磁気共鳴イメージング(MRI)は、特に、幅広い医療インプラントの成功と安全性を評価するための近代的な診断薬の角石としてそれ自体を確立しました。放射線をイオン化する患者を露出することなく、高分解性、多平面画像を生成する独自の能力は、それをポストインプラント評価のための貴重なツールにします。この記事は、インプラント評価のコンテキストでMRIの原則、アプリケーション、利点、および将来の方向を探求しています。

MRIとどのように機能しますか?

磁気共鳴画像(MRI)は、強い磁場、放射周波数パルス、および人体内の豊富な水素核(プロトン)との相互作用に依存しています。患者がMRIスキャナーの中に置かれると、静的な磁場は、フィールドに相対的に平行または対比的な方向にプロトンを合わせます。簡単な放射周波数パルスが適用され、そのプロトンの直線が先端されます。プロトンは、元の信号を流暢にするためにリラックスしたように、それらは、それらが放射状信号を伝達し、それらが直接放射状に伝達されるように変化します。

MRI 物理における重要な概念

第一次リラクゼーションの2つのプライマリ時間 — T1(縦リラクゼーション)とT2(横リラクゼーション) — はイメージコントラストを支配します。異なる組織は、MRIが軟組織の差を絶妙な詳細に強調することを可能にします。ポストインプラントイメージングでは、シーケンスは、浮腫、線維症、またはインプラント周辺の流体コレクションの存在を強調するために調整することができます。脂肪抑制やSTIR(ショートTau Inversion Recovery)などの技術は、しばしば視覚化を改善するために使用される。

産後評価におけるMRIの重要性

インプラントの手順の後 — 関節の長所、神経刺激剤、心血管の緊張、または胸のインプラントを含むかどうか — 適切な配置、統合、合併症の欠如が患者の結果にとって不可欠であることを確認します。 MRIは、インプラント自体だけでなく、周囲の生物学的環境を評価するために必要な高い軟質相関を提供します。

整形インプラント

脊椎棒やネジなどの総関節置換(例えば、ヒップ、膝)や金属ハードウェアの患者様にとって、MRIはインプラントの緩み、汗の骨折、骨粗鬆症、感染を評価するために使用されます。 金属のアーティファクトの減少シーケンス(MARS)は、整形インプラントの周りの画像品質を大幅に向上させ、定期的なポスト監視が可能になりました。

心臓血管インプラント

心臓および血管の設定では、MRIは、エンドバシカルなaneurysmの修理後のステントの潜在能力、エンドロールの組織の生存性、およびインプラント可能な心臓過分症(ICD)またはペースメーカーに関する心筋組織の生存性を評価することができます。ただし、心血管デバイスのMRIは、慎重なスクリーニングとデバイス固有の安全プロトコルを必要とします。

神経インプラントと神経刺激装置

深い脳刺激(DBS)は、脊髄の刺激器および管の神経刺激器を制御された条件の下で安全にイメージすることができます。MRIはターゲット脳領域の電極配置を検証し、術後浮腫または出血を検出するのに特に価値があります。拡散の抗張画像(DTI)または機能的なMRIは、それぞれ白い問題の牽引または腐食性活発化を囲む地図に使用することができます。

その他のインプラント対応機器

ブレストインプラント、コクレアインプラント、および内視鏡レンズは、術後MRIからもメリットがあります。 breastインプラントの場合、MRIはサイレントな破裂やシリコン漏れを検出するための金基準です。 コクレアインプラントは、MRI条件付き設計を含み、患者はデバイス除去なしでスキャンを受けることを可能にします。

産後イメージングのためのMRIの利点

MRIは、複合トーマグラフィー(CT)、超音波、および原発などの代替画像法上のいくつかの異なる利点を提供しています。

  • 放射線をイオン化しない:[] 患者は、特に若い個人や縦方向監視を必要とする人にとって、安全に繰り返しスキャンを受けることができます。
  • []超軟組織コントラスト:[]]筋肉、脂肪、流体、結合組織、および微妙な炎症変化を区別するMRI排泄物。これにより、インプラント周辺の膿疱、または顆粒腫の早期検出が可能になります。
  • [マルチプランアビリティ:[]]] 患者を移動させない、任意の向き(軸、座形、角形、斜め)で画像を取得することができ、複数の角度から包括的な評価を促進します。
  • 機能性および量的情報:[]]動的コントラスト高められたMRI、拡散重くされたイメージ投射のような先端技術は注入、細胞密度および注入のまわりの新陳代謝活動に洞察を提供できます。
  • ビーム硬化アーティファクトの欠如:[]とは違い、密金属によるストリークアーティファクトに苦しむCTとは異なり、MRIアーティファクトは異なり、最適化されたシーケンスで緩和することができます。

課題と限界

利点にもかかわらず、MRIは、ポストインプラントの評価に適用されるときに注目すべき課題に直面しています。

メタリック部品からアーティファクト

電磁石および多くの非磁性金属は、局所磁気フィールドを歪め、信号損失(ハイポイントの無効)、幾何学的な歪み、および明るい脂肪シフトアーティファクトを作成します。 これらのアーティファクトは、インプラント・ティッシュ・インタフェースおよび隣接構造を妨害することができます。 アーティファクトの程度は、主要な磁場に相対的な金属組成、幾何学、および方向と異なります。

安全上の懸念

特定のインプラントは、加熱、変位、または故障の危険性によるMRI-safeではありません。 ペースメーカーとICDは、例えば、徹底したスクリーニングとデバイス再プログラミングを必要とします。 放射線学のアメリカン・カレッジと米国食品医薬品局(FDA)は、MRI条件、-unsafe、および-safeデバイスに関する更新されたガイドラインを維持しています。 適切な患者識別とプロトコルへの付着は、非交渉可能です。

スキャン時間と患者の快適性

MRI検査はCTスキャン(20〜60分)よりも長いです。患者は、痛みや閉塞症の個人にとっては難しいままでなければなりません。特にアーティファクト減少に使用されるシーケンスでは、画像の品質を低下させます。

コストとアクセシビリティ

超音波やX線よりも高価で、汎用性は認められません。 リソース制限の設定では、放射線曝露にもかかわらずCTが好まれることがあります。

産後MRIのための画像プロトコルとテクニック

ラジオロジストと技術学者は、インプラントの周りのイメージ品質を最適化するために、さまざまな専門的シーケンスを採用しています。

メタルアーティファクト削減シーケンス(MARS)

丸洲は、金属加工補正(SEMAC)のビューアングルチルディング、スライスエンコーディング、可変共鳴画像の組み合わせ(MAVRIC)による多角形共鳴を伴います。これらの技術は、内面および平面の歪みを大幅に削減し、透析組織の視覚化を容易にします。最近の研究では、丸Sは、股関節と膝関節症の評価における診断の自信を向上させることができることを示しています。

デュアルエナジーCTを補完ツールとして

MRIではなく、二エネルギーCTはモノクロ再建によるいくつかのアーティファクト削減を提供できます。しかしながら、軟部組織評価のためにMRIに劣らず、いくつかの機関は、包括的な評価のためのモダリティを組み合わせています。

その他の画像のモダリティとの比較

CT:]] 骨の金属インターフェイス、振動の統合および加速度を評価するためのより速く、より安くそして優秀な。しかし、それは放射線に患者を暴露し、悪い軟組織の対照を提供します。

超音波:]ポータブル、リアルタイム、およびインプラントの近くで表面的な流体コレクション、セロマス、または膿疱を検出するのに有用。 これは、音響シェードウィングによる金属ハードウェアの背後にあるイメージをするためのオペレータに依存し、深さの貫通と能力に制限されています。

平野の放射線:[ 位置、直線、骨粗鬆症、インプラントの骨折を評価するための迅速かつ低コスト。 それは、周囲の軟組織を詳細に視覚化する能力を欠いています。

今後の方向性

先端技術が進むと、MRIの活用をポストインプラント評価で拡大するという点が挙げられます。

機械学習とディープラーニング

人工知能は、金属アーティファクトを自動的に補正し、歪んだ取得からアーティファクトフリーの合成画像を生成するために応用され、量的分析のためのインプラントコンポーネントをセグメント化します。AI主導のワークフロー最適化は、スキャン時間を削減し、患者の許容度を向上させることもできます。

ノベルインプラント材料

メーカーは、非磁性合金(例えば、チタン、タンタル、特定のコバルトクロムグレード)とセラミックコンポジットを使用して、MRI条件とMRI-セーフインプラントをますます開発しています。 これらの材料は、より信頼性の高い術後のイメージングを作る、非常に少ないアーティファクトを生成します。

超高磁場MRI

7テスラ以上のスキャナは、より高い信号ノイズ比を提供し、より微細な空間分解と、より前の段階での美的変化の検出を可能にします。ただし、アーティファクトはフィールド強度でスケールアップし、専用のパルスシーケンスは、これを対抗するために開発中である。

機能的およびメタボリックイメージング

化学交換飽和転送(CEST)や高偏光カーボン13 MRIなどの技術は、ローカルpHや代謝変化の非侵襲的な検出を可能にし、インプラント周辺の感染や慢性炎症を示します。

結論として、磁気共鳴イメージングは、ポストインプラントの評価のための強力で拡張されたツールです。その能力は、イオン化放射線なしで、高コントラスト、三次元画像を提供するため、臨床医はインプラントの完全性を監視し、合併症を検出し、自信を持って患者管理を導くことを可能にします。 人工の減少方法が改善されるにつれて、MRIの互換性はより広範になり、人工知能は臨床的慣行に入り、インプラントの監視におけるMRIの役割は成長し、最終的には患者の安全性と品質の注入を向上し続けます。