Resolución de problemas y control de calidad en imágenes de resonancia magnética de xenón hiperpolarizado: herramientas para la adquisición de imágenes de alta calidad

Resumen

Aquí, presentamos un protocolo para obtener imágenes de resonancia magnética de xenón-129 hiperpolarizadas de alta calidad, que cubre hardware, software, adquisición de datos, selección de secuencias, gestión de datos, utilización del espacio k y análisis de ruido.

Resumen

La resonancia magnética de xenón hiperpolarizada (HP) (^{RM de 129}Xe) es una modalidad de diagnóstico por imágenes recientemente aprobada por la Administración Federal de Medicamentos (FDA, por sus siglas en inglés) que produce imágenes de alta resolución de un aliento inhalado de gas xenón para la investigación de la función pulmonar. Sin embargo, la implementación de ^{la RM 129}Xe es un desafío único, ya que requiere hardware y equipos especializados para la hiperpolarización, la adquisición de bobinas de imágenes de xenón y software de bobinas, el desarrollo y la compilación de secuencias de imágenes de RM multinucleares y la reconstrucción/análisis de los datos adquiridos. Sin la experiencia adecuada, estas tareas pueden ser desalentadoras, y la falta de adquisición de imágenes de alta calidad puede ser frustrante y costosa. Aquí, presentamos algunos protocolos de control de calidad (QC), prácticas de resolución de problemas y herramientas útiles para¹²⁹sitios de resonancia magnética Xe, que pueden ayudar en la adquisición de datos optimizados y de alta calidad y resultados precisos. El debate comenzará con una descripción general del proceso de implementación de la resonancia magnética HP ¹²⁹Xe, incluidos los requisitos para un laboratorio de hiperpolarizadores, la combinación de hardware/software de la bobina de resonancia magnética ¹²⁹Xe, la adquisición de datos y las consideraciones de secuencia, las estructuras de datos, el espacio k y las propiedades de la imagen, y las características de señal y ruido medidas. Dentro de cada uno de estos pasos necesarios se encuentran las oportunidades para errores, desafíos y sucesos desfavorables que conducen a una mala calidad de imagen o imágenes fallidas, y esta presentación tiene como objetivo abordar algunos de los problemas más comunes. En particular, la identificación y caracterización de los patrones de ruido anómalos en los datos adquiridos es necesaria para evitar artefactos de imagen e imágenes de baja calidad; Se darán ejemplos y se discutirán estrategias de mitigación. Nuestro objetivo es facilitar el proceso de implementación de la resonancia magnética ¹²⁹Xe para los nuevos sitios, al tiempo que proporcionamos algunas pautas y estrategias para la resolución de problemas en tiempo real.

Introducción

Durante más de un siglo, la evaluación de la función pulmonar se ha basado principalmente en mediciones globales de espirometría y pletismografía corporal. Sin embargo, estas pruebas tradicionales de función pulmonar (PFP) tienen una capacidad limitada para captar los matices regionales de la enfermedad en estadio temprano y los cambios sutiles en el tejido pulmonar¹. La medicina nuclear con radiotrazadores inhalados se ha utilizado ampliamente para la evaluación de los desajustes de ventilación/perfusión comúnmente asociados con los émbolos pulmonares, pero esto implica radiación ionizante y produce una resolución más baja. Por el contrario, l....

Protocolo

El protocolo que se describe a continuación se adhiere a las pautas y estándares establecidos por el Comité de Ética de Investigación Humana de la Universidad de Missouri, lo que garantiza la realización ética del estudio y la protección de los derechos, la seguridad y el bienestar de los participantes.

NOTA: Para garantizar la fiabilidad y precisión de los estudios de resonancia magnética de xenón hiperpolarizado, es crucial realizar una caracterización rigurosa de las imágenes adquiridas, seguir un protocolo integral y emplear estrategias eficaces de resolución de problemas. La sesión de imágenes implica varios pasos: hiperpolarización de....

Resultados

La Fig. 4 muestra los resultados del análisis de caracterización de ruido realizado en el escaneo de ruido. El gráfico muestra el impacto del ruido regular e irregular en el espacio k, donde se observa la desviación de la línea de referencia ideal y=x. El ruido regular conduce a un patrón continuo en el espacio k, mientras que el ruido irregular da como resultado valores atípicos de alto valor en el gráfico QQ.

Pasando a la Figura 5, .......

Discusión

La capacidad de solucionar problemas de resonancia magnética ¹²⁹Xe es una habilidad necesaria y puede ayudar a mitigar los problemas en tiempo real. Hasta que se pueda comprar una infraestructura de gas hiperpolarizado a una sola parte y obtener el apoyo de los fabricantes de escáneres, estas tareas de control de calidad son responsabilidad exclusiva de los laboratorios individuales. El objetivo de este manuscrito es proporcionar al lector prácticas y sugerencias útiles para el inevitable evento de una mala ad.......

Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo

Nombre	Empresa	Número de catálogo	Comentarios
Estación de medición de polarización	Polerean	42881	https://polarean.com/
Recipiente a presión con válvula de émbolo	Ace glass	8648-85	https://www.aceglass.com/html/3dissues/Pressure_Vessels/offline/download.pdf
Bolsa Tedlar	Jensen inerte	GST381S-0707TJO	http://www.jenseninert.com/
Hiperpolarizador de xenón 9820	Polerean	49820	https://polarean.com/
Bobina de bucle de xenón	Soluciones clínicas de resonancia	magnética Dispositivo personalizado	https://www.sbir.gov/sbc/clinical-mr-solutions-llc
Bobina de chaleco de xenón	Soluciones clínicas de resonancia	magnética Dispositivo personalizado	https://www.sbir.gov/sbc/clinical-mr-solutions-llc