Name: protocol for the evaluation of mri artifacts caused by metal implants to assess the suitability of implants and the vulnerability of pulse sequences
Uploaded: 2018-05-17T14:00:00
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Die Autoren möchten Stefanie Sauer, Apotheker in der Abteilung der Apotheke Universitätsklinikum Heidelberg, für ihre Verdienste um das MRI Phantom bedanken. Darüber hinaus möchten wir NORAS MRI Produkte GmbH (Höchberg, Deutschland) und vor allem Daniel Gareis danken für die Bereitstellung eines Prototyps der 16-Kanal-Mehrzweck-Spule. Darüber hinaus sind wir dankbar für die angenehme Zusammenarbeit mit SIEMENS Healthcare GmbH (Erlangen, Deutschland) und vor allem Mathias Nittka für ihre Unterstützung im Sequenz-Setup.

(1) Phantom Vorbereitung
<ol><li>Bestimmen Sie die Implantat-Volumen (z. B.mithilfe der Wasser-Verdrängung-Methode). Hinweis: Das Volumen der CCT-T-Probe und der Z-T-Probe gemessen 0,65 mL und 0,73 mL, beziehungsweise.</li>
	<li>Befestigen Sie die Implantatposition in der Mitte ein nicht-ferromagnetische, Kunststoff, wasserdichte Box mit einem dünnen Faden. Verwenden Sie einen Karton, der größer ist als die erwarteten MRI-Artefakte. Hinweis: Wenn keine groben Schätzungen der Artefakt Bände des Impl...

<ol>
	<li>Matsumoto, M., Koike, S., Kashima, S., Awai, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Geographic+distribution+of+CT,+MRI+and+PET+devices+in+Japan:+a+longitudinal+analysis+based+on+national+census+data.">Geographic distribution of CT, MRI and PET devices in Japan: a longitudinal analysis based on national census data.</a> PLoS ONE. 10 (5), (2015).</li><li>Cram, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Total+knee+arthroplasty+volume,+utilization,+and+outcomes+among+medicare+beneficiaries.">Total knee arthroplasty volume, utilization, and outcomes among medicare beneficiaries.</a> JAMA. 308 (12), 1227-1236 (1991).</li><li>Jordan, R. A., Micheelis, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> F&#252;nfte Deutsche Mundgesundheitsstudie (DMS V). , (2016).</li><li>Steiner, C., Andrews, R., Barrett, M., Weiss, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> HCUP projections mobility/orthopedic procedures 2003 to 2012. , (2012).</li><li>Kremers, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Prevalence+of+total+hip+and+knee+replacement+in+the+United+States.">Prevalence of total hip and knee replacement in the United States.</a> The Journal of Bone and Joint Surgery. 97 (17), 1386-1397 (2015).</li><li>Schenck, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+role+of+magnetic+susceptibility+in+magnetic+resonance+imaging:+MRI+magnetic+compatibility+of+the+first+and+second+kinds.">The role of magnetic susceptibility in magnetic resonance imaging: MRI magnetic compatibility of the first and second kinds.</a> Medical Physics. 23 (6), 815-850 (1996).</li><li>Filli, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Material-dependent+implant+artifact+reduction+using+SEMAC-VAT+and+MAVRIC:+a+prospective+MRI+phantom+study.">Material-dependent implant artifact reduction using SEMAC-VAT and MAVRIC: a prospective MRI phantom study.</a> Investigative Radiology. 52 (6), 381 (2017).</li><li>Klinke, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Artifacts+in+magnetic+resonance+imaging+and+computed+tomography+caused+by+dental+materials.">Artifacts in magnetic resonance imaging and computed tomography caused by dental materials.</a> PloS ONE. 7 (2), (2012).</li><li>Lee, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Usefulness+of+IDEAL+T2-weighted+FSE+and+SPGR+imaging+in+reducing+metallic+artifacts+in+the+postoperative+ankles+with+metallic+hardware.">Usefulness of IDEAL T2-weighted FSE and SPGR imaging in reducing metallic artifacts in the postoperative ankles with metallic hardware.</a> Skeletal Radiology. 42 (2), 239-247 (2013).</li><li>Zho, S. -. Y., Kim, M. -. O., Lee, K. -. W., Kim, D. -. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Artifact+reduction+from+metallic+dental+materials+in+T1-weighted+spin-echo+imaging+at+3.0+tesla.">Artifact reduction from metallic dental materials in T1-weighted spin-echo imaging at 3.0 tesla.</a> Journal of Magnetic Resonance Imaging. 37 (2), 471-478 (2013).</li><li>Fritz, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Compressed+sensing+SEMAC:+8-fold+accelerated+high+resolution+metal+artifact+reduction+MRI+of+Cobalt-Chromium+knee+arthroplasty+implants.">Compressed sensing SEMAC: 8-fold accelerated high resolution metal artifact reduction MRI of Cobalt-Chromium knee arthroplasty implants.</a> Investigative Radiology. 51 (10), 666 (2016).</li><li>Aguiar, M., Marques, A., Carvalho, A., Cavalcanti, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Accuracy+of+magnetic+resonance+imaging+compared+with+computed+tomography+for+implant+planning.">Accuracy of magnetic resonance imaging compared with computed tomography for implant planning.</a> Clinical Oral Implants Research. 19 (4), 362-365 (2008).</li><li>Talbot, B. S., Weinberg, E. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=MR+imaging+with+metal-suppression+sequences+for+evaluation+of+total+joint+arthroplasty.">MR imaging with metal-suppression sequences for evaluation of total joint arthroplasty.</a> RadioGraphics. 36 (1), 209-225 (2015).</li><li>Ai, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=SEMAC-VAT+and+MSVAT-SPACE+sequence+strategies+for+metal+artifact+reduction+in+1.5T+magnetic+resonance+imaging.">SEMAC-VAT and MSVAT-SPACE sequence strategies for metal artifact reduction in 1.5T magnetic resonance imaging.</a> Investigative Radiology. 47 (5), 267-276 (2012).</li><li>Smeets, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Artefacts+in+multimodal+imaging+of+titanium,+zirconium+and+binary+titanium-zirconium+alloy+dental+implants:+an+in+vitro+study.">Artefacts in multimodal imaging of titanium, zirconium and binary titanium-zirconium alloy dental implants: an in vitro study.</a> Dento Maxillo Facial Radiology. 46 (2), 20160267 (2016).</li><li>Nawabi, D. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=MRI+predicts+ALVAL+and+tissue+damage+in+metal-on-metal+hip+arthroplasty.">MRI predicts ALVAL and tissue damage in metal-on-metal hip arthroplasty.</a> Clinical Orthopaedics and Related Research. 472 (2), 471-481 (2014).</li><li>Cooper, H. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Early+reactive+synovitis+and+osteolysis+after+total+hip+arthroplasty.">Early reactive synovitis and osteolysis after total hip arthroplasty.</a> Clinical Orthopaedics and Related Research. 468 (12), 3278-3285 (2010).</li></ol>

Die Zahl der Patienten mit metallischen Implantaten und die Anzahl der MRI-Untersuchungen steigt derzeit1,2,3. In der Vergangenheit wurden MRT-Untersuchungen nach Gelenkersatz vermieden. Heute MRI ist nicht nur für solche Patienten imaging angefordert aber sollte auch für die Bewertung von Komplikationen direkt angrenzend an gemeinsamen Endoprothetik erlauben. MRT-Sicherheit und MRI Eignung der Implantate sowie die robuste Imp...

MRI ist ein unverzichtbares diagnostisches Instrument geworden. Infolgedessen steigt die Zahl der MRI-Systeme in der Routinediagnostik weitere1. Zur gleichen Zeit steigt die Zahl der Patienten mit Implantaten sowie2,3. Im Jahr 2012 wurden zum Beispiel mehr als 1 Million Knie- und Gelenkersatz in den USA allein4durchgeführt. Die Prävalenz von solchen Implantaten war etwa 7 Millionen im Jahr 2010, das entspricht mehr als 10 % der Frauen in der Altersgruppe 80-89 Jahre5. Infolgedessen sind die Bildqualität und die diagnostische Bedeutung der MRT-Untersuchungen durch Artefakte durch metallische Implantate, was zu einer verminderten diagnostische Genauigkeit oft beeinträchtigt. Daher wird die MRI-Eignung von Implantaten und die Artefakt-Anfälligkeit von Impulsfolgen immer wichtiger. Zahlreiche Ansätze wurden veröffentlicht, um diese Eigenschaften zu bewerten. Durch starke Unterschiede in den verwendeten Bewertungsmethoden sind jedoch die jeweiligen Ergebnisse schwer zu vergleichen.
Eine Auswertung der MRT Eignung der Materialien kann durch die Berechnung der magnetischen Suszeptibilität6durchgeführt werden. Jedoch kann nicht die besondere Gefährdung der verschiedenen Pulssequenzen Artefakte mit diesem Ansatz für ein bestimmtes Implantat verglichen werden. Umgekehrt, die Artefakt-Bände für eine gegebene Pulsfolge nur etwa für verschiedene Implantate abgeschätzt werden. Darüber hinaus erfolgt die Analyse häufig mit künstlich geformten Implantaten7,8. Das Materialvolumen und Form einen Einfluss auf das Artefakt Größe6haben, sollten auch diese Funktionen berücksichtigt werden. Als Alternative zur magnetischen Suszeptibilität kann die Artefakt-Größe ausgewertet werden. Studien setzen häufig nur auf die qualitative Bewertung der das Artefakt Größe9 oder konzentrieren sich auf die zweidimensionale Artefakt-Größe nur für eine Scheibe am Implantat Artefakt10,11. Darüber hinaus werden manuelle Segmentierung Ansätze häufig, das ist nicht nur zeitaufwändig, sondern auch anfällig für Intra - und inter - reader Unterschiede11. Zu guter Letzt erlauben Protokolle oft nicht für Fett-ungesättigten und gesättigten Fett Sequenzen auf der gleichen Zeit12testen. Hierzu wäre jedoch wünschenswert, da die angewandten Fett Unterdrückung Technik zutiefst die Artefakt-Größe betrifft.
Hier präsentieren wir Ihnen ein Protokoll ermöglicht eine zuverlässige, halbautomatische, Schwelle-basierte, dreidimensionale Quantifizierung der Signal Verlust und Pile-Up Artefakte das gesamte Implantat oder alle Scheiben mit sichtbaren Implantat Artefakte. Darüber hinaus erlaubt es die Prüfung T1 - und T2-gewichteten Bilder mit oder ohne Fett-Sättigung. Das Protokoll kann verwendet werden, um die MRI-Eignung der verschiedenen Implantate oder die Anfälligkeit der verschiedenen Impulsfolgen für metallische Artefakte für ein bestimmtes Implantat zu bewerten.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="638">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:151px;">Aqua B. Braun Ecotainer</td>
			<td style="width:288px;">B. Braun Melsungen AG, Melsungen, Germany</td>
			<td style="width:136px;"></td>
			<td style="width:64px;"></td>
		</tr>
		<tr height="33">
			<td height="33" style="height:33px;width:151px;">Semisynthetic fat: Witepsol W25</td>
			<td style="width:288px;">Caelo Caesar &#38; Loretz GmbH, Hilder, Germany</td>
			<td style="width:136px;">4051</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:151px;">Macrogol-8-stearate</td>
			<td style="width:288px;">Caelo Caesar &#38; Loretz GmbH, Hilder, Germany</td>
			<td style="width:136px;">3023</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:151px;">Plastic box: not specified</td>
			<td style="width:288px;"></td>
			<td style="width:136px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:151px;">Implants: Nobel Replace</td>
			<td>Nobel Biocare, Z&#252;rich, Switzerland</td>
			<td style="width:136px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:151px;">Water bath Haake S5P</td>
			<td style="width:288px;">Thermo Scientific, Waltham, MA, USA</td>
			<td style="width:136px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="52">
			<td height="52" style="height:52px;width:151px;">Measuring cylinder Blaubrand Eterna, Class A, Boro 3.3</td>
			<td style="width:288px;">BRAND GmbH + Co Kg, Wertheim, Germany</td>
			<td style="width:136px;">32708</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:151px;">Coil: Variety</td>
			<td style="width:288px;">Noras MRI products GmbH, H&#246;chberg, Germany</td>
			<td style="width:136px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:151px;">MRI: Magnetom Trio</td>
			<td style="width:288px;">Siemens Healthcare GmbH, Erlangen, Germany</td>
			<td style="width:136px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="35">
			<td height="35" style="height:35px;width:151px;">Postprocesing software: Amira 6.4</td>
			<td style="width:288px;">Thermo Scientific, Waltham, MA, USA</td>
			<td style="width:136px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

protocol for the evaluation of mri artifacts caused by metal implants to assess the suitability of implants and the vulnerability of pulse sequences

Da die Anzahl der Kernspintomographen (MRT) und Patienten mit medizinischen Implantaten ständig wächst, begegnen Radiologen zunehmend metallischen Implantat-bezogene Artefakte im MRT, was zu reduzierter Bildqualität. Daher sind die MRI-Eignung von Implantaten volumenmäßig Artefakt, sowie die Entwicklung von Impulsfolgen zu reduzieren Bildartefakte, mehr und mehr an Bedeutung. Hier präsentieren wir Ihnen ein umfassendes Protokoll für eine standardisierte Bewertung von das Artefakt-Volumen von Implantaten im MRI ermöglicht. Darüber hinaus kann dieses Protokoll verwendet werden, um die Anfälligkeit der verschiedenen Impulsfolgen für Artefakte zu analysieren. Das vorgeschlagene Protokoll kann auf T1 - und T2-gewichteten Bilder mit oder ohne Fett-Unterdrückung und alle passiven Implantate angewendet werden. Darüber hinaus ermöglicht das Verfahren eine separate und dreidimensionale Identifizierung Signal Verlust und Pile-Up Artefakte. Da frühere Untersuchungen unterschieden sich stark in Evaluationsmethoden, beschränkte die Vergleichbarkeit der Ergebnisse. So sind standardisierte Messungen der MRI Artefakt Bände notwendig, um bessere Vergleichbarkeit zu ermöglichen. Dies kann die Entwicklung von der MRI-Eignung der Implantate verbessern und besser Puls Sequenzen endlich Patientenversorgung zu verbessern.

Mit dem genannten Protokoll bewertet wir das Artefakt-Volumen von 2 verschiedene Dental-Implantate aus Titan (T; siehe Tabelle of Materials) unterstützt unterschiedliche Kronen [Porzellan verschmolzen auf Metall nicht-Edelmetall-Legierung (CCT-T) und monolithischen Zirkonia (Z-T); Abbildung 1 b und 1 c]. Die CCT-T-Probe stellt eine höchst PARAMAGNETISCHE Materialzusammensetzung Vorhersage große Artefakte (Kobalt 61 %, 21 %...

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Protocol for the Evaluation of MRI Artifacts Caused by Metal Implants to Assess the Suitability of Implants and the Vulnerability of Pulse Sequences

Wir beschreiben eine standardisierte Methode zur Evaluierung der Magnet-Resonanz-Tomographie Artefakte verursacht durch Implantate, die Eignung der Implantate für Magnet-Resonanz-Tomographie und/oder die Anfälligkeit der verschiedenen Impulsfolgen für metallische Artefakte zu schätzen gleichzeitig.

Protokoll für die Bewertung von MRI Artefakte verursacht durch Metall-Implantate um die Eignung der Implantate und die Anfälligkeit von Impulsfolgen zu bewerten

As the number of magnetic resonance imaging (MRI) scanners and patients with medical implants is constantly growing, radiologists increasingly encounter ...

Research

JoVE Journal

Engineering

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Forschung

Ingenieurwesen

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The poor response of dye-sensitized solar cells (DSCs) to red and infrared light is a significant impediment to the realization of higher photocurrents ...

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Herstellung von Flüssig-abgeblättert Transition Metalldichalkogenid -Nanoschichten mit kontrollierter Größe und Stärke: A State of the Art-Protokoll

We summarize recent advances in the production of liquid-exfoliated transition metal dichalcogenide (TMD) nanosheets with controlled size and thickness. ...