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
