Impact of ”Cine MR Imaging: Potential for the Evaluation of Cardiovascular Function”: American Journal of Roentgenology: Vol. 187, nro 3 (AJR)

seuraava jakso

vuoden 1987 helmikuun numerossa American Journal of Rotgenology, Sechtem et al. raportoitu jännittävä mahdollinen soveltaminen Cine gradientti-echo kuvantaminen toiminnallinen arviointi sydänsairaus. 1,5-T MR-skannerissa tekniikka käytti EKG – aidattua gradientti-echo-pulssisarjaa TR/TE, 21/12. EKG-signaalitiedot ja k-avaruuskuvatiedot hankittiin samanaikaisesti ja käsiteltiin jälkikäteen noin 20 kuvan rekonstruktioksi sydämen sykliä kohti. Nykyisin laajalti retrospektiivisenä gatingina tunnettu tekniikka oli uusi 1980-luvun puolivälin ja lopun välillä.

tämän pulssijakson avulla kokosydän peitto voitiin saavuttaa 10-12 aksiaalisen cine-hankinnan pinolla 10 mm: n välein. Kun jokaisella R-R-intervallilla tehtiin kuitenkin yksi vaihekoodausvaihe, kuvantaminen oli välttämättä pitkä, mutta saavutettavissa puolessa tunnissa. Koska K-avaruustiedot hankittiin sykleissä asynkronisesti, oli tehtävä retrospektiivinen interpolointi, jotta saadut tiedot voitiin lajitella uudelleen samanpituisiin ajallisiin asentoihin (kuviin) sydämen sykleissä. Käsittely tuolloin suoritettiin offline-tilassa ja vaati 30 minuuttia lisää (5 minuuttia per cine hankinta varten 5-6 hankinnat tarvitaan kuvan 10-12 paikoissa). Vaikka tämä oli nykypäivän mittapuulla alkeellista, se oli kirjoituksen aikaan merkittävä saavutus. Merkitys Sechtem et al. artikkeli käy ilmi siitä, että yli 180 kertaa se on mainittu julkaistussa kirjallisuudessa ISI Science Citation-nettitietokannan haun mukaan.

sarjassa 14 tervettä vapaaehtoista ja 22 potilasta, Sechtem ym. kuvattu mahdollisuuksia käyttää Cine gradientin-echo kuvantaminen arvioida alueellista seinän liikettä, kammion toiminta (esim., ejektiofraktio), läppävika toiminta (sisällyttää arviointi regurgitantti jakeet), ja intracardiac shunts—sovelluksia, jotka ovat nyt tullut rutiinikäytäntö monille Mr klinikat. Gradientti-echo-tekniikka tarjosi kirkkaan veren signaalin sydänkammioissa parantaakseen sydänlihaksen veren poolin erilaistumista, jonka kirjoittajat olettivat syntyneen tyydyttymättömän veren pulssijakson ylivertaisesta virtausherkkyydestä (lennon aika-ilmiö), hypoteesi, joka on nyt vakiintunut dogma. Ne korostivat myös cine gradientin-echo-pulssijakson kykyä tunnistaa häiriön tai turbulentin virtauksen alueet signaalihäviön alueiksi (ts., flow jet) intravoxel flow dephasing, ominaisuus, joka on edelleen ensisijainen diagnostinen työkalu seulonnassa läppävika tai stenoosi ja vahvistaa läsnäolo intrakardiaalinen suntti tai hemodynaamisesti merkittävä stenoosi .

Sechtem et al: n kuvaamat cine bright-blood-kuvantamisen perusperiaatteet. ovat selvinneet tieteellisen tarkastelun lähes 2 vuosikymmentä ja on tehty useita parannuksia samoin. Vuonna 1991 Atkinson ja Edelman kuvasivat tehokkaamman ja nopeamman tiedonhankintajärjestelmän, jossa jokaisen sydämen sykkeen aikana hankittiin useita vaihekoodattuja vaiheita, nimittäin k-avaruustiedon segmentointi harvempiin sydämen sykleihin. K-avaruussegmentointi lyhentää rajusti siinien hankintakertoja siten, että yhden siivun siinien hankinta voidaan suorittaa yhden hengityksen aikana. Vaikka tämä kehitys tuotti prospektiivisesti aidatun sydämen kammion liikkeen, instrumentoinnin parannukset tuottivat todellisen segmentoidun k-avaruustekniikan retrospektiivisellä interpoloinnilla ja koko R-R-intervallin kattamisella .

Zerhouni ym. ja Young ja Axel ottivat käyttöön edistyneemmän menetelmän sydänlihaksen merkitsemiseksi sydämen seinämän liikeradoille sijoittamalla joukon radiotaajuisia värikylläisyyskaistoja (tai tägejä) cine-kuvien päälle ennen systolen aloittamista. Tagien muodonmuutos sydämen kiertokulun aikana, eli systole, mahdollisti sydänlihaksen kääntämisen ja kiertokulun arvioinnin ja sydämen kiertoon liittyvät monimutkaisemmat liikkeet. Lisäksi tagin muodonmuutoksen puuttuminen vastasi huonosti toimivaa sydänlihasta.

kuva
Katso suurempi versio (191k)
Kuva. 1A-68-vuotias mies, jolla on aortan vajaatoiminta. (KS.myös kuva. S1E, video, lisätiedot osoitteessa www.ajronline.org) cine vakaan tilan vapaan prekession kuvia kolmikammioinen näkymä (systole, A; varhaisesta myöhäiseen diastoleen, B-D) regurgitantti virtaus jet (nuolenpää, B) sopusoinnussa aortan vajaatoiminta nähdään aikana diastole peräisin aorttaläpän takaisin vasempaan kammioon. Ao = aortta, LA = vasen eteinen, LV = vasen kammio.
kuva
Näytä suurempi versio (189k)
Kuva. 1B-68-vuotias mies, jolla on aortan vajaatoiminta. (KS.myös kuva. S1E, video, lisätiedot osoitteessa www.ajronline.org) cine vakaan tilan vapaan prekession kuvia kolmikammioinen näkymä (systole, A; varhaisesta myöhäiseen diastoleen, B-D) regurgitantti virtaus jet (nuolenpää, B) sopusoinnussa aortan vajaatoiminta nähdään aikana diastole peräisin aorttaläpän takaisin vasempaan kammioon. Ao = aortta, LA = vasen eteinen, LV = vasen kammio.
kuva
Näytä suurempi versio (189k)
Kuva. 1C-68-vuotias mies, jolla on aortan vajaatoiminta. (KS.myös kuva. S1E, video, lisätiedot osoitteessa www.ajronline.org) cine vakaan tilan vapaan prekession kuvia kolmikammioinen näkymä (systole, A; varhaisesta myöhäiseen diastoleen, B-D) regurgitantti virtaus jet (nuolenpää, B) sopusoinnussa aortan vajaatoiminta nähdään aikana diastole peräisin aorttaläpän takaisin vasempaan kammioon. Ao = aortta, LA = vasen eteinen, LV = vasen kammio.

kuva
Katso suurempi versio (188k)
Kuva. 1D-68-vuotias mies, jolla on aortan vajaatoiminta. (KS.myös kuva. S1E, video, lisätiedot osoitteessa www.ajronline.org) cine vakaan tilan vapaan prekession kuvia kolmikammioinen näkymä (systole, A; varhaisesta myöhäiseen diastoleen, B-D) regurgitantti virtaus jet (nuolenpää, B) sopusoinnussa aortan vajaatoiminta nähdään aikana diastole peräisin aorttaläpän takaisin vasempaan kammioon. Ao = aortta, LA = vasen eteinen, LV = vasen kammio.

viime aikoina cine imaging on suoritettu käyttäen tasapainoista vakaan tilan vapaata kulkuetta-joka tunnetaan myös nimellä true fast imaging with steady-state precession (Truefisp, Siemens Medical Solutions terminologia), nopeaa kuvantamista käyttäen steady-state acquisition (FIESTA, GE Healthcare terminologia) ja tasapainoista nopeaa kenttäkaikua (Balanced-FFE, Philips Medical Systems terminologia)—jossa sekä ensisijainen gradientti-echo yhdistetään myöhemmin uudelleen kohdennettuihin kaikuihin, jotta saadaan lisää kuvasignaalia. Tämä saadaan aikaan pitämällä yllä nollagradienttimomenttia kaikilla kolmella fyysisellä akselilla kullakin TR-intervallilla .

kuva
Näytä suurempi versio (151K)
Kuva. 2A-70-vuotias mies, jolla on hypertrofinen kardiomyopatia. (KS.myös kuva. S2E, video, lisätiedot osoitteessa www.ajronline.org) vasemman kammion perus-ja anteroseptaaliseinämän fokaalinen hypertrofia (asteriskit) on havaittu diastolisessa lyhytakselisessa steady-state free-precession (SSFP) – kuvassa.
kuva
Näytä suurempi versio (180k)
Kuva. 2B-70-vuotias mies, jolla on hypertrofinen kardiomyopatia. (KS.myös kuva. S2E, video, lisätiedot osoitteessa www.ajronline.org) on cine SSFP kuvia kolmikammioinen näkymä (diastole, B; early to mid systole, C ja D), paksuuntunut tyvitumakkeet (asteriski, B) on todettu liittyvän virtaussuihkuun (nuolenkärjet, C ja D) systolin aikana, mikä on sopusoinnussa vasemman kammion ulosvirtauskanavan ahtauma.
kuva
Katso suurempi versio (68K)
Kuva. 2C-70-vuotias mies, jolla on hypertrofinen kardiomyopatia. (KS.myös kuva. S2E, video, lisätiedot osoitteessa www.ajronline.org) on cine SSFP kuvia kolmikammioinen näkymä (diastole, B; early to mid systole, C ja D), paksuuntunut tyvitumakkeet (asteriski, B) on todettu liittyvän virtaussuihkuun (nuolenkärjet, C ja D) systolin aikana, mikä on sopusoinnussa vasemman kammion ulosvirtauskanavan ahtauma.
kuva
Näytä suurempi versio (179k)
Kuva. 2D-70-vuotias mies, jolla on hypertrofinen kardiomyopatia. (KS.myös kuva. S2E, video, lisätiedot osoitteessa www.ajronline.org) on cine SSFP kuvia kolmikammioinen näkymä (diastole, B; early to mid systole, C ja D), paksuuntunut tyvitumakkeet (asteriski, B) on todettu liittyvän virtaussuihkuun (nuolenkärjet, C ja D) systolin aikana, mikä on sopusoinnussa vasemman kammion ulosvirtauskanavan ahtauma.

steady-state free-precession (SSFP) pulssisekvenssi on signaaliriippuvainen kudoksen T2/T1-suhteesta ja on siten vähemmän riippuvainen veren sisäänvirtauksesta verisuonten havainnollistamisessa. Tämä mahdollistaa parannettu visualisointi sekä endokardiaalinen ja epikardiaalinen rajoja SSFP kuvia seinän liikkeen ja kammion koon arvioinnit. Näissä uusissa pulssisarjoissa on myös lyhyet TR-ja TE-ajat (esim.TR/TE, 2/0, 9), jotka mahdollistavat nopeat hakuajat (esim.6 sekuntia) ja jopa reaaliaikaiset seulontatutkimukset. SSFP-menetelmä kuvattiin ensimmäisen kerran 1980-luvun puolivälissä ; tämä tekniikka on kuitenkin saanut merkittävää kliinistä rutiinikäyttöä (Figs) vasta instrumentoinnin ja gradienttilaitteiden viimeaikaisten teknisten parannusten jälkeen. 1a, 1b, 1c, 1d, 2a, 2b, 2c ja 2D ja täydentävät viikunat. S1E ja S2E saatavilla osoitteessa www.ajronline.org). SSFP pulssisekvensseille on ominaista lyhytsekvenssi TR kertaa, koska herkkyys off-resonanssi vaikutuksia ja joka mahdollistaa nopean cine hankinta kertaa. TR: n yläraja määräytyy paikallisen magneettikentän epähomogeenisuuden asteen mukaan.

Cine – faasikontrasti on toinen tekniikka, joka on monin tavoin johdannainen cine gradientti-kaikukuvauksesta . Cine-vaihekontrastissa jokainen k-avaruuden hankintasegmentti korvataan gradientti-kaikuhankintaparilla, joka vaihtaa virtauskoodausgradientin napaisuuden. Tämä prosessi toistetaan koko sydämen syklin ajan kuten cine gradientti-echo-hankinnassa. Kun otetaan vaihe-ero kahden hankinnan välillä, saadaan kuva, jossa vaihe on suoraan verrannollinen virtausnopeuteen ja-suuntaan, mikä mahdollistaa veren virtauksen kvantifioinnin sydämen syklin aikana. Virtauksen kvantifiointi kaikkiin kolmeen suuntaan voitiin määrittää niinkin vähällä kuin neljällä virtauskoodauskokeella k-avaruussuoraa kohti, jolloin kokonaishankinta-aika lyheni nelipistekäsittelyn avulla . Samankaltaisilla k-avaruuden parannuksilla, kuten segmentoiduilla k-avaruuden hankintaohjelmilla, voidaan nyt suorittaa myös Cine-vaihekontrastia hengityksen pidättämisen aikana. Muunnettua Bernoullin yhtälöä käyttäen tämä tekniikka mahdollistaa myös virtauspainegradienttien estimoinnin luminaalin kaventumisalueilla .

merkittäviä parannuksia on tapahtunut lähes 2 vuosikymmenen aikana Sechtem et al. kuvasivat lupaavaa uutta tekniikkaa sydämen toiminnan arviointiin käyttäen cine gradientti-echo-pulssisekvenssiä. Cine MRI on kaupallisesti saatavilla oleva tekniikka, joka on keskeinen väline kaikissa kliinisissä MR-käytännöissä. Vaikka nopeus ja kuvanlaatu ovat kehittyneet nopeasti, nykyinen kehityssykli on syöksymässä kohti suurten cine MR-tietokokonaisuuksien automaattista arviointia, joka voi tuottaa yli 40 kuvaa per hankintapaikka. Erilaisia automatisoituja segmentointityökaluja on tällä hetkellä saatavilla, mutta useimmat vaativat vielä ainakin jonkin verran ihmisen vuorovaikutusta, jotta sydämen toiminta saadaan tarkoiksi kvantitatiivisiksi mittauksiksi. On mahdollista, että nämä toiminnot automatisoidaan täysin lähitulevaisuudessa, jolloin sydän-ja verisuonitoimintojen arviointipotentiaalia voidaan edelleen parantaa.

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista.