Mapping MRI Technique

تکنیک ها و کاربردهای نقشه برداری در ام آر آی

در قسمت قبلی در مورد فیزیک مقدماتی و نحوه جمع آوری اطلاعات سکانس های Mapping  صحبت کردیم.

در این قسمت با کاربردها و نحوه استخراج اعداد ثابت زمان وآهنگ آسایش بحث خواهیم کرد.

T2* Mapping

کمی سازی میزان رسوب آهن اضافی در ارگان های بدن یکی از پرکاربردترین استفاده هایی است که در حال حاضر در مراکز مختلف دنیا از نقشه برداری T2* می شود.

همانطور که در قسمت قبلی صحبت شد هدف ما از نقشه برداری T2* مشارکت دادن اثرات غیریکنواختی های مغناطیسی است که به صورت غیرذاتی و یا به خاطر بیماری به وجود آمده اند.

رسوب آهن در بدن یکی از همان عوامل غیرذاتی است که در بیماران خونی مثل تالاسمی،سیکل سل و کسانی که خون تزریقی می گیرند اتفاق می افتد.وجود فریتین و هموسیدرین بیش از حد  که جز مواد سوپرپارامغناطیس هستند و برهکمنش با مولکول های آب منجر به ناهمفازی سریع تر اسپین ها و واپاشی صفحه عرضی(کاهش زمان آسایش (T2 ,T2* می شوند.

وقتی ما از این بیماران سکانس های روتین تصویربرداری می گیریم، براساس میزان شدت رسوب آهن و وابسته به مقدار TE

(افزایش TE ،ناهمفازی سریع تر )از نظر کیفی شاهد  تصاویرتیره هستیم اما نمی توان مقدار دقیق ثابت زمان،آهنگ آسایش و میزان آهن اضافی را برحسب میلی گرم بدست آورد.

تصویر با وزن T2*  کبد بیماربا افزایش رسوب آهن از نظر کیفی شاهد تصویر تیره ای هستیم  اما  اطلاعات کمی سازی را  نمی توان از آن استخراج کرد.

 

بنابراین نقشه T2* به عنوان یک ابزار غیرتهاجمی این امکان را فراهم می سازد مقدار دقیق خروجی های مورد نظر را بدست آوریم.

نقشه T2* از کبد

سکانس مورد استفاده مولتی اکو گرادیان اکو با وزن T2*

پارمترهای تصویربرداری:

TR=120ms,TE number=8-16echo,TE first=1-2MS,TE final=14-18ms,FA=15-25

نمونه پارامترهای سکانس و نحوه انتخاب تعداد اکو در ماشین جنرال الکتریک

تعیین تعداد اکوها در تب Sequence  و انتخاب تعداد آن در Contrasts ماشین ام آر آی زیمنس

نمای برش:آگزیال(به ازای هر TE یک تصویر با وزن T2* بدست می آید)

تعداد اسلایس ها 3-4 اسلایس با ضخامت 10 میلی متر با فاصله مناسب به نحوی که تمامی کبد پوشش داده شود.

(بازه تغییرات بین زمان های اکو به صورت اختیاری توسط اپراتور تنظیم می شود.)

جهت کاهش خطاهای کمی سازی و به دست آوردن مقدار دقیق T2* به نکات زیر توجه کنید:

1-استفاده از روش سرکوب چربی

2-عدم استفاده از فیلترهای تصویربرداری

3-جهت کاهش خطای شدت سیگنال که درکویل های آرایه فازی در تماس با عضونزدیک به کویل مشاهده می شود پیشنهاد می شود از کویل Body استفاده شود

4-جهت کاهش آرتیفکت حرکتی زمان اسکن کمتر از 20 ثانیه باشد

5-در بیماران با درجه شدید رسوب آهن مقدار TE fisrt  با بهینه سازی پارامترها و با توجه به قدرت گرادیان دستگاه در کمترین حالت ممکن باشد(زیر 1 میلی ثانیه و بازه تغییرات گسترده نباشد)

سری تصاویر مولتی اکو T2* را در شکل زیر میبینم.با افزایش TE واپاشی بیشترو کاهش سیگنال اتفاق می افتد.

 

پس پردازش نقشه T2* کبد

پس از بدست آوردن تصاویر برای استخراج اعداد مورد نظر نیاز به بارگذاری تصاویر در نرم افزارهای اختصاصی است.

در ماشین های مختلف ام آر آی این نرم افزارها به صورت نیمه اتوماتیک در اختیار کاربر قرارگرفته اند توجه داشته باشید اصول تکنیکی در تمامی آن ها یکسان است. اسامی این نرم افزار ها در کمپانی جنرال الکتریک STAR MAP و در زیمنس MAPIT است.

ابزار مورد استفاده ROI است که با قرار دادن آن درمحل مورد نظر مقدار T2*,R2* و میزان آهن را در کنار نمودار نمایی واپاشی T2*در اختیار ما قرار می دهد.

نکات تکنیکی که درحین ROI گذاری باید  به آن توجه داشته باشید:

1-از 2-3 ROI  استفاده شود

2-محل قرارگیری ROI در پارانشیم کبد و خارج از عروق و مجاری صفراوی باشد(جهت کاهش این خطا پیشنهاد می شود از روش رنگ آمیزی نقشه  color-code-mapو تعیین آستانه استفاده شود)

قدم به قدم با مراحل استخراج ثابت های زمانی:

الف)کانتور کردن کبد

ب)به وجود آمدن نقشه و ROI گذاری

مقیاس و تعیین رنگ هر پیکسل براساس اعداد زمان و آهنگ آسایش است

همانطور که در قسمت مقدماتی گفته شد کاهش زمان آسایش T2* ، افزایش R2* را به دنبال دارد.

در تصویر زیر نواحی قرمزرنگ ناشی از رسوب شدید آهن با افزایش R2* و کاهش T2*  همراه است.

محل ROI (دایره آبی رنگ)در پارانشیم کبد است.

تصویر نمودار واپاشی T2* را با افزایش TEنمایش می دهد.

 

نقشه T2* از قلب

سکانس مورد استفاده مولتی اکو گرادیان اکو با وزن T2*

پارمترهای تصویربرداری:

TR=3/1ms,TE number=8-16echo,TE first=1-2MS,TE final=14-18ms,FA=15-25

(بازه تغییرات بین زمان های اکو به صورت اختیاری توسط اپراتور تنظیم می شود)

تعداد اسلایس ها: 3اسلایس با ضخامت 8میلی متر

پس از بدست آوردن تصاویر لوکلایزر مناسب و نماهای 4 chamber,2chamber

3 عدد کات روی بازال،قسمت میانی بطن واپکس قلب چیده می شود

 

نمای بدست آمده:short axis

 

جهت کاهش خطاهای کمی سازی و به دست آوردن مقدار دقیق T2* به نکات زیر توجه کنید:

1-استفاده از روش سرکوب چربی

2-عدم استفاده از فیلترهای تصویربرداری

3-جهت کاهش آرتیفکت حرکتی زمان اسکن کمتر از 20 ثانیه باشد

4-در بیماران با درجه شدید رسوب آهن مقدار TE fisrt  با بهینه سازی پارامترها و با توجه به قدرت گرادیان دستگاه در کمترین حالت ممکن باشد(زیر 1 میلی ثانیه و بازه تغییرات گسترده نباشد)

سری تصاویر مولتی اکو  T2*از قلب را در شکل زیر میبینم.

 

پس پردازش نقشه T2* قلب

پس از بدست آوردن تصاویر برای استخراج اعداد مورد نظر نیاز به بارگذاری تصاویر در نرم افزارهای اختصاصی است.

در ماشین های مختلف ام آر آی این نرم افزارها به صورت نیمه اتوماتیک در اختیار کاربر قرارگرفته اند توجه داشته باشید اصول تکنیکی در تمامی آن ها یکسان است. اسامی این نرم افزار ها در کمپانی جنرال الکتریک Cardiac vx و در زیمنس Myo Maps است.

هدف از پس پردازش قلب استخراج اعداد مورد نظر از میوکارد چپ قلب است برای این کار ابتدا باید با ابزارهای در دسترس میوکارد را کانتور کرد .بعد از این کار با استفاده از ROI و قرار دادن آن درمحل مورد نظر مقدار T2*,R2* و میزان آهن را در کنار نمودار نمایی واپاشی T2*در اختیار ما قرار می دهد.

نکات تکنیکی که درحین ROI گذاری باید  به آن توجه داشته باشید:

1-از 2-3 ROI  استفاده شود

2-محل قرارگیری ROI جهت جلوگیری از آرتیفکت های ریه و عروق قلب در سپتوم میوکارد باشد  (جهت کاهش این خطا پیشنهاد می شود از روش رنگ آمیزی نقشه و تعیین آستانه استفاده شود)

 

طبقه بندی تغییرات زمان و آهنگ آسایش براساس میزان رسوب آهن را در تصویر زیر می بینیم.

 

T2 Mapping

کاردبردهای متفاوتی برای نقشه برداری T2   در زمینه تحقیقاتی(preclinical) و کلینیکال در نظر گرفته شده است.

نقشه برداری T2 از غضروف

Cartilge Mapping جهت تشخیص آسیب های غضروف مفصلی زانو(یا دیگر مفاصل) که مبتنی بر تغییرات زمان های آسایش است معرفی شده است.

غضروف مفصلی زانو از 3 ZONE تشکیل شده است که بر اساس مواد تشکیل دهنده زمان های آسایش متفاوتی دارند.

ناحیه سطحی وTransitional  مولفه آب بیشتر و به همین علت زمان آسایش T2 طولانی تری دارند و ناحیه عمقی به خاطر وجود کلاژن و مولفه آب کمتر مقدار T2 کوتاه تری دارند.

در آسیب های مفصلی مثل تروما،دژنراسیون و تغییرات التهابی شاهد افزایش مولفه آب درناحیه عمقی غضروف مفصلی

و در نتیجه در مراحل آغازین استئوآرتریت متوجه تغییرات در ساختار آن می شویم.

نقشه برداری T2 این کمک را به ما می کند تغییرات مقدار زمان آسایش را سریع تر از تغییرات کیفی بررسی و اندازه گیری کنیم.

سکانس مورد استفاده مولتی اکو اسپین اکو با وزن T2

پارامترهای تصویربرداری:TR=1500MS,TE number=8,TE first=8ms,TE final=70-80ms,FA=90

نمای برش:بر اساس این که کدام سطح مفصلی می خواهد بررسی شود تنظیم می شود

برای مفصل Patellofemoral  نمای آگزیال و برای femorotibial نمای کرونال ارجح است

ضخامت برش 3میلی متر با فاصله 1میلی متر(تمام سطح مفصلی پوشش داده شود)

تصاویر T2 Mapping که با تصاویر مرجع فیوز شده است را در زیر می بینیم.

همانطور که در مقیاس رنگ آمیزی مشخص هست در یک شخص نرمال لایه عمقی به دلیل وجود کلاژن مقدار ثابت آسایش  T2کوتاه تر(رنگ نارنجی) ولایه سطحی به دلیل وجود آب ثابت آسایش  T2بالاتری(رنگ سبز) دارد.

با کمک این تکنیک پاسخ به درمان و تشخیص مراحل آغازین استئوآرتریت امکان پذیر است.

 

 

 

 

 

 

تهیه کننده: جناب آقای میلاد جلیلیان

کارشناس ارشد تصویربرداری پزشکی