السلف المقدمة في مادة كاردياك مراي وفيزياءها الناقصة

مقدمة إلى شركة كاريدياك للبحوث

إن التصوير المغناطيسي للصدمات القلبية، والأشعة المقطعية، قد أدى إلى تحول في الطب القلبي الرئوي على مدى العقود الثلاثة الماضية، مما يوفر وسيلة غير متفشية خالية من الإشعاعات لتخيص القلب بتفصيل حارق، وتزيد هذه القدرة من التسلسل القلبي، وتتحقق من حجم البوليسترات دون الملليمتر الذي يكشف عن وجود هياكل ثباتية، وتقلبات النسيجية،

كما أن الأهمية السريرية للتصميم العالي لا يمكن المغالاة فيها، ففي تقييم مرض القلب الفلكي، مثلا، تتيح الصور العالية الاستبانة قياسا دقيقا لسمك الجدار النسيج، وتحديد السمات الاختناقية الوبائية الفرعية أو الشذوذ العضلي الوبائي، وفي أمراض القلب الكيميائي، وفي تحسين النسيج الحاد في الخلايا الوبائية().

بيد أن السعي إلى إيجاد حل مكاني رفيع في التصوير بالرنين المغناطيسي القلبي المتعدد الوسائط أمر صعب بسبب الحركة المستمرة لدورة القلب والتنفس، وقد أتاح تحقيق التوازن بين التسوية بسرعة الاحتياز، ونسبة الإشارة إلى الصوت، والقدرة على الحركة، إيجاد حلول تكنولوجية متطورة، وقد أدى التقدم الأخير في مجال القوة المغناطيسية، وصفائف الفحم، وتسلسل نبضات، وتقنيات التسارع إلى جعل من الممكن الحصول على صور عالية الاستبانة في نفس العي.

التقدم التكنولوجي التمكيني

مجالات سحرية أقوى

أما أكثر الطرق مباشرة إلى ارتفاع مستوى القدرة على إحداث الاحترار في المجال المغناطيسي، فبينما يظل 1.5 جهاز مسح من طراز Tesla (T) هو ذخيرة عمل من أجل التصوير القلبي المغناطيسي الروتيني، أصبحت 3 نظم من نوع تي معياراً لتطبيقات عالية الاستبانة، مما يتيح تحقيق مكاسب في مجال الأشعة السينية، ويمكن تحويل هذه الأشعة إلى حل مكاني أعلى عن طريق الحد من حجم الثعلب مع الحفاظ على جودة مقبولة.

وقد بدأت الآن عملية الانتقال من موقع " Ultrahigh - 7 TRI " في الظهور كأداة بحثية للتصوير القلبي، مما يوفر قدرا أكبر من التلقيح المغناطيسي والتسوية المكانية، وفي 7 من المجلدات، يمكن تحقيق حجم الفول السوداني دون 0.5 ملليمتر مكعب، مما يتيح تصور الجدار الشريانيعي المتزامن، ويعرض هيكلاً مكثفاً للخيوط الكهربية عن طريق التصويري المسبب للنشر(1).

التصميمات المعدنية المتقدمة

كما أن أجهزة استقبال الأشعة المتعددة الأطياف ضرورية للتصوير الموازي ولبلوغ مستويات عالية من السكتة القلبية، حيث عادة ما تكون لدى هذه الأجهزة 32 إلى 64 عنصرا، ورتبت بشكل داخلي وداخلي لتعظيم تغطية القلب مع الحفاظ على حساسية جيدة، كما أن كثافة العناصر السائلة العالية تُحسن معامل الترميز في الهواء، مما يتيح زيادة تواتر الإصابة بالضوضاء السطحية (مثلا، 3 إلى 4)

وتشمل الابتكارات الحديثة المرنة والوزن الخفيف وصفائف الفحم القابلة للتنفس التي تتفق مع شباك المريض، وتعزز راحة المرضى وترسيخ مواقعهم، وتنتج التكنولوجيا الرقمية للكوكتيل مع التحويل المباشر للنمط المتناظر إلى الكتلة في عنصر الفحم، وتخفض من فقدان الإشارات والضوضاء، وتحسن أداء النظام عموما في تسلسلات الاستبانة العالية، وتكتسي هذه التحسينات في المعدات أهمية خاصة بالنسبة للتسلسلات التي تتطلب استخداماً حقيقياً للنفرات في الحصول على هذه البرمجيات.

الآثار الضارة

ولا يزال الشغل المطلق المتوازن للمجانين في الولايات المتحدة حجر الزاوية في صين القلب والتصوير التشريحي بسبب ارتفاع معدل الإصابة بالصدمات النووية في كل وحدة، ومقارنة البطاقات الدموية الممتازة، وبالنسبة لتطبيقات الاستبانة العالية، فإن التعديلات مثل نظامي " الحيازة الجزئية " ، والوقت المتغير لتكرار المركبات، وسلسلة من البوليستروم بجهاز الاستنشاق المزود بالنفط.

وقد تطورت تسلسلات الخرائط الكمية - T1، ورسم الخرائط T2* - رسم الخرائط - إلى توفير توصيفات الأنسجة العالية الاستبانة، واستعادة القدرة على السحب من جهاز التحكم في الأشعة السينية المتحركة، واختصار مسارات السحب من خط العرض*.

وثمة تطور هام آخر هو استخدام التصوير المقوى بالضغط والتصوير المكثف في القلب، حيث إن تركيبة القلب والكهرباء المتطورة التي تُستخدم في شكل مائي مُنع من الاختلالات المصغرة، وهي تمثل الآن مُصنوعة من النسيج المغناطيسي المُكرَّس، وهي مُعَينة من حيث الحجم المُتَفرَسَق، وهي مُخططات مُثَتَبِّبة للكشفة.

التصوير الموازي والاستشعار المكثف

وقد كانت تقنيات التعجيل حاسمة في جعل التصوير بالرنين المغناطيسي العالي الاستبانة عملية في غضون فترات المسح المقبول سريرياً، بينما استغل التصوير الموازي (مثلاً، GRAPPA، SENSE) الاختلافات في الحساسية المكانية بين عناصر الفحم لإعادة بناء الصور من البيانات الفضائية التي لا تُعين إلا بعدين اثنين وأربعة، مما يقلل من وقت الاسترجاع وطول التنفس.

وفي الآونة الأخيرة، ظهرت أساليب إعادة البناء القائمة على التعلم العميق كأدوات قوية، ويمكن للشبكات العصبية التي تُدرب على مجموعات بيانات كبيرة أن تعيد بناء صور عالية الجودة من بيانات فضائية ذات عينات عالية، وأن تزيد من سرعة عمليات الشراء، وتُدمج هذه الأساليب الآن في منابر تجارية متعددة الأطراف، وتبشر بشكل خاص بتطبيقات عالية الاستبانة حيث يكون الوقت عاملاً محدوداً، غير أن هناك حاجة إلى التحقق الدقيق من عدم إدخال التحيزات في مجال التعلم العميق في مجال القياسات الفنية.

المبادئ الفيزيائية الأساسية

القوة الميدانية السحرية والإشارة إلى الأرقام

والعلاقة بين القوة الميدانية المغناطيسية (B0) والشبكة الوطنية للإنشاء والتعمير هي تقريبا مضاعفة المقياس B0 تقريباً لتضخم البروتونات في التوازن، مما يؤدي إلى زيادة نسبية في الإشارة، غير أن مقاييس الضوضاء التي لها جذور مربعة من الضمادات، والتي كثيراً ما يجب أن تزيد في حقول أعلى لتقليل نسبة القطع الأثرية إلى أدنى حد.

وتعتمد الدائرة أيضا على اختيار نطاق الترددات والوقت الذي يستغرقه تلقيها، وزاوية التقلب، وحساسية الفول، ففي تسلسلات برنامج SSSFP، على سبيل المثال، تكون كفاءة SNR (SNR في وقت الوحدة) عالية بسبب الإشارة الثابتة إلى الدول، ولكن في 3 T، يحافظ الضم على القطع الأثرية بسبب الفحص الدقيق، مما يتطلب وجود فترة زمنية أعلى في تحديد الأسلحة الصغيرة.

التزود بالمجانين في الميدان المغناطيسي

ويحد من القرار المكاني في التصوير بالرنين المغناطيسي الحقول المتدرج التي ترمز إلى الموقع المكاني، وتنتج المجالات الثلاثة التي تصنف فيها الطوابق (Gx, Gy, Gz) تغييرات خطية في المجال المغناطيسي، مما يتسبب في حدوث انخفاض في عدد الأجهزة في مواقع مختلفة، ويحتاج القرار المكاني على طول اتجاه معين إلى الحد الأدنى من سرعة التدرج إلى أدنى حد.

وفي عينات الكمائن الخرسانية، يرتبط مجال النظر (FOV) والتسوية المكانية: القذف أو الأشعة (Lling) = 1/(kmax) حيث تحدد الكيلومترات القصوى للدرجة، ومن أجل التوصل إلى حل مقياس فرعي، يجب أن يكون النظام المتدرج قادرا على زيادة درجات الحرارة (مثلاً، ⁇ 50 ملغم/م) ومعدلات الرش السريع (مثلاً).

آليات المبادلات وتوقيت الاسترخاء

وينشأ التناقض بين المقاييس التراكمية في القلب والفولط من الاختلافات في T1, T2, T2*، والكثافة التراكمية بين الأنسجة، وكثيرا ما تركز الصور العالية الاستبانة على التسلسل الترددي للثديينات الخفية من النوع T1 أو وزنها من حيث التركيز على التسلسل الترددي (ب) - التسلسلات ذات الوزن الطويل (مثلاً، التحلل الترددي للعوامل المنخفضة الوزن)

(ب) فهم الفيزياء الأساسية للاسترخاء أمر أساسي لتحقيق أفضل قدر من البروتوكولات العالية الاستبانة، أما التخفيف من درجة الحرارة في 1 فهو استعادة المغناطيسية الطويلة بعد الإثارة؛ وفي الميادين العليا، فإن الزيادات في مؤشر T1 يمكن أن تقلل من كفاءة تسلسلات الاسترداد في التحويل ما لم يتم تعديل وقت التحويل بشكل مناسب.

آليات المضيق المتقدمة: الانتشار والارتباط

وتحتاج الأشعة تحت الحمراء إلى ارتفاع في سرعة التسارع، وتحتاج إلى درجة عالية من التشفير إلى درجة عالية من القدرة على التحلل، وتخفض نسبة انتشار الطاقة الكهربائية إلى الأشعة السينية، وتزيد من سرعة التحلل، وتحتاج إلى درجة عالية من الكفاءة في الأشعة.

ويستفيد من عملية الاستنشاق بالبطاقات الأولى من زيادة الحل، ويستخدم جهاز التصوير بالرنين المغناطيسي المشبع بالفلور تسلسلا سريعا مرجحا من نوع T1 أثناء مرور أول من صومات الغادولينيوم، ويتيح التوصل إلى حل مكاني عالٍ للكشف عن عيوب الارتباك دون البطني وييسر قياس حجم تدفق الدم بالقلب، غير أن الحل السريع يجب أن يكون متوازنا مع القرار الزمني لالتقاط التناقضات.

الآثار السريرية

أمراض القلب

وقد أصبح التصوير بالرنين المغناطيسي العالي الاستبانة حجر الزاوية في تقييم أمراض القلب غير الكيميائية، وفي تحليلات الاضطرابات القلبية العالية التي تصيب القلب، فإن الصور غير المسموعة بالأشعة السينية التي تُستخدم في إطار تحليلات الاضطرابات الناجمة عن التسارع، هي التي تُظهر بدقة سميك الجدار الأقصى، وهو عامل رئيسي من عوامل خطر الوفاة المفاجئة.

إن عدم وجود أي تجانس في القلب المهبلي للقلبات الهوائية هو شرط آخر يتسم فيه القرار العالي بأهمية حاسمة، فالجدران الرقيق للسفن الأيمن والجداول المعقدة يجعلان التصوير الموحد صعبا؛ والصور السينمائية العالية الاستبانة والمتتاليات المميزة ذات الوزن التاجي يمكن أن تكشف عن التسلل والتشويش في الجدار العازل الأيمن.

ازدهار القلب وأمراض القلب الكيميائي

وفي حالة المرضى الذين يعانون من أمراض الشريان التاجي المعروفة أو المشتبه فيها، فإن التصوير العالي الاستبانة للسنجاب يوفر معياراً للذهب لتقييم ندبات البطاقات القلبية، كما أن القرار رقم 1-3 × 5 ملم أو أكثر، قد أصبح واضحاً، مما يؤدي إلى تحسين الدقة في التشخيص والتشخيص، ويتيح أيضاً تحديد خصائص المناطق التي تتحول إلى علم جزئي والتي تظهر فيها معونات الأشعة(2).

أمراض القلب الخلقية

وكثيرا ما يكون للمرضى المصابين بمرض القلب الخلقي طماطم معقّد يتطلب تصورا مفصلا من 3D، ويحد ارتفاع مستوى الاستبانة أو من الاختلاف بين الأشعة المقطعية ذات القيمة العالية، والثدييات الرجعية للقلب، وقيمتها صفر و1.0 ملم من القياس الدقيق لبطاقات السفن، وتحديد السفن الضمائية، وتقييم فترات التمزق في القلب.

الأمراض الوبائية والخفيفة

إن التهاب القلبي، وتركيب القلب، وتشويه النسيج يتطلب سمة تفوق التشريح البسيط، ويمكن لرسم خرائط عالية الاستبانة أن يكشف عن الإيديما الكارثي مع الحساسية التي تتخطى تسلسلات الترميز الموزّعة على المستوى العالمي، ويكشف رسم الخرائط ذات الطابع العالي عن التوسع في الخلايا، الذي يرتفع في شكل الألياف، ورسم القلبي.

أمراض القلبية

وفي حين أن الأشعة المقطعية للصدمات القلبية لا تزال هي الطريقة الأولى لتقييم الصمامات، فإن التصوير بالرنين المغناطيسي العالي الاستبانة يوفر معلومات تكميلية. ويتيح التصوير بالرنين المغناطيسي ذي التدفق المائي المحتوي على بيانات مكانية حول 2 ملم3 قياس سرعة الذروة وأحجام التدفق عبر الصمامات المتينة أو المبردة.

الآثار البحثية والتوجيهات المستقبلية

In Vivo Tissue Characterization

ويمكِّن الباحثون من إجراء تحقيقات في الهيكل الميكروفي وعلم الداء في الفيفو بتفصيل غير مسبوق، حيث تستخدم رسم الخرائط T1 و T2 في 3 من الوسائل التي تستخدم في معالجة المقاييس الوبائية تحتية لدراسة التقدم في أمراض القلب التي تصيب ارتفاع ضغط الدم، والاضطرابات القلبية الوبائية الوبائية، والكشف عن الاضطرابات القلبية الارتفاعية.

وتؤدي الاستخبارات الفنية دورا متزايد الأهمية في التصوير بالرنين المغناطيسي العالي الاستبانة ويمكن لنماذج التعلم العميق أن تعيد بناء صور عالية الاستبانة من البيانات التي لا تُعين، وتصحيح الحركة اليدوية، ورسم خرائط القطع الآلي ومسح البارامترات، كما أن تقنيات الاستبانة العالية القاعدة يمكن أن تزيد من تعزيز التسوية الفعالة بما يتجاوز ما يتحقق ماديا، وإن كان يلزم التحقق من دقة ذلك، كما يقوم الباحثون باستكشاف استخدام التسلسل العالي للتنبؤات لتحسين الكفاءة

التصوير الفطري

ولا يزال التهاب الأورام غير الشائع هدفا رئيسيا، إذ أن التهاب الأورامي المتزامنة بكامل القلب في 3 تي، باستخدام تسلسلات عالية الاستبانة من جانب الملاحين الاصطناعيين ووكلاء المقارنات، تحقق الآن حلاً جذرياً يبلغ حوالي 0.8 ملم ويمكنها اكتشاف مضاعفات كبيرة ذات دقة متوسطة، والتحدي الفيزيائي الذي تمثله الحاجة إلى إيجاد حل عال لتقنيات البصرية الصغيرة (المقياسان)

التصوير الحقيقي والوظيفي

كما أن التقدم المحرز في التصوير العالي الاستبانة يفيد التقييم الوظيفي، إذ إن التصوير بالرنين المتعدد الوسائط في الوقت الحقيقي دون تغريم مجموعة البلدان الأوروبية، باستخدام التسلسلات المعجلة، يوفر الآن حلا زمنيا ومكانيا عاليا لتقييم الأوبئة أو إجراء تغييرات ناجمة عن إحداثها، ويمكن أن يوفر تحليلات مستمدة من تتبع السمات أو التوسيم، عند القيام بصور عالية الاستبانة، تدابير أكثر موثوقية لتشوه البطاقات القلبية.

Emerging Physics —Based Techniques

إن طباعة الأصابع المغناطيسية هي نهج جديد يصف في نفس الوقت بارامترات متعددة من الأنسجة (T1, T2, PD, etc) من عملية اقتناء واحدة، وتتوفر رؤية عالية للإطار الترددي للقلب، وتتيح إمكانية توفير توصيف شامل للأنسجة في جزء من الوقت اللازم حالياً للتسلسلات المستقلة لرسم الخرائط، وتشمل الفيزياء لنموذج MRF معايير اقتناء مختلفة (زاوية، طريقة الاستبانة، والتر)

خاتمة

وقد نضجت أجهزة التصوير بالرنين المغناطيسي ذات الاستبانة العالية من أداة بحثية متخصصة إلى طريقة أساسية سريرية، وتحقق وضوحا تشخيصيا لم يكن بالإمكان تصوره منذ عقدين، وتحافظ على دقة التطويقات التكنولوجية، ومقاييس الأشعة المتطورة، وتقنيات التسارع، على جميع الأسس التي تحكم الارتداد المغناطيسي.

وتشمل الاتجاهات المستقبلية اعتماد 7 من أجهزة التصوير بالرنين المغناطيسي المغناطيسي بالبطاقات الكهربية على نطاق واسع للمؤشرات المختارة، وإدماج التعلم العميق في محطات العمل السريرية، واستحداث آليات جديدة للتناقض تستغل الفيزياء الفريدة للميدان فوق العالي، وقد تستمر النهج المتعددة الشبه المتباينة، مثل البصمات المغناطيسية، في تبسيط الفحوصات القلبية، مما يجعل النسيج الشامل أكثر سرعة وأكثر قوة.

For further reading, the interested reader may consult the following resources: the Radiological Society of North America for educational materials on cardiac MRI physics; the American Heart journals for original research articles on high — resolution techniques; the