мс, время эхо-сигнала 104 мс, угол поворота 150°, поле зрения 230 мм, матрица 256 × 156, количество захватов 1, толщина среза 4 мм с пропуском 1 мм и коэффициент I-PAT 2.
      2. Для HASTE T2, выполняемого на 3 Тл, используйте следующие рекомендуемые параметры⁸: 3-Тесла: TR 358 мс, время эхо-сигнала 90 мс, угол поворота 150°, поле зрения 220 мм, матрица 256 × 156, количество захватов 1, толщина среза 4 мм с пропуском 1 мм и коэффициент I-PAT 2.
         ПРИМЕЧАНИЕ: Изображения веса HASTE T2 обеспечивают наилучшее качество визуализации для оценки желудочков. Если установлен катетер, взвешенные изображения TurboFLASH T1 лучше подходят для визуализации катетера.
   5. Используйте следующие протоколы визуализации для взвешенной последовательности TurboFLASH T1: толщина среза 4,0 мм, FoV 230 мм, TE 2,46 мс, TR 240 мс. Просмотрев вкладку «Экзамен» слева, убедитесь, что обе последовательности находятся в трех плоскостях — осиальной, сагиттальной и корональной. Мультипланарная визуализация обеспечивает лучшую визуализацию катетера по сравнению с унипланарной визуализацией.
   6. Перенос изображений осуществляется с помощью шагов 2.3.7-2.3.8.
3. Оценка шунта
   1. Следуйте приведенному выше протоколу для оценки гидроцефалии. Повторяйте последовательность визуализации до тех пор, пока не будет получена четкая визуализация катетера шунтирования.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Краткое изложение рекомендуемых последовательностей можно найти ниже в таблице 1. В него включены только высокопроизводительные последовательности.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Результаты

Оценка позвоночника
Ryan et al. провели проспективное исследование для определения целесообразности быстрой МРТ позвоночника при оценке сиринкса у педиатрических пациентов. Пациентам с известными или подозреваемыми мальформациями сиринкса или мальформации...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Обсуждение

РС-МРТ предлагает альтернативный инструмент визуализационной диагностики у педиатрических пациентов. РС-МРТ использует взвешенные Т2 последовательности для визуализации черепных и спинномозговых патологий, с более быстрым временем сканирования, чем традиционные ?...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Материалы

Name	Company	Catalog Number	Comments
Alarm bell	Siemens	https://www.siemens.com/global/en/products/buildings/fire-safety/evacuation/notification-ul.html
Brain and spine coils	Siemens	https://www.siemens-healthineers.com/magnetic-resonance-imaging
Consent form to be filled out by parents or guardian	Local Health System	N/A
Ear plugs	3M Classic Ear Plugs	https://www.3m.com/3M/en_US/p/?Ntt=classic+ear+plugs
Ferroguard Metal Detector	Metrasens	https://www.metrasens.com/solution/ferroguard-assure/
Immobilization restraints	Siemens	https://www.siemens-healthineers.com/magnetic-resonance-imaging
Landmarkers, laser markers, or touch sensors	Siemens	https://www.siemens-healthineers.com/magnetic-resonance-imaging
MR power cut-off	Siemens	https://www.siemens-healthineers.com/magnetic-resonance-imaging
MR quench button	Siemens	https://www.siemens-healthineers.com/magnetic-resonance-imaging
MRI scanner	Magnetom Avanto	https://www.siemens-healthineers.com/en-us/magnetic-resonance-imaging/0-35-to-1-5t-mri-scanner/magnetom-avanto	Other brands: Discovery 750, HDXT Signa scanners, GE Healthcare, , Aera and Skyra, Siemens, Erlangen, and Germany
Radiologic technologist	Local Health System	N/A
Radiologist	Local Health System	N/A
Standard MRI hardware and software	NUMARIS	Version 4
Support pads and pillows	Medline	www.medline.com	Alternative: Quality electrodynamics