تصویربرداری مغناطیسی (MRI) خود را به عنوان یک سنگ بنای در پزشکی مدرن تشخیصی، به ویژه برای ارزیابی موفقیت و ایمنی طیف گسترده ای از ایمپلنت های پزشکی تاسیس کرده است، توانایی منحصر به فرد آن برای تولید تصاویر با وضوح بالا، چند منظوره بدون افشای بیماران به اشعه یونیزه آن را یک ابزار ارزشمند برای ارزیابی پس از کاشت می کند.

MRI چیست و چگونه کار می کند؟

تصویربرداری مجدد مغناطیسی (MRI) بر تعامل بین میدان های مغناطیسی قوی، پالس های فرکانس رادیویی و هسته های هیدروژن فراوان (protons) در بدن انسان متکی است، هنگامی که بیمار در داخل یک اسکنر MRI قرار می گیرد، میدان مغناطیسی استاتیک پروتون ها را در جهت گیری موازی یا ضد پارامتری نسبت به زمینه تجزیه و تحلیل می کند. پالس رادیویی کوتاه فرکانسی که سپس گیرنده فضایی را به صورت یکپارچه سازی سیگنال های صوتی به حالت تعادل اصلی متصل می کند.

مفاهیم کلیدی در فیزیک MRI

دو زمان اصلی آرامش - T1 (تحریم طولانی) و T2 (تحریم معکوس) - بر کنتراست تصویر حکومت می کنند. بافت های مختلف دارای ویژگی T1 و T2 هستند، اجازه می دهند که MRI تفاوت های بافت نرم را با جزئیات فوق العاده برجسته کند، برای تصویربرداری پس از کاشت، توالی ها می توانند برای تأکید بر التهاب، فیبروز یا حضور مجموعه های تجسم مایع در اطراف تکنیک بازیابی چربی (اغلب به کار گرفته شده است).

اهمیت MRI در ارزیابی پس از کاشت

پس از یک عمل ایمپلنت – چه شامل پروتزهای مفصل، محرکهای عصبی، استنت های قلبی عروقی یا ایمپلنت های پستان باشد – اطمینان از قرار دادن مناسب، یکپارچگی و عدم عوارض برای نتایج بیمار حیاتی است. ام آر ام آر ام آر آی کنتراست با نرم بالا را برای ارزیابی نه تنها خود ایمپلنت بلکه محیط زیست بیولوژیکی اطراف ضروری می کند.

ایمپلنت ارتوپدی

برای بیماران با تعویض مفصل مفصل (به عنوان مثال، لگن، زانو) یا سخت افزار فلزی مانند میله های نخاعی و پیچ، MRI برای ارزیابی شل شدن ایمپلنت، شکستگی های Periprosthetic، osteolysis و عفونت استفاده می شود.

کاشت های قلبی عروقی

در تنظیمات قلب و عروقی، MRI می تواند پدر و مادر، غدد انتهایی پس از ترمیم آنوراسیون Endovascular و قابلیت بافت کارتی در اطراف کارورتر-فیبریلاتورهای (ICDs) یا سرعت ساز ارزیابی کند.اما MRI دستگاه های قلبی عروقی نیاز به غربالگری دقیق بیمار و پروتکل های ایمنی خاص دستگاه دارند.

ایمپلنت های عصبی و عصبی ترین محرک ها

تحریک عمیق مغز (DBS) منجر به، محرک نخاعی و وانگوس عصب می تواند به طور ایمن تحت شرایط کنترل تصویر شود. MRI به ویژه برای تأیید قرار دادن الکترود در منطقه مغز هدف و شناسایی پس از عمل یا خونریزی استفاده می شود. Diffusion ده هاor تصویربرداری (DTI) یا MRI عملکردی ممکن است برای نقشه برداری از دستگاه های سفید یا فعال سازی ماده استفاده شود.

سایر دستگاه های ایمپلنت

ایمپلنت های پستان، ایمپلنت های cochlear و لنزهای داخله نیز از MRI پس از عمل بهره مند می شوند، MRI استاندارد طلایی برای تشخیص پارگی خاموش یا نشت سیلیکون است. کاشت Cochlear در حال حاضر شامل طرح های MRI-شرطی است که به بیماران اجازه می دهد اسکن بدون حذف دستگاه دریافت کنند.

مزایای MRI برای تصویربرداری پس از کاشت

MRI مزایای مختلفی را در مورد روش های تصویربرداری جایگزین مانند محاسبه ی توموگرافی (CT)، سونوگرافی و رادیوگرافی ساده ارائه می دهد.

  • بدون تابش یونیزاسیون: بیماران می توانند به طور ایمن اسکن های مکرر در طول عمر خود را انجام دهند، که به ویژه برای افراد جوان و کسانی که نیاز به نظارت طولانی مدت دارند، مهم است.
  • ابرهیور بافت نرم کنتراست: MRI در تمایز عضلات، چربی، مایع، بافت متصل و تغییرات التهابی ظریف برتری دارد، این اجازه می دهد تا تشخیص اولیه از آبسه، اسروما، یا گرانولوما در اطراف ایمپلنت.
  • ] Multiplanaribility: تصاویر را می توان در هر جهت گیری (مرکز، sagittal، کرونر، oblique) بدون حرکت بیمار، تسهیل ارزیابی جامع از زوایای متعدد به دست آورد.
  • ] اطلاعات غیر قابل اجرا و کمی: [ تکنیک های پیشرفته مانند MRI کنتراست پویا، تصویربرداری با وزنه برداری توزیع شده، و تصویربرداری سدیم می تواند بینش هایی در مورد تزریق بافت، چگالی سلولی و فعالیت متابولیک در اطراف ایمپلنت ارائه دهد.
  • عدم وجود مصنوعات سخت افزاری (سخت کننده) : بر خلاف CT، که از آثار رگه ای ناشی از فلز متراکم رنج می برد، مصنوعات MRI متفاوت هستند و می توانند با توالی های بهینه شده کاهش یابند.

چالش ها و محدودیت ها

علی رغم مزایای آن، MRI با چالش های قابل توجهی مواجه می شود که در هنگام ارزیابی پس از کاشت استفاده می شود.

مصنوعات از اجزای فلزی

Ferro Magnetic و حتی بسیاری از فلزات غیرferro Magnetic میدان مغناطیسی محلی را تحریف می کنند، ایجاد سیگنال از دست دادن (خلاف های شدید)، تحریف هندسی و مصنوعات تغییر چربی روشن می تواند رابط ایمپلنت-تضعیف و ساختارهای مجاور را مبهم کند.

نگرانی های ایمنی

برخی از ایمپلنت ها به دلیل خطرات گرمایش، جابجایی یا خرابی، ایمن نیستند. Pacemakers و ICDs نیاز به غربالگری کامل و برنامه ریزی مجدد دستگاه دارند. کالج آمریکایی رادیولوژی و اداره غذا و داروی ایالات متحده (FDA) دستورالعمل های به روز شده در مورد شرایط MRI، ایمنی و دستگاه های ایمنی - پیروی از بیمار و پروتکل های غیر قابل مذاکره هستند.

زمان اسکن و آسایش بیمار

معاینه MRI معمولا طولانی تر از سی تی اسکن (20-60 دقیقه) بیماران باید همچنان باقی بمانند که می تواند برای افراد در درد یا با claustrophobia مشکل باشد.حرکت کیفیت تصویر را کاهش می دهد، به ویژه در توالی هایی که برای کاهش اثر هنری استفاده می شود.

هزینه و دسترسی

MRI گران تر از سونوگرافی یا اشعه ایکس است و به طور جهانی در دسترس نیست.در تنظیمات محدود منابع، CT ممکن است با وجود نوردهی اشعه ترجیح داده شود.

پروتکل های تصویربرداری و تکنیک های پس از کاشت MRI

باستان شناسان و تکنسین ها از انواع توالی های تخصصی برای بهینه سازی کیفیت تصویر در اطراف ایمپلنت استفاده می کنند.

کاهش فلزات آرتیفیکیشن (MARS)

MARS شامل ترکیبات شیب دار زاویه دید، کدگذاری برش برای اصلاح مصنوعات فلزی (SEMAC)، و چند مقیاس با ترکیب تصویر متغیر Resonance (MAVRIC) است که این تکنیک ها به طور چشمگیری کاهش در داخل سیاره و از طریق تحریفات سیاره ای، فعال سازی روشن تر تجسم بافت های تکiprosthetic اخیر نشان داده اند که ایالات متحده می تواند اعتماد به نفس تشخیصی در ارزیابی هنر و ارزیابی استخوان را بهبود بخشد.

CT دو انرژی به عنوان یک ابزار تکمیل

اگرچه نه MRI، CT دوگانه می تواند برخی از کاهش های مصنوعی را با استفاده از بازسازی های تککروماتیک فراهم کند، اما همچنان نسبت به MRI برای ارزیابی بافت نرم پایین تر است.

مقایسه با دیگر تغییرات تصویر برداری

CT: سریع تر، ارزان تر و عالی برای ارزیابی رابط های استخوان- فلزی، ادغام و کاتترسازی، با این حال، بیماران را به تابش و ارائه کنتراست بافت نرم ضعیف، افشا می کند.

فوق العاده عالی است: قابل حمل، زمان واقعی و مفید برای شناسایی مجموعه های مایع سطحی، seromas، یا abscesses نزدیک به ایمپلنت است، آن را وابسته به اپراتور و محدود در نفوذ عمق و توانایی تصویر پشت سخت افزار به دلیل سایه آکوستیک.

رادیوگرافی: سریع و کم هزینه برای ارزیابی موقعیت ناخالص، تراز، osteolysis و شکستگی ایمپلنت است، فاقد توانایی تجسم بافت های نرم اطراف به طور دقیق است.

مسیر های آینده

پیشرفت های تکنولوژیکی مداوم برای گسترش نقش MRI در ارزیابی پس از کاشت آماده شده است.

یادگیری ماشین و یادگیری عمیق

هوش مصنوعی برای اصلاح خودکار مصنوعات فلزی، تولید تصاویر مصنوعی بدون مصنوعات از خریدهای تحریف شده و اجزای کاشت بخش برای تجزیه و تحلیل کمی استفاده می شود. بهینه سازی گردش کار مبتنی بر AI همچنین ممکن است زمان اسکن را کاهش دهد و تحمل بیمار را بهبود بخشد.

مستند جدید The Soil Materials

تولید کنندگان به طور فزاینده ای در حال توسعه ایمپلنت های ایمنی MRI و MRI با استفاده از آلیاژهای غیرferro Magnetic (به عنوان مثال تیتانیوم، تیتانیوم، tantalum، برخی از نمرات cobalt-chromium) و کامپوزیت های سرامیکی هستند.این مواد به طور قابل توجهی کمتر مصنوعات تولید می کنند، و تصویربرداری پس از عمل قابل اعتماد تر می شوند.

Ultra-High Field MRI

اسکنرهای عملیاتی در 7 تسلا یا بالاتر نسبت سیگنال به نویز بالاتر را ارائه می دهند، که امکان تنظیم وضوح فضایی ظریف و تشخیص تغییرات Periprosthetic در مرحله قبل را فراهم می کند.اما مصنوعات همچنین با قدرت میدان مقیاس می یابند؛ توالی های پالس اختصاص داده شده در حال توسعه برای مقابله با این است.

تصویر برداری عملی و Metabolic

تکنیک هایی مانند انتقال اشباع مبادله شیمیایی (CEST) و کربن 13 MRI بیش از حد قطبی ممکن است اجازه تشخیص غیر تهاجمی pH محلی یا تغییرات متابولیکی نشان دهنده عفونت یا التهاب مزمن در اطراف ایمپلنت را بدهد.

در نتیجه، تصویربرداری رزونانس مغناطیسی یک ابزار قدرتمند و در حال گسترش برای ارزیابی پس از کاشت است.توانایی آن برای ارائه تصاویر با کنتراست بالا، تصاویر سه بعدی بدون اشعه یونیزه پزشکان را قادر می سازد تا یکپارچگی ایمپلنت را نظارت کنند، عوارض را تشخیص دهند و مدیریت بیمار را با اعتماد به نفس هدایت کنند، سازگاری گسترده تر، و هوش مصنوعی وارد عمل بالینی می شود، نقش نظارت بر بهبود کیفیت زندگی و در نهایت بهبود کیفیت مراقبت های پزشکی ادامه خواهد یافت.