Поиск и устранение неисправностей и обеспечение качества гиперполяризованной ксеноновой магнитно-резонансной томографии: инструменты для получения высококачественных изображений

Резюме

Здесь мы представляем протокол получения высококачественных гиперполяризованных изображений магнитного резонанса ксенона-129, охватывающий аппаратное и программное обеспечение, сбор данных, выбор последовательности, управление данными, использование k-пространства и анализ шума.

Аннотация

Гиперполяризованная (HP) ксеноновая магнитно-резонансная томография (МРТ ¹²⁹Xe) — это недавно одобренный Федеральным управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA) метод визуализации, который позволяет получать изображения высокого разрешения вдыхаемого ксенона газа для исследования функции легких. Тем не менее, внедрение МРТ ¹²⁹Xe представляет собой уникальную задачу, поскольку требует специализированного оборудования и оборудования для гиперполяризации, закупки ксеноновых и программного обеспечения для катушек, разработки и компиляции многоядерных последовательностей МРТ-изображений, а также реконструкции/анализа полученных данных. Без должного опыта эти задачи могут быть сложными, а неспособность получить высококачественные изображения может быть разочаровывающей и дорогостоящей. Здесь мы представляем некоторые протоколы контроля качества (QC), методы устранения неполадок и полезные инструменты для¹²⁹узлов МРТ Xe, которые могут помочь в получении оптимизированных, высококачественных данных и точных результатов. Обсуждение начнется с обзора процесса внедрения МРТ HP ¹²⁹Xe, включая требования к лаборатории гиперполяризатора, комбинацию аппаратного и программного обеспечения для МРТ-катушки ¹²⁹Xe, вопросы сбора данных и последовательности, структуры данных, свойства k-пространства и изображения, а также характеристики измеренного сигнала и шума. В рамках каждого из этих необходимых этапов кроются возможности для ошибок, проблем и неблагоприятных событий, приводящих к низкому качеству изображения или неудачной визуализации, и эта презентация направлена на решение некоторых из наиболее часто встречающихся проблем. В частности, идентификация и характеризация аномальных шумовых паттернов в полученных данных необходимы для того, чтобы избежать артефактов изображения и изображений низкого качества; Будут приведены примеры и обсуждены стратегии смягчения последствий. Мы стремимся упростить процесс внедрения ¹²⁹Xe MRI для новых объектов, предоставляя при этом некоторые рекомендации и стратегии для устранения неполадок в режиме реального времени.

Введение

На протяжении более ста лет оценка функции легких в основном основывалась на глобальных измерениях спирометрии и бодиплетизмографии. Тем не менее, эти традиционные тесты функции легких (ПФТ) ограничены в своей способности выявлять региональные нюансы ранней стадии заболевания и тонкие изменения в легочной ткани¹. Ядерная медицина с ингаляционными радиоиндикаторами широко используется для оценки несоответствий вентиляции/перфузии, обычно связанных с тромбоэмболией легочной артерии, но при этом используется ионизирующее излучение и более низкое разрешение. В отличие от этого, компьютерная томография (КТ) стала золотым стандартом визуализации легк....

протокол

Протокол, изложенный ниже, соответствует руководящим принципам и стандартам, установленным Комитетом по этике исследований на людях Университета Миссури, обеспечивая этичное проведение исследования и защиту прав, безопасности и благополучия участников.

ПРИМЕЧАНИЕ: Для обеспечения надежности и точности гиперполяризационных ксеноновых МРТ-исследований крайне важно выполнять строгую характеристику полученных изображений, следовать комплексному протоколу и использовать эффективные стратегии поиска и устранения неисправностей. Сеанс визуализации включает в себя несколько этапов: гиперполяризация газа, связь катушки ¹²⁹Xe со сканером, ....

Результаты

На рисунке 4 показаны результаты анализа характеристик шума, выполненного при сканировании шума. На графике показано влияние как регулярного, так и нерегулярного шума на k-пространство, где наблюдается отклонение от идеальной опорной линии y=x. Регулярный шум приводит к ?.......

Обсуждение

Способность устранять неполадки ¹²⁹Xe MRI является необходимым навыком и может помочь устранить проблемы в режиме реального времени. До тех пор, пока гиперполяризованная газовая инфраструктура не будет приобретена у одной стороны и не получит поддержку со стороны производителей ск.......

Материалы

Name	Company	Catalog Number	Comments
Polarization measurement station	Polerean	42881	https://polarean.com/
Pressure vessele with plunger valve	Ace glass	8648-85	https://www.aceglass.com/html/3dissues/Pressure_Vessels/offline/download.pdf
Tedlar bag	Jensen inert	GST381S-0707TJO	http://www.jenseninert.com/
Xenon Hyperpolarizer 9820	Polerean	49820	https://polarean.com/
Xenon loop coil	Clinical MR Solutions	Custom device	https://www.sbir.gov/sbc/clinical-mr-solutions-llc
Xenon vest coil	Clinical MR Solutions	Custom device	https://www.sbir.gov/sbc/clinical-mr-solutions-llc