O-MAR

O-MAR PHILIPS            

 


 

کاهش آرتیفکت ایمپلنتهای فلزی در MRI

 

اغلب این اتفاق میافتد که باید از عضوی که دارای ایمپلنت ارتوپدی است تصویربرداری MRI انجام شود.اگر بخواهیم از سکانسهای  روتین MRI  برای تصویربرداری استفاده کنیم آرتیفکت بسیار زیادی در تصویر دیده میشود که تشخیص را دشوار میسازد .

 

 

علت ایجاد آرتیفت در اطراف ایمپلنتهای ارتوپدی :

MAGNETIC SUSCEPTIBILITY   نشان دهنده میزان مغناطیسی شدن یک ماده  در حضور میدان مغناطیسی میباشد . بافتها با MAGNETIC SUSCEPTIBILITY متفاوت دارای میدان مغناطیسی ایستا در

داخل خود میباشند . بافتهای مجاور همدیگر با وجود این اختلاف در MAGNETIC SUSCEPTIBILITY  دارای یک تغییر بسیار خفیف میدان مغناطیسی ایستا  در درون خود خواهند شد . در نتیجه فرکانس

لارمور دراین بافتها متفاوت خواهد بود .این تغییر در میدان مغناطیسی سبب دفاز شدن در داخل یک وکسل شده و سیگنال را کاهش میدهد.

MAGNETIC SUSCEPTIBILITY فلز بسیار بیشتر از بافت های اطرافش  میباشد و این موجب  اختلاف زیادی در فرکانس لارمور میشود که نه تنها سبب کاهش سیگنال میشود بلکه فقدان سیگنال پدید میاید .

جابجایی غیر خطی در موقعیت فرکانس ها موجب میشود انتخاب اسلایس (SLICE SELECTION )که براساس تغییرات فرکانس تحریک عمل میکند تحت تاثیر این تغییرات SUSCEPTIBILITY قرار گرفته و

 

بهم ریختگی اسلایس بوجود آید و متعاقب این, بهم ریختگی سیگنال در جهت اسلایس بوجود آید .

 

بنا بر این همیشه در اطراف ایمپلنتهای فلزی , آناتومی مبهم و غیر قابل تشخیص است

 

 

شدت آرتیفکت ناشی از فلز در تصاویر MRI  وابسته به سایز, شکل و جهت قرارگیری ایمپلنت  و سکانس MRI است .

 

ایمپلنتها به سه  گروه FERROMAGNETIC مثل استیل و کرومیوم کبالت وگروه NON-FERROMAGNETIC  مثل تیتانیوم  و  NON – MAGNETIC  مثل سرامیک و پلی اتیلن تقسیم میشوند.

در شکل زیر آرتیفکت فلزی در سکانس گرادیان اکو برای میله هایی با اندازه یکسان و ترکیبات تشکیل دهنده متفاوت را ملاحظه میکنید .

 

اگر تنه اصلی ایمپلنت در راستای میدان مغناطیسی باشد آرتیفکت تصویر به مراتب کمتر از حالتی است که این تنه عمود بر میدان مغناطیسی باشد .

 

چگونه میتوان آرتیفکت را کاهش داد :

قبل از انجام دادن MRI باید مطمئن شویم که انجام آزمایش برای بیماری که ایمپلنت دارد خطری ایجاد نمیکند .( رجوع شود به مدارک ایمپلنت که از کمپانی سازنده منتشر شده است).

راههای زیادی برای کاهش آرتیفکت فلزی درMRI   وجود دارد .یکی از این راهها این است که از سکانس گرادیان اکو استفاده نکنیم  ( مخصوصا EPI ) چون بسیار مستعد به آرتیفکت فلزی است .

از سکانسهای اسپین اکو استفاده میکنیم که  به علت استفاده از پالسهای RF  ,۱۸۰ درجه در آن SIGNAL LOSS بسیار کمتری رخ میدهد . وقتی از روش TURBO SPIN ECHO استفاده میکنیم

ECHO SPACING  را کم میکنیم  تا اکو های بیشتری را  قبل از ازبین رفتن سیگنال  در یک ECHO TRAIN دریافت کنیم .

از آنجاییکه خرابیهای تصویر در اطراف ایمپلنت به علت تغییر ناهنجار در فرکانس لارمور میباشد روش دیگر برای کاهش اندازه آرتیفکت , افزایش دادن پهنای باند گیرنده (RECEIVER BANDWIDTH)

میباشد .

یکی دیگر از مزیتهای افزایش  RECEIVER BANDWIDTH  این است که به ما اجازه میدهد تا از ECHO SPACING کوتاهتر استفاده کنیم که برای کاهش TE  در سکانسهای T1W و PDW لازم میباشد.

البته باید توجه داشت که با افزایش RECEIVER BANDWIDTH  نسبت سیگنال به نویز کاهش پیدا میکند در تمام دستگاههای  MRI فیلیپس  یک تنظیم در رابطه بین مقدار SNR و RECEIVER BANDWIDTH وجود دارد وقتی که ما از سکانس کاهش آرتیفکت فلزی (MARS )  استفاده میکنیم .

 

بکارگیری O-MAR  برای کاهش آرتیفکت IN-PLANE  :

این آپشن ترکیبی از آپشن MARS  و روش VIEW ANGLE TILTING  (VAT)  میباشد . VAT  یک روش موثر برای کاهش آرتیفکت IN-PLANE  میباشد.این تکنیک از یک گرادیان اضافی در جهت

انتخاب اسلایس در هنگام انجام SIGNAL READ-OUT استفاده میکند و بنابر این اسلایس از یک زاویه مشاهده میشود .

 

حاصل تغییر فرکانس در جهت انتخاب اسلایس وجهت READ – OUT (FREQUENCY ENCODING) نتیجه آن تغییر فرکانس در یک جهت مایل میباشد.حال اگر با همین زاویه در مرحله READ – OUT نگاه کنیم , سیگنالهای دریافتی در  داخل پیکسلهای اصلی خود قرار میگیرند . اگرچه بهم ریختگی IN- PLANE  بطور قابل توجهی کاهش میابد اما تصویر تا حد زیادی محو میشود . محو شدن تصویر با افزایش RECEIVER BANDWIDTH تا حد زیادی جبران میشود .استفاده از آپشن SENSE  به ما اجازه میدهد تا علاوه بر کاهش زمان اسکن , تصویر واضحی داشته باشیم .

 

OMAR XD  – کاهش آرتیفکتهای  IN- PLANE  و THROUGH – PLANE  :

O-MAR XD  شامل ترکیبی از روش VAT  و تکنیک  SLICE ENCODING FOR METAL ARTIFACT REDUCTION  (SEMAC )  میباشد . با این روش آرتیفکت SUSCEPTIBILITY هم در  IN-PLANE  و هم در THROUGH- PLANE  کاهش میابد .

اسلایسهای ۲D که در سکانسهای معمولی تولید میشوند دارای بهم ریختگی میباشند .در آپشن  SEMAC  برای هر اسلایس یک تصویر سه بعدی تشکیل میشود تا بهم ریختگیهای THROUGH- PLANE  سیگنال را دریافت کند و با طراحی مجدد آن را به محل اصلی خود در اسلایس مورد نظر برگرداند .بنا بر این هر اسلایس به عنوان یک حجم کوچک در نظر گرفته میشود .  فاکتور SEMAC  به تعداد مرحله های Z-PHASE ENCODING  گفته میشود . قبل از اینکه بازسازی تصویر انجام شود , اطلاعات مراحل PHASE  ENCODING  اسلایسهای مختلف بررسی و مقایسه  میشودو نتیجه آن تصویری خواهد شد که خرابی THROUGH – PLANE  آن کاملا  تصحیح شده است .

اگر بخواهیم کاملا بهم ریختگی TROUGH – PLANE تصویر را کم کنیم SEMAC FACTOR  باید برابر  ویا بزرگتر از تعداد اسلایسهای اسکن باشد . این نیازمند زمان اسکن طولانی تر میباشد اما مثل همه سکانسهای ۳D  افزایش SNR  متناسب است با فاکتور SEMAC .

 

 

 

آشنایی با انواع ایمپلنتهای ارتوپدی :

HIP-TC : ایمپلنتTOTAL HIP  میباشد. دارای بدنه و کاسه تیتانیومی وسر سرامیکی است.

HIM-MM: ایمپلنت TOTAL HIP  میباشد . دارای بدنه تیتانیومی و سر و کاسه کرومیم کبالت میباشد .(آرتیفکت بسیار زیادی تولید میکند )

HIP-SOPC : ایمپلنت TOTAL HIP  است که دارای بدنه استیل و سر آن از جنس اکسینیوم و پلی اتیلن  و کاسه از جنس کرومیوم کبالت میباشد .( آرتیفکت زیادی تولید میکند )

KNEE-TPC : ایمپلنت TOTAL KNEE  است که دارای بدنه از جنس تیتانیوم میباشد ,یک صفحه از جنس پلی اتیلن دارد و قسمت فمورال آن از جنس کرومیوم کبالت است .

SPINE-T : پیچ و میله نگهدارنده از جنس تیتانیوم میباشند .

SPINE- S: هم پیچ و هم  صفحه نگهدارنده از جنس استیل هستند .

همانطور که قبلا گفته شد , جزیی از ایمپلنت که عمود بر میدان باشد بیشترین آرتیفکت را ایجاد میکند.

تصویر زیر جهت قرار گیری اجزاء ایمپلنتها را نسبت به میدان مغناطیسی نشان میددهد .

 

 

 

تعیین مقدار کاهش آرتیفکت فلزی در اثر استفاده از O-MAR   و O-MAR XD  :

در شکل زیر مقایسه اثر آپشنهای O-MAR,OMAR-XD وسکانس روتین TSE  باBANDWIDTH  بالا را بر روی آرتیفکتهای IN-PLANE  و THROUGH – PLANE میبینید.نکته مهم اینکه برای برای تعیین کردن آرتیفکت THROUGH – PLANE  از تصویر بازسازی REFORMAT  در جهت READOUT استفاده شده است .

 

 

 

جدول زیر اثر اندازه و شکل ایمپلنتها را در تولید آرتیفکت فلزی در دستگاههای ۵/۱ تسلا و ۳ تسلابا هم مقایسه میکند.

واضح است که مقدار آرتیفکت در ۳ تسلا به مراتب بالاتر از ۵/۱ تسلا است .

نکته مهم دیگر اینکه در مورد ایمپلنت SPINE-T در دستگاه ۵/۱ تسلا هیچگونه اختلافی بین آپشنهای O-MAR,O-MAR XD و سکانس روتین TSE  با BANDWIDTH  بالا وجود ندارد.

 

 

 

 

 

 

 

اثر مواد تشکیل دهنده ایمپلنت بر شدت آرتیفکت فلزی :

 

در شکل زیر اثر موتد تشکیل دهنده ایمپلنتها را بر روی میزان آر تیفکت میبینید. همانطور که انتظار میرفن آپشن O-MAR XD  بیشترین اثر را بر کاهش آرتیفکتها دارد .

 

تصویر زیر اثر سکانسهای T1W , T2Wو PDW  را بر شدت  آرتیفکت ایمپلنتها نشان میدهد .باز هم O-MAR XD  بهترین نتیجه را دارد .

 

 

 

مثال های بالینی :

تصویر زیر سکانس T2W  بیماری است که دارای پیچ های استیل در داخل هیپ میباشد . به علت جنس و جهت قرار گرفتن  پیچ ها  که عمود بر میدان هستند ,   آرتیفکت شدیدی در تصویر T2TSE HIGH BANDWIDTH بوجود آمده است . اما با بکارگیری آپشن O-MAR XD  آرتیفکت به میزان قابل توجهی کاهش پیدا کرده است .

 

 

تصویر زیر مقایسه ای بین روشهای O-MAR, O-MAR XD و TSE HIGH BANDWIDTH  در سه سکانس T1W , PDW و STIR  در بیماری که دارای ایمپلنت TOTAL HIP  هست میباشد .

همانطور که میبینید O-MAR XD  بهترین تصویر با حداقل آرتیفکت فلزی  ایجاد میکند.

 

 

 

تهیه کننده: جناب آقای منصور

 

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *