МРТ в реальном времени - Real-time MRI
В режиме реального времени магнитно - резонансная томография ( МРТ ) относится к непрерывному мониторингу ( «киносъемки») движущихся объектов в реальном времени. Поскольку МРТ основана на длительном сканировании k-пространства , МРТ в реальном времени была возможна только при низком качестве изображения или низком временном разрешении. Эти ограничения были недавно сняты с помощью алгоритма итеративной реконструкции: новый метод МРТ в реальном времени обеспечивает временное разрешение от 20 до 30 миллисекунд для изображений с разрешением в плоскости от 1,5 до 2,0 мм. МРТ в реальном времени обещает добавить важную информацию о заболеваниях суставов и сердца . Во многих случаях МРТ может стать для пациентов более легким и комфортным.
Физическая основа
В то время как ранние приложения были основаны на эхопланарной визуализации, которая нашла важное применение в функциональной МРТ в реальном времени (rt-fMRI), недавний прогресс основан на итеративной реконструкции и FLASH MRI . Метод визуализации в реальном времени, предложенный Уекером и его коллегами, сочетает в себе радиальную флеш-магнитно-резонансную томографию, которая обеспечивает быстрый и непрерывный сбор данных, устойчивость к движению и устойчивость к недостаточной дискретизации, с итеративным методом реконструкции изображения, основанным на формулировке реконструкции изображения как нелинейной обратной задачи. . Путем интеграции данных от нескольких приемных катушек (т. Е. Параллельной МРТ) и использования избыточности во временных рядах изображений с использованием регуляризации и фильтрации , этот подход увеличивает возможную степень недостаточной дискретизации данных на один порядок величины, так что качественные изображения могут быть получены из всего лишь 5-10% данных, необходимых для нормальной реконструкции изображения.
Из-за очень короткого времени эхо-сигнала (например, от 1 до 2 миллисекунд ) метод не страдает нерезонансными эффектами, так что изображения не проявляют артефактов восприимчивости и не зависят от подавления жира. В то время как испорченные последовательности FLASH предлагают плотность вращения или контраст T1, версии с перефокусированными или полностью сбалансированными градиентами обеспечивают доступ к контрасту T1 / T2. Выбор времени градиентного эхо-сигнала (например, синфазный или противофазный режим) дополнительно изменяет представление сигналов воды и жира на изображениях и позволяет создавать отдельные видеофильмы вода / жир.
Приложения
Хотя применение МРТ в реальном времени охватывает широкий спектр, от немедицинских исследований турбулентного потока до неинвазивного мониторинга интервенционных (хирургических) процедур, наиболее важным приложением, использующим новые возможности, является визуализация сердечно-сосудистой системы . С помощью нового метода можно получать видео бьющегося сердца в реальном времени с частотой до 50 кадров в секунду при свободном дыхании и без необходимости синхронизации с электрокардиограммой .
Помимо МРТ сердца, другие приложения, работающие в режиме реального времени, занимаются функциональными исследованиями кинетики суставов (например, височно-нижнечелюстного сустава , колена и запястья ) или касаются координированной динамики артикуляторов, таких как губы, язык, мягкое небо и голосовые складки во время разговора ( артикуляционный фонетика ) или глотание . Применение в интервенционной МРТ , которая относится к мониторингу минимально инвазивных хирургических процедур, возможно за счет интерактивного изменения таких параметров, как положение и ориентация изображения.