Protocole pour l’évaluation de MRI artefacts causés par le métal Implants pour évaluer les qualités des Implants et la vulnérabilité des séquences d’impulsions
Summary
Les auteurs décrivent une méthode normalisée pour évaluer l’imagerie par résonance magnétique artefacts causés par des implants pour estimer la pertinence des implants pour imagerie par résonance magnétique ou la vulnérabilité des séquences d’impulsions différentes aux artefacts métalliques en même temps.
Abstract
Comme le nombre de scanners d’imagerie de résonance magnétique (IRM) et les porteurs d’implants médicaux augmente constamment, radiologues rencontrent plus métalliques artefacts liés à implant à l’IRM, ce qui entraîne une qualité d’image réduite. Par conséquent, l’aptitude de MRI des implants en termes de volume de l’artefact, ainsi que le développement de séquences d’impulsions pour réduire les artefacts de l’image, est de plus en plus important. Nous présentons ici un protocole complet qui permet une évaluation standardisée du volume artefact des implants à l’IRM. En outre, ce protocole peut être utilisé pour analyser la vulnérabilité des séquences d’impulsions différentes aux artefacts. La proposition de protocole peut être appliqué aux images pondérées en T1 et en T2 avec ou sans implants de graisse-répression et tout passifs. En outre, la procédure permettra l’identification distincte et en trois dimensions des artefacts carambolage et de perte de signal. Comme les enquêtes précédentes diffèrent grandement dans les méthodes d’évaluation, la comparabilité des résultats a été limitée. Ainsi, des mesures normalisées des volumes artefact MRI sont nécessaires pour fournir la meilleure comparabilité. Cela peut améliorer le développement de l’aptitude de MRI d’implants et d’impulsions mieux séquences pour enfin améliorer les soins aux patients.
Introduction
MRI est devenu un outil diagnostique indispensable. Ainsi, le nombre de systèmes d’IRM dans le diagnostic de routine augmente davantage1. Dans le même temps, le nombre de patients avec des implants augmente ainsi2,3. En 2012, par exemple, plus de 1 million de genou et de prothèses articulaires sont réalisées dans le seul USA4. La prévalence de ces implants a été d’environ 7 millions en 2010, ce qui correspond à plus de 10 % des filles dans le groupe d’âge 80-89 ans5. En conséquence, la qualité de l’image et la valeur diagnostique des examens sont souvent entravés artefacts en raison des implants métalliques, ce qui entraîne une précision diagnostique une diminution. Par conséquent, l’aptitude de MRI des implants et la vulnérabilité de l’artefact des séquences d’impulsions gagnent en importance. Plusieurs approches ont été publiés pour évaluer ces caractéristiques. En raison de fortes divergences dans les méthodes d’évaluation utilisées, cependant, les résultats respectifs sont difficiles à comparer.
Une évaluation de la pertinence de MRI de matériaux peut être effectuée en calculant leur susceptibilité magnétique6. Cependant, la vulnérabilité des séquences d’impulsions différentes aux artefacts ne peut être comparée à cette approche pour un implant donné. Inversement, les volumes d’artefact pour une séquence d’impulsion donnée ne peuvent être grossièrement estimés pour différents implants. En outre, l’analyse est souvent réalisée avec les implants artificiellement en forme7,8. Comme le volume de matière et la forme ont une influence sur l’artefact taille6, ces fonctionnalités devraient être prises en compte aussi bien. Comme alternative à la susceptibilité magnétique, on peut évaluer la taille de l’artefact. Fréquemment, des études s’appuient uniquement sur l’évaluation qualitative de l’artefact taille9 ou mettre l’accent sur la taille de l’artefact à deux dimensions couvrant seulement une tranche de l’implant artefact10,11. En outre, des approches de segmentation manuelle sont souvent utilisés, qui est non seulement beaucoup de temps mais aussi sujette à intra – et inter – reader différences11. Enfin, des protocoles souvent ne permettent pas de tester pour les séquences non gras-saturés et de gras saturés dans le même temps12. Ceci, cependant, serait souhaitable, étant donné que la technique de suppression de graisse appliquée affecte profondément la taille de l’artefact.
Nous présentons ici un protocole qui permet la fiable, semi-automatique, tridimensionnelle, axée sur le seuil de quantification d’artefacts perte et l’amoncellement de signal de l’implant tout ou toutes sections contenant des artefacts visibles implant. En outre, il permet de tester les images pondérées en T1 et en T2 avec ou sans matière grasse-saturation. Le protocole peut être utilisé pour évaluer la pertinence de MRI des différents implants ou de la vulnérabilité des séquences d’impulsions différentes aux artefacts métalliques pour un implant donné.
Protocol
Representative Results
Discussion
Le nombre de patients avec metallic implants et le nombre d’examens augmente actuellement1,2,3. Dans le passé, les examens ont été évitées après prothèses articulaires. Aujourd’hui, cependant, MRI n’est pas sollicitée pour l’imagerie de ces patients mais doit également permettre l’évaluation des complications directement adjacent à l’arthroplastie. Ainsi, le MRI sécurité et l’aptitude de MRI des implants…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Les auteurs désirent remercier Stefanie Sauer, pharmacien au département de pharmacie Heidelberg University Hospital, pour ses contributions à la phantom de MRI. En outre, nous tenons produits NORAS MRI GmbH (Höchberg, Allemagne) et en particulier Daniel Gareis remercie de fournir un prototype de la bobine polyvalent 16 canaux. En outre, nous sommes reconnaissants pour l’aimable coopération avec SIEMENS Healthcare GmbH (Erlangen, Allemagne) et surtout Mathias Nittka pour leur aide dans la configuration de la séquence.
Materials
| Aqua B. Braun Ecotainer | B. Braun Melsungen AG, Melsungen, Germany | ||
| Semisynthetic fat: Witepsol W25 | Caelo Caesar & Loretz GmbH, Hilder, Germany | 4051 | |
| Macrogol-8-stearate | Caelo Caesar & Loretz GmbH, Hilder, Germany | 3023 | |
| Plastic box: not specified | |||
| Implants: Nobel Replace | Nobel Biocare, Zürich, Switzerland | ||
| Water bath Haake S5P | Thermo Scientific, Waltham, MA, USA | ||
| Measuring cylinder Blaubrand Eterna, Class A, Boro 3.3 | BRAND GmbH + Co Kg, Wertheim, Germany | 32708 | |
| Coil: Variety | Noras MRI products GmbH, Höchberg, Germany | ||
| MRI: Magnetom Trio | Siemens Healthcare GmbH, Erlangen, Germany | ||
| Postprocesing software: Amira 6.4 | Thermo Scientific, Waltham, MA, USA |
Riferimenti
- Matsumoto, M., Koike, S., Kashima, S., Awai, K. Geographic distribution of CT, MRI and PET devices in Japan: a longitudinal analysis based on national census data. PLoS ONE. 10 (5), (2015).
- Cram, P., et al. Total knee arthroplasty volume, utilization, and outcomes among medicare beneficiaries. JAMA. 308 (12), 1227-1236 (1991).
- Jordan, R. A., Micheelis, W. . Fünfte Deutsche Mundgesundheitsstudie (DMS V). , (2016).
- Steiner, C., Andrews, R., Barrett, M., Weiss, A. . HCUP projections mobility/orthopedic procedures 2003 to 2012. , (2012).
- Kremers, H., et al. Prevalence of total hip and knee replacement in the United States. The Journal of Bone and Joint Surgery. 97 (17), 1386-1397 (2015).
- Schenck, J. The role of magnetic susceptibility in magnetic resonance imaging: MRI magnetic compatibility of the first and second kinds. Medical Physics. 23 (6), 815-850 (1996).
- Filli, L., et al. Material-dependent implant artifact reduction using SEMAC-VAT and MAVRIC: a prospective MRI phantom study. Investigative Radiology. 52 (6), 381 (2017).
- Klinke, T., et al. Artifacts in magnetic resonance imaging and computed tomography caused by dental materials. PloS ONE. 7 (2), (2012).
- Lee, J., et al. Usefulness of IDEAL T2-weighted FSE and SPGR imaging in reducing metallic artifacts in the postoperative ankles with metallic hardware. Skeletal Radiology. 42 (2), 239-247 (2013).
- Zho, S. -. Y., Kim, M. -. O., Lee, K. -. W., Kim, D. -. H. Artifact reduction from metallic dental materials in T1-weighted spin-echo imaging at 3.0 tesla. Journal of Magnetic Resonance Imaging. 37 (2), 471-478 (2013).
- Fritz, J., et al. Compressed sensing SEMAC: 8-fold accelerated high resolution metal artifact reduction MRI of Cobalt-Chromium knee arthroplasty implants. Investigative Radiology. 51 (10), 666 (2016).
- Aguiar, M., Marques, A., Carvalho, A., Cavalcanti, M. Accuracy of magnetic resonance imaging compared with computed tomography for implant planning. Clinical Oral Implants Research. 19 (4), 362-365 (2008).
- Talbot, B. S., Weinberg, E. P. MR imaging with metal-suppression sequences for evaluation of total joint arthroplasty. RadioGraphics. 36 (1), 209-225 (2015).
- Ai, T., et al. SEMAC-VAT and MSVAT-SPACE sequence strategies for metal artifact reduction in 1.5T magnetic resonance imaging. Investigative Radiology. 47 (5), 267-276 (2012).
- Smeets, R., et al. Artefacts in multimodal imaging of titanium, zirconium and binary titanium-zirconium alloy dental implants: an in vitro study. Dento Maxillo Facial Radiology. 46 (2), 20160267 (2016).
- Nawabi, D. H., et al. MRI predicts ALVAL and tissue damage in metal-on-metal hip arthroplasty. Clinical Orthopaedics and Related Research. 472 (2), 471-481 (2014).
- Cooper, H. J., et al. Early reactive synovitis and osteolysis after total hip arthroplasty. Clinical Orthopaedics and Related Research. 468 (12), 3278-3285 (2010).
