Burada MRG ile fetal kan akımını hızlı bir şekilde ölçmek, hareket düzeltmesi ve kardiyak geçişi retrospektif olarak gerçekleştirmek için bir protokol sunulmaktadır.
Manyetik rezonans görüntüleme (MRG), kardiyovasküler morfoloji ve kalp fonksiyonlarının klinik değerlendirilmesinde önemli bir araçtır. Aynı zamanda faz kontrast MRG’ye dayanan kan akışı ölçümü için tanınmış bir bakım standardıdır. Kan akışının bu şekilde ölçülmesi yetişkinlerde on yıllardır mümkün olsa da, bu yeteneği fetal kan akışına genişletme yöntemleri ancak yakın zamanda geliştirilmiştir.
Majör damarlarda fetal kan akımı miktarının belirlenmesi, konjenital kalp hastalığı (KKH) ve fetal büyüme kısıtlaması (FGR) gibi fetal patolojilerin izlenmesinde önemlidir. KKH, fetüste kanın seyrini değiştiren kardiyak yapıda ve vaskülattürde değişikliklere neden olur. FGR’de, kan akışının yolu, şantların genişlemesi yoluyla değiştirilir, böylece beyne oksijenli kan akışı artar. Kan akımı miktarı, fetal patolojinin ciddiyetinin değerlendirilmesini sağlar ve bu da uygun utero hasta yönetimi ve doğum sonrası bakım planlamasına izin verir.
Faz kontrastlı MRG’nin insan fetüsüne uygulanmasının başlıca zorlukları arasında küçük kan damarı boyutu, yüksek fetal kalp atış hızı, maternal solunuma bağlı potansiyel MRG veri bozulması, öngörülemeyen fetal hareketler ve veri toplamayı senkronize etmek için geleneksel kardiyak geçiş yöntemlerinin eksikliği sayılabilir. Burada, hızlandırılmış görüntüleme, hareket telafisi ve kardiyak geçişteki ilerlemeler de dahil olmak üzere, faz kontrast MRG kullanılarak fetal kan akışının ölçülmesini sağlayan laboratuvarımızdaki son teknik gelişmeleri açıklıyoruz.
Fetal büyüme kısıtlılığı (FGR) ve konjenital kalp hastalığı (KKH) gibi fetal patolojilerin izlenmesi için fetal dolaşımın kapsamlı bir şekilde değerlendirilmesi gereklidir 1,2,3. Utero’da hasta yönetimi ve doğum sonrası bakım planlaması fetal patolojinin ciddiyetine bağlıdır 4,5,6,7. MRG ile fetal kan akımı niceliğinin fizibilitesi ve fetal patolojilerin değerlendirilmesindeki uygulamaları son zamanlarda gösterilmiştir 3,8,9. Bununla birlikte, görüntüleme yöntemi, yüksek uzaysal zamansal çözünürlük elde etmek için artan görüntüleme süreleri, kardiyak senkronizasyon yöntemlerinin eksikliği ve öngörülemeyen fetal hareket10 gibi zorluklarla karşı karşıyadır.
Fetal vaskülatür küçük yapılardan oluşur (inen aort, duktus arteriyozus, asendan aort, ana pulmoner arter ve superior vena kava 11,12,13’ü içeren majör kan damarları için ~5 mm çapında). Bu yapıları çözmek ve akışı ölçmek için, yüksek uzamsal çözünürlükte görüntüleme gereklidir. Dahası, fetal kalp atış hızı bir yetişkinin yaklaşık iki katıdır. Bu nedenle, fetal kardiyak döngü boyunca dinamik kardiyak hareketi ve kan akışını çözmek için yüksek bir zamansal çözünürlük de gereklidir. Bu yüksek mekansal zamansal çözünürlükte geleneksel görüntüleme, nispeten uzun edinme süreleri gerektirir. Bu sorunu çözmek için, hızlandırılmış fetal MRG 14,15,16 tanıtılmıştır. Kısaca, bu hızlandırma teknikleri, veri toplama sırasında frekans alanında yetersiz örneklemeyi ve yinelemeli teknikler kullanılarak geriye dönük yüksek doğrulukta rekonstrüksiyonu içerir. Böyle bir yaklaşım, yeniden yapılandırılmış görüntü bilinen bir etki alanında seyrek olduğunda ve az örnekleme yapıtları tutarsız olduğunda ağır şekilde az örneklenmiş verilerden görüntülerin yeniden yapılandırılmasına izin veren sıkıştırılmış algılama (CS) yeniden yapılandırmasıdır17.
Fetal görüntülemede hareket büyük bir zorluk teşkil etmektedir. Hareket yolsuzluğu maternal solunum hareketi, maternal bulk hareketi veya brüt fetal hareketten kaynaklanabilir. Maternal solunum fetüsün periyodik çevirilerine yol açarken, fetal hareketler daha karmaşıktır. Fetal hareketler lokalize veya brüt10,18 olarak sınıflandırılabilir. Lokalize hareketler vücudun sadece bölümlerinin hareketini içerir. Tipik olarak yaklaşık 10-14 s sürerler ve sıklıkları gebelikle birlikte artar (termde saatte ~ 90)10. Bu hareketler genellikle küçük çaplı bozulmalara neden olur ve görüntüleme ilgi alanını etkilemez. Bununla birlikte, kaba fetal hareketler, düzlem hareketi bileşenleri ile ciddi görüntü bozulmasına yol açabilir. Bu hareketler omurganın aracılık ettiği tüm vücut hareketleridir ve 60-90 sn sürer.
Fetal hareketten kaynaklanan artefaktlardan kaçınmak için, önce maternal hareketleri en aza indirgemek için adımlar atılır. Hamile kadınlar, tarayıcı yatağındaki destekleyici yastıklar kullanılarak daha rahat hale getirilir ve rahat önlükler giydirilir ve klostrofobiyi azaltmak için ortakları tarayıcının yanında bulunabilir19,20. Maternal solunum hareketinin etkilerini azaltmak için, çalışmalar maternal nefes tutma21,22,23 altında fetal MR muayeneleri gerçekleştirmiştir. Bununla birlikte, bu tür kazanımlar, hamile deneklerin nefes tutma toleransının azalması göz önüne alındığında kısa (~ 15 s) olmalıdır. Son yıllarda fetal MRG 14,15,16 için retrospektif hareket düzeltme yöntemleri kullanılmaya başlanmıştır. Bu yöntemler, kayıt araç setlerini kullanarak fetal hareketi izler ve hareketi düzeltir veya elde edilen verilerin düzeltilemeyen kısımlarını atar.
Son olarak, doğum sonrası kardiyak MR görüntüleri, veri toplamayı kardiyak siklusa senkronize etmek için elektrokardiyogram (EKG) geçidi kullanılarak geleneksel olarak elde edilir. Geçit olmadan, kardiyak hareket ve kardiyak döngü boyunca pulsatil akış birleştirilerek artefaktlar üretilir. Ne yazık ki, fetal EKG sinyali, maternal EKG sinyali24’ten gelen parazit ve manyetik alan25’ten kaynaklanan bozulmalardan muzdariptir. Bu nedenle, fetal kardiyak geçitlemeye alternatif non-invaziv yaklaşımlar, kendi kendine geçitli, metrik optimize geçit (MOG) ve doppler ultrason geçidi 21,26,27,28 dahil olmak üzere önerilmiştir.
Aşağıdaki bölümlerde açıklandığı gibi, fetal kan akışını ölçmek için MRG yaklaşımımız, laboratuvarımızda geliştirilen ve hızlandırılmış MRG edinimlerinin hareket düzeltmesi ve yinelemeli rekonstrüksiyonu ile birleştirilen yeni bir geçit yöntemi olan MOG’dan yararlanmaktadır. Yaklaşım, daha önce yayınlanmış bir çalışma14’teki bir boru hattına dayanmaktadır ve aşağıdaki beş aşamadan oluşmaktadır: (1) fetal kan akımı kazanımı, (2) gerçek zamanlı rekonstrüksiyonlar, (3) hareket düzeltme, (4) kardiyak geçit ve (5) kapılı rekonstrüksiyonlar.
Bu yöntem, insan fetal büyük damarlarındaki kan akışının non-invaziv ölçümünü sağlar ve yinelemeli rekonstrüksiyon tekniklerini kullanarak retrospektif hareket düzeltmesi ve kardiyak geçişe izin verir. Son 1,3,8,9 yılında MRG ile fetal kan akımı ölçümü yapılmıştır. Bu çalışmalar, hareket bozulmasını azaltmak için ileriye dö…
The authors have nothing to disclose.
Hiç kimse.
elastix | Image Sciences Institute, University Medical Center Utrecht | Image registration software | |
Geforce GTX 960 | Nvidia | 04G-P4-3967-KR | |
gpuNUFFT | CAI²R | Non-uniform fast Fourier transform | |
MAGNETOM Prisma | Siemens | 10849583 | |
MATLAB | MathWorks | ||
Radial Phase Contrast MRI sequence | Trajectory modification of manufacturer's Cartesian Phase Contrast sequence | ||
Segment | Medvisio | Data analysis | |
VENGEANCE | Corsair | LPX DDR4-2666 |