Rezonans magnetyczny – to dobrze wiedzieć
Dzisiaj prezentujemy pierwszy artykuł na naszym blogu, z nowej kategorii wiedzy jaką są badania przy użyciu rezonansu magnetycznego. Biorąc pod uwagę skomplikowanie jak i wiedzę wymaganą przy pracy z urządzeniem jakim jest rezonans magnetyczny cieszymy się, że możemy przybliżyć to zagadnienie.
Wykonywanie badania rezonansem magnetycznym za pomocą specjalistycznej sekwencji XBone
Rezonans magnetyczny – Wprowadzenie do obrazowania techniką XBone
W rezonansach magnetycznych spośród wszystkich technik opartych na różnicy w jasności pomiędzy zobrazowaną tkanką tłuszczową i wodą, najpopularniejsza jest technika wykorzystująca różne częstotliwości wzbudzenia fal w tych dwóch środowiskach. Technika ta nazywana jest saturacją tłuszczu.
Wymaga ona jednak silnego i jednorodnego pola magnetycznego, generowanego przez rezonans magnetyczny, aby efektywnie zróżnicować tkankę tłuszczową i wodę. Z tego względu używana jest zwykle w wysokopolowych rezonansach magnetycznych MRI.
Opracowano więc nową metodę dedykowaną do rezonansów magnetycznych niskopolowych, która pozwala na zróżnicowanie tych dwóch rodzajów tkanek, bez konieczności szczegółowej analizy częstotliwości wzbudzanych fal.
Wszystkie używane obecnie techniki separacji i poprawy jednorodności pola wykorzystywane w rezonansach magnetycznych niskopolowych opierają się co do zasady na pomiarze zmian pola magnetycznego podczas badania. Najważniejszym i zarazem najtrudniejszym etapem, jest prawidłowe zobrazowanie poszczególnych faz tego procesu.
Pomimo opracowania wielu algorytmów mających usprawnić ten proces, wciąż jest on bardzo złożony i obarczony nieuniknioną obecnością szumu i artefaktów. Badania firmy Esaote doprowadziły do opracowania nowatorskiej techniki separacji wody i tłuszczu podczas pojedynczego i szybkiego skanu z jednoczesnym zoptymalizowaniem niejednorodności stałego pola magnetycznego. Sekwencją tą nazwano XBone.
Sekwencja XBone – omówienie
XBone oparta jest na dwóch sekwencjach typu Gradient Echo zmieniających kierunek gradientu pola magnetycznego i wytwarzających tym samym obrazy kliniczne. Specjalne algorytmy są wówczas stosowane do uporządkowania zaburzeń pola magnetycznego. Szeroki zakres kontrastu zobrazowanych tkanek i redukcja artefaktów, zapewnia odseparowanie lub wybór poszczególnych sygnałów pochodzących z tkanek tłuszczowych i wody.
XBone – technika akwizycji w rezonansie magnetycznym.
Aby w pełni rozumieć zasadę działania techniki XBone, należy zacząć od podstaw działania obrazowania metodą rezonansu magnetycznego. W cząsteczkach wody i tłuszczu zawarte są różne ilości wodoru, a jądra ich atomów poruszają się w polu magnetycznym z różną częstotliwością. Kolejną istotna kwestia związana jest z akwizycją typu Gradient Echo. W sekwencji tej powstają 2 rodzaje obrazów – tzw. obraz w fazie i obraz poza fazą. Różnica polega na tym, że atomy w tych dwóch środowiskach mają różne momenty pędu (tzw. spin), które zmieniają się w czasie z pewną częstotliwością i pewnych jego odstępach pokrywają się ze sobą – tzn. są w fazie. Czas w którym tłuszcz i woda są w fazie lub poza fazą jest określony – 14 ms poza fazą i 28 ms w fazie. Przedstawia to poniższy rysunek:
Jest to tzw. czas echo (ang. „Echo Time”) tj. czas od momentu wzbudzenia do uzyskania sygnału zwrotnego. Własności te wykorzystane w odpowiednim procesie i przy zastosowaniu specjalnych algorytmów pozwalają na uzyskanie 4 obrazów podczas pojedynczego skanu: obraz w fazie, obraz poza fazą, tłumienie tłuszczu i tłumienie wody. Różnicę między tymi obrazami przedstawiają poniższe zdjęcia:
Obraz w fazie Obraz poza fazą
Tłumienie wody Tłumienie tłuszczu
Zastosowanie technologii Xbone oraz jej zalety w badaniach rezonansem magnetycznym
Technologia Xbone stosowana w rezonansach magnetycznych marki Esaote posiada kilka konkretnych zalet, które warto tutaj przytoczyć:
- Czas skanu sekwencji XBone jest krótszy niż w przypadku sekwencji STIR i charakteryzuje się większym stosunkiem sygnału do szumu. W związku z tym sekwencja XBone może być z powodzeniem stosowana w precyzyjnej diagnostyce obrzęku kości
- Lepszy stosunek sygnału do szumu zapewnia jeszcze bardziej precyzyjną diagnostykę uszkodzeń tkanek np. w badaniu kolana przy pomocy rezonansu magnetycznego
- XBone zwiększa precyzję w diagnostyce chrząstki co znajduje zastosowanie np. w badaniu rzepki przy pomocy urządzenia jakim jest rezonans magnetyczny.
- Badania kontrastowe z sekwencją XBone otwierają nowe możliwości w diagnostyce z użyciem techniki supresji
- Z pomocą technologii XBone, możłiwa jest diagnostyka ukryte załamania mogą zostać wykryte z uwagi na różne typy kontrastu pokazanego na obrazach i generowanych przez tą sekwencję.
Xbone Over Sampling – omówienie technologii
Sekwencja XBone została wyposażona w technologię oversamplingu, która w tym wypadku ma dwa zastosowania:
- usuwa artefakty typu „Back Folding”
- poprawia jakość obrazu
W rezonansie magnetycznym artefakty typu ‘Black Folding” najprościej możemy wytłumaczyć jako artefakty, które powstają gdy badany obszar anatomiczny jest większy niż dostępne w danym momencie FOV (Field of View). W rezonansach magnetycznych firmy Esaote, system automatycznie ostrzega technika o możliwości pojawienia się takich artefaktów poprzez pojawienie się odpowiedniego komunikatu. Jedyne co musi zrobić operator to wybrać wtedy funkcję oversamplingu co automatycznie zwiększy wartość FOV przy czym nieznacznie to wpłynie na czas badania. Proces ten doskonale pokazują poniższe zdjęcia:
Obraz z zaznaczonymi artefaktami Obraz po zastosowaniu oversamplingu
Over Sampling jest również dobrym sposobem na poprawę jakości obrazu nawet jeżeli opisane wyżej artefakty nie występują na obrazie otrzymanym przy pomocy rezonansu magnetycznego. Jak pokazują poniższe obrazy, dzięki zastosowaniu Over Samplingu, otrzymujemy bardziej wyrazisty, ostry obraz z lepiej widocznymi detalami, jednocześnie przy czasie skanu krótszym o 1 minutę.
Obraz BEZ funkcji Over Sampling Obraz z włączoną funkcją Over Sampling
czas skanu 5:04 czas skanu 4:03
Podsumowanie
Podsumowując, sekwencja XBone dostępna w rezonansach magnetycznych niskopolowych firmy Esaote to doskonałe narzędzie umożliwiające separację wody i tłuszczu oraz zapewniające niezrównaną jakość obrazu zwłaszcza w badaniach stawów, poprzez ukazanie szczegółów anatomicznych z najdrobniejszymi detalami. Aby dowiedzieć się o możliwościach instalacji urządzenia tego typu w Państwa klinice, jak również o takich parametrach jak cena rezonansu magnetycznego – zapraszamy do kontaktu z naszymi Przedstawicielami.
Redakcja KOSMED
