Bærbar spolevest kunne ændre spillet i bryst-MRI – Physics World

Bærbar spolevest kunne ændre spillet i bryst-MRI – Physics World

Tidsstempel: 13. juli 2023 kl. 4

Forskere demonstrerer placeringen af ​​den bærbare BraCoil
Vestlignende MR-spole Hovedforsker Elmar Laistler (til venstre), og førsteforfatterne Lena Nohava (i midten) og Michael Obermann (til højre), demonstrerer positioneringen af ​​BraCoil. Håndteringen er enkel, og spolen kan justeres til et stort udvalg af bryststørrelser. (Med høflighed: ©Medical University of Vienna/feelimage)

En ny brystbilleddannelsesteknik kendt som "panoramisk bryst-MR" kunne udvide brugen af ​​bryst-MR-billeddannelse som en opfølgende undersøgelse for at undersøge mistænkelige mammografifund. Tilgangen forventes at forbedre billedkvaliteten, forenkle den kliniske arbejdsgang, være mere omkostningseffektiv og hjælpe billedfortolkningen ved hjælp af panoramavisualisering af bryst MR-billeder.

I et skridt i retning af klinisk indførelse af denne teknologi har forskere fra Medical University of Vienna har designet en prototype MRI-spole, der kan bæres som en sports-bh. BraCoil, beskrevet i Undersøgende radiologi, er et vestlignende spolearray, der kun kan modtages, lavet af fleksible spoleelementer til 3 T MRI. Designet er velegnet til en lang række kropsformer og bryststørrelser, der dækker begge bryster tilstrækkeligt og giver mulighed for vurdering af aksillære lymfeknuder. Det er vigtigt, at BraCoil muliggør MR-billeddannelse i både liggende (patienten liggende på ryggen) og tilbøjelig (patienten liggende på forsiden).

Den justerbare BraCoil er designet til at forbedre komforten, reducere forberedelses- og optagelsestiden og øge signal-til-støj-forholdet (SNR) af de resulterende billeder. Evnen til at udføre liggende billeddannelse giver ensartet brystform med andre billeddannelses- og terapeutiske modaliteter. For at forbedre visningseffektiviteten foreslår teamet at bruge spolen sammen med en panoramisk rekonstruktion af billederne, svarende til den, der almindeligvis anvendes i panoramisk dental røntgen.

Ledende efterforsker Elmar Laistler, fra universitetets High Field MR Center, og kolleger bemærker, at deres BraCoil-design, sammen med den høje feltstyrke på 3 T MRI, giver høj SNR. Dette giver billeder med høj opløsning for bedre at detektere små læsioner i brystet; det har også fordele for MR-teknikker såsom diffusionsvægtet billeddannelse (DWI).

BraCoil består af et 28-kanals spolearray, der kun kan modtages, med en samlet størrelse på 55 x 25 cm. Arrayet er organiseret i syv fire-kanals moduler, omsluttet af 3D-printede interfacehuse og tekstillag. Hvert modul indeholder fire cirkulære, single-gab, 8 cm-diameter koaksialspoler lavet af tyndt og meget fleksibelt koaksialkabel. Dette design vejer mindre og er meget lettere at håndtere end kommercielt tilgængelige brystspiraler og kræver ikke omfangsrig positioneringsstøtte.

Laistler og kolleger gennemførte en pilotundersøgelse for at vurdere mulighederne for BraCoil og sammenligne dens ydeevne med en 16-kanals dedikeret brystspole og en semi-fleksibel 18-kanals multifunktionsspole. Deres specifikke mål var at måle SNR og signalhomogenitet i brystvolumenet, at vurdere accelerationsmuligheder og at bestemme, om panorama-rekonstruktion kan reducere antallet af skiver, der skal læses. Undersøgelsen omfattede 12 raske frivillige med bryster af forskellig størrelse og en patient med mistanke om brystkræft.

Standard versus panoramisk bryst-MR
Standard (venstre) versus panoramisk (højre) bryst-MR Med BraCoil er undersøgelsen mere behagelig og giver sammen med panoramabilledrekonstruktion en intuitiv og højkvalitetsvisning af hele brystet. (© Medical University of Vienna/Elmar Laistler)

Forskerne fandt ud af, at BraCoil producerede en op til tre gange forbedring i SNR sammenlignet med standardspiraler, med den højeste ydeevne set for patienter med mindre bryst. Parallelle billeddannelsesteknikker gjorde det muligt at anvende accelerationsfaktorer på op til 6 × 4. Panoramavisualisering af rygliggende brystbilleder reducerede antallet af skiver, der skulle ses, med en faktor på 2.1-3.7 sammenlignet med aksiale billeder optaget af en standardspiral i liggende stilling.

På grund af den matchende brystgeometri mellem ultralyd og panoramisk bryst-MR med BraCoil, kunne en læsion, der oprindeligt ikke blev fundet i ultralyd, lokaliseres i second-look ultralyd. Dette gjorde det muligt at udføre ultralydsstyret biopsi (en meget billigere mulighed end MR-guidet biopsi).

"Vi forestiller os, at panoramisk bryst-MR vil blive udført som en opfølgende undersøgelse af mistænkelige fund på en mammografi. Vi forventer ikke, at det vil erstatte mammografi generelt,” fortæller Laistler Fysik verden. "Men på lang sigt tror jeg, at panoramisk bryst-MR kan erstatte mammografisk screening for visse undergrupper, såsom patienter med tætte bryster og/eller unge patienter under 45 år med mellem- eller højrisiko."

Laistler siger, at hovedårsagen til, at bryst-MR endnu ikke har erstattet røntgenmammografi, er dens højere kompleksitet, manglende tilgængelighed og omkostninger. "De konventionelle store og tunge brystspoler er svære for teknologer at håndtere, og de kan ikke levere billeder af høj kvalitet i mindre bryster," forklarer han. "Også skal der injiceres et kontrastmiddel for at opnå tilstrækkelig sensitivitet og specificitet. DWI er den mest lovende kandidatmetode til pålideligt at opdage kræft uden kontrastmiddel. Men det er en teknik, der er krævende med hensyn til SNR og er modtagelig for billedartefakter fra hardwarefejl."

"Vores mål med at udvikle BraCoil er at gøre bryst-MRI mere omkostningseffektiv og robust ved lettere håndtering for teknologen, kortere opsætningstid og hurtigere billedoptagelse og fortolkning," siger Laistler. "Med fremtidige forbedrede erhvervelses- og rekonstruktionsteknikker er vores vision at muliggøre MRI-brystkræftscreening uden behov for kontrastmidler."

Forskerne udfører i øjeblikket en undersøgelse af omkring 60 patienter med brystkræft for at undersøge den kliniske ydeevne af panoramisk bryst-MR. Den næste generation af BraCoil vil have yderligere dækning af de klavikulære lymfeknuder og et forbedret håndteringskoncept. Sammen med samarbejdspartnere fra Université de Lorraine, er der forskning i gang for at udvikle bevægelsesdetektion og -korrektionsteknikker for at gøre rygliggende panorama-MRI mere robust mod billedsløring som følge af vejrtrækningsbevægelser.

Tidsstempel:

Mere fra Fysik verden