Протокол для оценки МРТ артефактов, вызванных металлические имплантаты для оценки пригодности имплантатов и уязвимость импульсных последовательностей
Summary
Мы опишем стандартный метод для оценки магнитно-резонансной томографии артефактов, вызванных имплантатов для оценки пригодности имплантатов для магнитно-резонансной томографии и/или уязвимость различных импульсных последовательностей для металлических артефактов одновременно.
Abstract
Как постоянно растет количество магнитного резонанса (MRI) сканеры и пациентов с медицинских имплантатов, радиологи чаще сталкиваются металлический имплантат связанные артефакты в МРТ, уменьшенные изображения качества. Таким образом МРТ пригодности имплантатов объему артефакт, а также разработка импульсных последовательностей для уменьшения изображения артефактов, становятся все более и более важной. Здесь мы представляем всеобъемлющий протокол, который позволяет для стандартизированной оценки объема артефакт имплантатов на МРТ. Кроме того этот протокол может использоваться для анализа уязвимости различных импульсных последовательностей для артефактов. Предлагаемый протокол может применяться для T1 и T2 взвешенных изображений с или без жира подавления и все пассивные имплантатов. Кроме того эта процедура позволяет отдельным и трехмерных идентификации сигнал потери и скопления артефактов. Как предыдущие расследования значительно отличаются по методам оценки, сопоставимости их результатов был ограничен. Таким образом необходимо обеспечить лучшую сопоставимость стандартизированных измерения объемов МРТ артефакт. Это может улучшить развитие МРТ пригодности имплантатов и лучше импульсные последовательности, чтобы наконец улучшения ухода за пациентами.
Introduction
МРТ стала незаменимым инструментом диагностики. В результате количество используемых в рутинной диагностики систем МРТ далее увеличивается1. В то же время количество больных с имплантатами растет также2,3. В 2012 году например, более 1 миллиона коленного сустава и суставов выполнено в США только4. Распространенность таких имплантантов была около 7 миллионов в 2010 году, что соответствует более чем 10% женщин в возрастной группе 80-89 лет5. В результате качество изображения и диагностическая значимость МРТ экзаменов часто препятствовали артефакты из-за металлических имплантатов, что приводит к снижению точности диагностики. Таким образом МРТ пригодности имплантатов и артефакт уязвимость импульсных последовательностей приобретают все большее значение. Чтобы оценить эти характеристики были опубликованы многочисленные подходы. Из-за сильной расхождения в используемых оценки методов однако соответствующие результаты трудно сравнивать.
Оценка пригодности МРТ материалов может выполняться путем расчета их магнитной восприимчивости6. Однако уязвимость различных импульсных последовательностей для артефактов не может сравниться с этим подходом для данного имплантата. Наоборот, артефакт томов для заданного импульса последовательности можно примерно оценить лишь для различных имплантатов. Кроме того анализ часто выполняется с искусственно формы имплантатов7,8. Как объем материала и формы имеют влияние на артефакт размер6, эти функции должны приниматься во внимание также. Как альтернатива магнитной восприимчивости можно оценить размер артефакт. Часто исследования полагаться только на качественной оценке артефакт размер9 или сосредоточиться на размер двумерного артефакт, только охватывающих один ломтик имплантат артефакт10,11. Кроме того ручная сегментация часто используются подходы, который является не только много времени, но также подвержены внутри и между reader различия11. Наконец протоколы часто не позволяют проверить для не насыщенный жир и жир насыщенный последовательностей на же время12. Это, однако, желательно, так как прикладной жира подавления техника глубоко влияет на размер артефакт.
Здесь мы представляем протокол, который позволяет для надежного, полуавтоматы, основанные на порог, трехмерные количественной сигнал потери и скопления артефактов всего имплантата, или все фрагменты, содержащие артефакты видимым имплантата. Кроме того она позволяет для тестирования T1 и T2 взвешенных изображений с или без жира насыщенность. Протокол может использоваться для оценки пригодности МРТ различных имплантантов или уязвимости различных импульсных последовательностей для металлических артефакты для данного имплантата.
Protocol
Representative Results
Discussion
Количество больных с металлических имплантатов и количество экзаменов МРТ в настоящее время растет1,2,3. В прошлом удалось избежать МРТ экзамены после суставов. Сегодня МРТ испрашивается не только для визуализации таких пациентов одна?…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Авторы хотели бы поблагодарить Stefanie Sauer, фармацевт в Департамент из аптеки Хайдельбергском университете, за ее вклад в Фантом МРТ. Кроме того мы хотели бы поблагодарить НОРАС МРТ продукты GmbH (Höchberg, Германия) и особенно Daniel Gareis за предоставление прототип 16-канальный многофункциональный катушки. Кроме того мы благодарны за любезное сотрудничество с SIEMENS Healthcare GmbH (Эрланген, Германия) и особенно Матиас Nittka за их помощь в последовательности установки.
Materials
| Aqua B. Braun Ecotainer | B. Braun Melsungen AG, Melsungen, Germany | ||
| Semisynthetic fat: Witepsol W25 | Caelo Caesar & Loretz GmbH, Hilder, Germany | 4051 | |
| Macrogol-8-stearate | Caelo Caesar & Loretz GmbH, Hilder, Germany | 3023 | |
| Plastic box: not specified | |||
| Implants: Nobel Replace | Nobel Biocare, Zürich, Switzerland | ||
| Water bath Haake S5P | Thermo Scientific, Waltham, MA, USA | ||
| Measuring cylinder Blaubrand Eterna, Class A, Boro 3.3 | BRAND GmbH + Co Kg, Wertheim, Germany | 32708 | |
| Coil: Variety | Noras MRI products GmbH, Höchberg, Germany | ||
| MRI: Magnetom Trio | Siemens Healthcare GmbH, Erlangen, Germany | ||
| Postprocesing software: Amira 6.4 | Thermo Scientific, Waltham, MA, USA |
Referências
- Matsumoto, M., Koike, S., Kashima, S., Awai, K. Geographic distribution of CT, MRI and PET devices in Japan: a longitudinal analysis based on national census data. PLoS ONE. 10 (5), (2015).
- Cram, P., et al. Total knee arthroplasty volume, utilization, and outcomes among medicare beneficiaries. JAMA. 308 (12), 1227-1236 (1991).
- Jordan, R. A., Micheelis, W. . Fünfte Deutsche Mundgesundheitsstudie (DMS V). , (2016).
- Steiner, C., Andrews, R., Barrett, M., Weiss, A. . HCUP projections mobility/orthopedic procedures 2003 to 2012. , (2012).
- Kremers, H., et al. Prevalence of total hip and knee replacement in the United States. The Journal of Bone and Joint Surgery. 97 (17), 1386-1397 (2015).
- Schenck, J. The role of magnetic susceptibility in magnetic resonance imaging: MRI magnetic compatibility of the first and second kinds. Medical Physics. 23 (6), 815-850 (1996).
- Filli, L., et al. Material-dependent implant artifact reduction using SEMAC-VAT and MAVRIC: a prospective MRI phantom study. Investigative Radiology. 52 (6), 381 (2017).
- Klinke, T., et al. Artifacts in magnetic resonance imaging and computed tomography caused by dental materials. PloS ONE. 7 (2), (2012).
- Lee, J., et al. Usefulness of IDEAL T2-weighted FSE and SPGR imaging in reducing metallic artifacts in the postoperative ankles with metallic hardware. Skeletal Radiology. 42 (2), 239-247 (2013).
- Zho, S. -. Y., Kim, M. -. O., Lee, K. -. W., Kim, D. -. H. Artifact reduction from metallic dental materials in T1-weighted spin-echo imaging at 3.0 tesla. Journal of Magnetic Resonance Imaging. 37 (2), 471-478 (2013).
- Fritz, J., et al. Compressed sensing SEMAC: 8-fold accelerated high resolution metal artifact reduction MRI of Cobalt-Chromium knee arthroplasty implants. Investigative Radiology. 51 (10), 666 (2016).
- Aguiar, M., Marques, A., Carvalho, A., Cavalcanti, M. Accuracy of magnetic resonance imaging compared with computed tomography for implant planning. Clinical Oral Implants Research. 19 (4), 362-365 (2008).
- Talbot, B. S., Weinberg, E. P. MR imaging with metal-suppression sequences for evaluation of total joint arthroplasty. RadioGraphics. 36 (1), 209-225 (2015).
- Ai, T., et al. SEMAC-VAT and MSVAT-SPACE sequence strategies for metal artifact reduction in 1.5T magnetic resonance imaging. Investigative Radiology. 47 (5), 267-276 (2012).
- Smeets, R., et al. Artefacts in multimodal imaging of titanium, zirconium and binary titanium-zirconium alloy dental implants: an in vitro study. Dento Maxillo Facial Radiology. 46 (2), 20160267 (2016).
- Nawabi, D. H., et al. MRI predicts ALVAL and tissue damage in metal-on-metal hip arthroplasty. Clinical Orthopaedics and Related Research. 472 (2), 471-481 (2014).
- Cooper, H. J., et al. Early reactive synovitis and osteolysis after total hip arthroplasty. Clinical Orthopaedics and Related Research. 468 (12), 3278-3285 (2010).
