Структурная МРТ легких с использованием визуализации со свободным дыханием, самостробированием и ультракоротким эхо-временем

Резюме

Описан протокол создания структурных изображений легких с высоким разрешением с использованием магнитно-резонансной томографии (МРТ) с ультракоротким эхо-временем (UTE). Этот протокол позволяет получать изображения с помощью простой последовательности импульсов МРТ во время свободного дыхания.

Аннотация

Высокое качество МРТ легких осложняется низкой плотностью тканей, быстрым ослаблением сигнала МРТ, а также дыхательной и сердечной моторизацией. По этим причинам структурная визуализация легких выполняется почти исключительно с помощью компьютерной томографии (КТ). Тем не менее, компьютерная томография обеспечивает ионизирующее излучение и, таким образом, менее подходит для определенных уязвимых групп населения (например, педиатрии) или для исследовательских целей. В качестве альтернативы вызывает интерес МРТ с использованием ультракороткого времени эха (UTE). Эта техника может быть выполнена во время свободного дыхания в течение ~5-10 минут сканирования. Информация о движении дыхания кодируется вместе с изображениями; Эта информация может быть использована для «самозагрузки» изображений. Таким образом, самостробирование устраняет необходимость в расширенном программировании последовательности импульсов МРТ или использовании дыхательных сильфонов, что упрощает получение изображений. В этом протоколе представлены простые, надежные и вычислительно эффективные методы сбора и реконструкции для получения высококачественной МРТ легких UTE. Этот протокол был разработан для использования на 3T MRI сканере, но те же принципы могут быть реализованы и при более низкой напряженности магнитного поля. Протокол включает в себя рекомендуемые настройки параметров для получения 3D-радиальных изображений UTE, а также указания для самостробированной реконструкции изображений для получения изображений в отдельных фазах дыхания. Благодаря реализации этого протокола пользователи могут создавать изображения легких с высоким разрешением с минимальными или минимальными или отсутствующими артефактами движения. Эти изображения могут быть использованы для оценки структуры легких, что может быть использовано для исследовательского использования при различных легочных заболеваниях.

Введение

Визуализация структуры легких с высоким разрешением является важной частью диагностических обследований при многих легочных заболеваниях. Как правило, это выполняется с помощью компьютерной томографии (КТ), которая идеально подходит для получения изображений легких с высоким разрешением¹. Тем не менее, компьютерная томография обеспечивает нетривиальную дозу ионизирующего излучения, что делает ее плохо подходящей для регулярной повторной визуализации, визуализации нескольких различных фаз дыхания или визуализации определенных групп населения (например, педиатрии). Магнитно-резонансная томография (МРТ) не несет в....

протокол

Вся визуализация человека была выполнена с одобрения KUMC IRB. Письменное информированное согласие было получено от всех участников. Изображения в этом исследовании были получены в соответствии с общим протоколом технической разработки, а критерии включения/исключения были намеренно широкими. Критерии включения: возраст ≥ 18 лет. Критерии исключения: МРТ противопоказано на основании ответов на скрининговый опросник МРТ и беременность. Аксессуары и оборудование, использованные для этого исследования, перечислены в Таблице материалов.

1. Получение изображений с помощью UTE

....

Результаты

Репрезентативные результаты (рис. 3) были получены с использованием настроек, показанных в таблице 1. Используемая продолжительность визуализации обеспечивает высокое качество изображений, которое воспринимается большинством участников.

.......

Обсуждение

При выполнении визуализации легких с помощью UTE можно использовать множество вариантов как получения, так и реконструкции для получения изображений легких. Этот протокол ориентирован на простоту реализации и вычислительную эффективность. Визуализация с помощью 3D rad.......

Материалы

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