Duyarlılık ağırlıklı görüntüleme - Susceptibility weighted imaging

Beyindeki damarları gösteren 4 Tesla'da alınan SWI Görüntüsü.

Duyarlılık ağırlıklı görüntüleme (SWI), başlangıçta BOLD venografik görüntüleme olarak adlandırılan bir MRI dizisi venöz kan, kanama ve demir depolamasına son derece duyarlıdır. SWI, tam akış dengelemeli, uzun eko, gradyan geri çağrılan eko (GRE) kullanır darbe dizisi görüntüleri elde etmek için. Bu yöntem, duyarlılık dokular arasındaki farklılıklar ve bu farklılıkları tespit etmek için faz görüntüsünü kullanır. Büyüklük ve faz verileri, gelişmiş bir kontrast büyüklüğü görüntüsü oluşturmak için birleştirilir. SWI ile venöz kanın görüntülenmesi bir kan oksijen seviyesine bağlı (BOLD) tekniği, bu yüzden BOLD venografi olarak adlandırıldı (ve bazen hala). SWI venöz kana duyarlılığı nedeniyle yaygın olarak travmatik beyin yaralanmaları (TBI) ve yüksek çözünürlüklü beyin venografileri içindir, ancak başka birçok klinik uygulamaya sahiptir. SWI, Philips ve Siemens tarafından klinik bir paket olarak sunulur, ancak 1,0 T, 1,5 T, 3,0 T ve daha yüksek alan güçlerinde herhangi bir üreticinin makinesinde çalıştırılabilir.

Edinme ve görüntü işleme

SWI, tam hız dengelemeli, RF bozulmuş, yüksek çözünürlüklü, 3D gradyan geri çağrılan eko (GRE) taraması kullanır. Hem büyüklük hem de faz görüntüleri kaydedilir ve faz görüntüsü istenmeyen artefaktları gidermek için yüksek geçiş (HP) filtresinden geçirilir. Büyüklük görüntüsü daha sonra, duyarlılık ağırlıklı (SW) görüntü olarak adlandırılan gelişmiş bir kontrast büyüklüğü görüntüsü oluşturmak için faz görüntüsü ile birleştirilir. Ayrıca damar bağlantısını daha iyi görselleştirmek için 8 ila 10 mm üzerinde minimum yoğunluk projeksiyonları (mIP) oluşturmak da yaygındır. Bu şekilde, orijinal büyüklük, HP filtrelenmiş aşama, duyarlılık ağırlıklı ve duyarlılık ağırlıklı görüntüler üzerinden mIP'ler olmak üzere dört görüntü kümesi oluşturulur.

Faz filtreleme

Faz görüntülerindeki değerler -π ile π arasında sınırlandırılmıştır, bu nedenle değer π'nin üzerine çıkarsa,-to'ye sarılır, manyetik alandaki homojen olmayanlıklar düşük frekanslı arka plan gradyanlarına neden olur. Bu, tüm faz değerlerinin görüntü boyunca yavaşça artmasına neden olur, bu da faz sarmalaması oluşturur ve görüntüyü gizler. Bu tür artefakt, faz görüntüsündeki düşük frekans varyasyonlarını ortadan kaldırmak için faz ayırma veya orijinal karmaşık verileri yüksek geçişli filtreleme yoluyla kaldırılabilir.

Duyarlılık ağırlıklı görüntü oluşturma

Doğrusal (kesikli çizgi) ve 4. güç haritalama (düz çizgi) ile negatif faz değerlerine duyarlı bir faz maskesi

Duyarlılık ağırlıklı görüntü, büyüklük ve filtrelenmiş faz görüntülerinin birleştirilmesiyle oluşturulur. 0 radyan üzerindeki tüm değerleri 1 olacak şekilde eşleyerek ve -π ila 0 radyan değerleri sırasıyla 0 ila 1 aralığında doğrusal olarak eşleyerek faz görüntüsünden bir maske oluşturulur. Alternatif olarak, maskenin etkisini artırmak için -π ile 0 arasında doğrusal bir eşleme yerine bir güç işlevi (tipik olarak 4. derece) kullanılabilir. Büyüklük görüntüsü daha sonra bu maske ile çarpılır. Bu şekilde, 0 radyan üzerindeki faz değerlerinin hiçbir etkisi olmaz ve 0 radyan altındaki faz değerleri, büyüklük görüntüsünü koyulaştırır. Bu, damarlar, demir ve kanama gibi düşük faz değerlerine sahip nesneler için büyüklük görüntüsündeki kontrastı artırır.

Klinik uygulamalar

SWI en yaygın olarak küçük miktarlarda kanama veya kalsiyumu saptamak için kullanılır.[1] Klinik uygulamalar tıbbın farklı alanlarında araştırma altındadır.[2][3]

Travmatik beyin hasarı (TBI)

Konvansiyonel GRE (sol) ve SWI (sağ) ile 1.5 T'de görüntülenen yaygın aksonal yaralanmanın karşılaştırması
Geleneksel GRE (sol) ve SWI (sağ) ile 1.5 T'de görüntülenen kanamanın karşılaştırılması

Mikro kanamaların tespiti, makaslama ve yaygın aksonal yaralanma Travma hastalarında (DAI), yaralanmalar nispeten küçük olma eğiliminde olduğundan ve düşük çözünürlüklü taramalarla kolayca gözden kaçabildiğinden, genellikle zordur. SWI genellikle nispeten yüksek çözünürlükte (1 mm3) ve gri cevher / beyaz cevher sınırlarında kanamaya son derece duyarlıdır, bu da çok küçük lezyonları görmeyi mümkün kılarak daha ince yaralanmaları tespit etme kabiliyetini arttırır.

İnme ve kanama

Difüzyon ağırlıklı görüntüleme akut inmeyi tespit etmek için güçlü bir yol sunar. Gradyan eko görüntülemenin kanamayı tespit edebildiği iyi bilinmesine rağmen, en iyi SWI ile tespit edilir. Burada gösterilen örnekte, gradyan eko görüntüsü olası sitotoksik ödemin bölgesini gösterirken, SW görüntüsü felcin olası lokalizasyonunu ve etkilenen vasküler bölgeyi gösterir (veriler 1.5 T'de elde edilmiştir).

Gradyan yankı ağırlıklı görüntüdeki parlak bölge, bu akut vuruş örneğinde etkilenen alanı göstermektedir. SWI görüntüsündeki oklar, inmeden (A, B, C) ve strokun kendisinin konumundan (D) etkilenen risk altındaki dokuyu gösterebilir. Etkilenen vasküler bölgeyi görebilmemizin nedeni, bu dokuda oksijen satürasyonunun azalmış olması, bu da beynin bu bölgesine akışın inme sonrası azaltılabileceğini düşündürmesi olabilir. Bir başka olası açıklama, lokal venöz kan hacminde bir artış olmasıdır. Her iki durumda da bu görüntü, bu vasküler bölge ile ilişkili dokunun risk altındaki doku olabileceğini göstermektedir. Gelecekteki inme araştırmaları, lokal akış ve oksijen satürasyonu hakkında daha fazla bilgi edinmek için perfüzyon ağırlıklı görüntüleme ve SWI karşılaştırmalarını içerecektir.

Sturge-Weber hastalığı

Sturge-Weber sendromlu bir yenidoğanın SWI venogramı

Bir yenidoğanın SWI venogramı Sturge-Weber sendromu sağda nörolojik semptomlar göstermeyenler gösterilmektedir. İlk geleneksel MR görüntüleme yöntemleri herhangi bir anormallik göstermedi. Sol oksipital lobda ventrikülün arka boynuzu ile kortikal yüzey arasında uzanan anormal venöz damar sistemi, venogramda açıkça görülebilir. Yüksek çözünürlük sayesinde teminatlar bile çözülebilir.

Tümörler

Tümörlerin karakterizasyonunun bir kısmı, lezyonların anjiyografik davranışını hem anjiyogenez hem de mikro kanamalar açısından anlamakta yatmaktadır. Agresif tümörler, hızla büyüyen damar sistemine ve birçok mikro kanamaya sahip olma eğilimindedir. Bu nedenle, tümördeki bu değişiklikleri tespit etme yeteneği, tümör durumunun daha iyi belirlenmesine yol açabilir. Normal dokuya göre duyarlılık farklılıkları nedeniyle, SWI'nin venöz kan ve kan ürünlerine artan duyarlılığı, tümör sınırlarını ve tümör kanamasını saptamada daha iyi kontrast sağlar.

Multipl Skleroz

Multipl Skleroz (MS) genellikle ile çalışılır YETENEK ve kontrastlı T1 görüntüleme. SWI, bazı lezyonlarda venöz bağlantıyı ortaya çıkararak buna ekler ve bazı lezyonlarda demir kanıtı sunar. Bu önemli yeni bilgiler, MS fizyolojisinin anlaşılmasına yardımcı olabilir.[4]

Bir SWI taraması ile ölçülen manyetik rezonans frekansının MS lezyon oluşumuna duyarlı olduğu gösterilmiştir. Kontrastlı taramada yeni bir lezyon görünmeden önce sıklık artar. Kontrast artışı anında sıklık hızla artar ve en az altı ay yüksek kalır.[5][6]

Vasküler demans ve serebral amiloid anjiyopati (CAA)

1.5 T'de toplanan CAA görüntüleri.Sol, geleneksel T2 * (TE = 20 ms), merkez, SWI işlenmiş büyüklük görüntüsü (TE = 40 ms) ve sağ, SWI faz görüntüsü (TE = 40 ms)

Gradient hatırlamalı eko (GRE) görüntüleme, kanamayı tespit etmenin geleneksel yoludur. CAA ancak SWI, GRE görüntülerinde gözden kaçan birçok mikro kanamayı ortaya çıkarabilen çok daha hassas bir tekniktir.[7] Geleneksel bir gradyan eko T2 * ağırlıklı görüntü (sol, TE = 20 ms), CAA ile ilişkili bazı düşük sinyal odaklarını gösterir. Öte yandan, bir SWI görüntüsü (orta, 0,5 mm x 0,5 mm x 2,0 mm çözünürlüğe sahip, 8 mm'nin üzerinde yansıtılan) çok daha fazla ilişkili düşük sinyal odağını gösterir. Yerel hemosiderin oluşumunun etkisini arttırmak için faz görüntüleri kullanıldı. 0,25 mm x 0,25 mm x 2,0 mm'lik daha yüksek çözünürlüğe sahip örnek bir faz görüntüsü (sağda), birden çok CAA ile ilişkili odağı yerelleştirme konusunda net bir yetenek gösterir.

Pnömosefali

Son çalışmalar, SWI'nin nöroşirürji hastalarının iyileşme sürecini izlemek için uygun olabileceğini düşündürmektedir. Pnömosefali SWI ile hava kolaylıkla tespit edilebildiği için.

Yüksek alan SWI

Faz görüntüsündeki kontrast, yankı süresi (TE) ve alan gücü ile doğrusal orantılı olduğundan, SWI, daha yüksek alan sistemlerinden yararlanmak için benzersiz bir şekilde uygundur. Bu nedenle daha yüksek alanlar, kontrast kaybı olmaksızın daha kısa eko sürelerine izin verir, bu da tarama süresini ve hareketle ilgili artefaktları azaltabilir. Daha yüksek alanlarda bulunan yüksek sinyal-gürültü özelliği, tarama kalitesini de artırır ve daha yüksek çözünürlüklü taramalara izin verir.[8]

Ayrıca bakınız

Dış bağlantılar

Dipnotlar

  1. ^ Dr Bruno Di Muzio ve A.Prof Frank Gaillard. "Duyarlılık ağırlıklı görüntüleme". Alındı 2017-10-15.
  2. ^ Mittal S; Wu Z; Neelavalli J; Haacke EM (Şubat 2009). "Duyarlılık ağırlıklı görüntüleme: teknik yönler ve klinik uygulamalar, bölüm 2". AJNR Am J Neuroradiol. 30 (2): 232–52. doi:10.3174 / ajnr.A1461. PMC  3805373. PMID  19131406.
  3. ^ Haacke EM; Mittal S; Wu Z; Neelavalli J; Cheng YC (Ocak 2009). "Duyarlılık ağırlıklı görüntüleme: teknik yönler ve klinik uygulamalar, bölüm 1". AJNR Am J Neuroradiol. 30 (1): 19–30. doi:10.3174 / ajnr.A1400. PMC  3805391. PMID  19039041.
  4. ^ Haacke EM; Makki M; Ge Y; Maheshwari M; Sehgal V; Hu J; Selvan M; Wu Z; Latif Z; Xuan Y; Khan O; Garbern J; Grossman RI (Mart 2009). "Duyarlılık ağırlıklı görüntüleme kullanarak multipl skleroz lezyonlarında demir birikiminin karakterize edilmesi". J Magn Rezon Görüntüleme. 29 (3): 537–44. doi:10.1002 / jmri.21676. PMC  2650739. PMID  19243035.
  5. ^ Wiggermann V; Hernandez Torres E; Vavsour IM; Moore GR; Laule C; MacKay AL; Li DK Z; Traboulsee A; Rauscher A (Temmuz 2013). "Akut MS lezyon oluşumu sırasında manyetik rezonans frekans kaymaları". Nöroloji. 81 (3): 211–8. doi:10.1212 / WNL.0b013e31829bfd63. PMC  3770162. PMID  23761621.
  6. ^ Yablonskiy DA; Luo J; Sukstanskii AL; Iyer H; Brüt AH (Ağustos 2012). "Multipl sklerozda MRI sinyal frekans kontrastının biyofiziksel mekanizmaları". Proc Natl Acad Sci U S A. 109 (35): 14212–7. Bibcode:2012PNAS..10914212Y. doi:10.1073 / pnas.1206037109. PMC  3435153. PMID  22891307.
  7. ^ Haacke EM, vd. (2007). "Duyarlılık Ağırlıklı Görüntüleme ile Görüntüleme Serebral Amiloid Anjiyopatisi". Amerikan Nöroradyoloji Dergisi. 28 (2): 316–7. PMID  17297004.
  8. ^ Deistung A, vd. (2008). "Ultra yüksek manyetik alan güçlerinde duyarlılık ağırlıklı görüntüleme: teorik hususlar ve deneysel sonuçlar". Magn Reson Med. 60 (5): 1155–68. doi:10.1002 / mrm.21754. PMID  18956467. Arşivlenen orijinal 2012-10-10 tarihinde..

Referanslar

  • Ashwal S, vd. (2008). "Pediyatrik travmatik beyin hasarı sonrası sonucun değerlendirilmesinde duyarlılık ağırlıklı görüntüleme ve proton manyetik rezonans spektroskopisi". Arch Phys Med Rehabil. 87 (12 Ek 2): S50–8. doi:10.1016 / j.apmr.2006.07.275. PMID  17140880.
  • Barth M, vd. (2003). "3 Tesla'da beyin tümörlerinin yüksek çözünürlüklü üç boyutlu kontrastlı kan oksijenasyon seviyesine bağlı manyetik rezonans venografisi: ilk klinik deneyim ve 1.5 Tesla ile karşılaştırma". Invest Radiol. 38 (7): 409–14. doi:10.1097 / 01.RLI.0000069790.89435.e7. PMID  12821854.
  • Sehgal V, vd. (2005). "Duyarlılık ağırlıklı görüntüleme ile nörogörüntülemenin klinik uygulamaları". J Magn Rezon Görüntüleme. 22 (4): 439–50. doi:10.1002 / jmri.20404. PMID  16163700.
  • Sehgal V, vd. (2006). "Kan ürünlerini görselleştirmek ve beyin kitleleri üzerinde yapılan çalışmalarda tümör kontrastını iyileştirmek için duyarlılık ağırlıklı görüntüleme". J Magn Rezon Görüntüleme. 24 (1): 41–51. doi:10.1002 / jmri.20598. PMID  16755540.