Manyetik rezonans görüntüleme (MRI) temel olarak yüksek çözünürlüklü, non-vazif olmayan yumuşak dokuların incelenmesini sağlayarak tıbbi tanıları dönüştürdü.Bu biyometri (MRE) özellikle fibroz, kanser ve nörodejeneratif olarak bilinen bir teknikle ilgili olarak klinik bulguların ötesinde, MRE'nin klinik analizlerini ve bulguların önemli ölçüde tamamlayabildiği klinik sonuçları ile ilgili olarak, klinik bulguların klinik incelemelerini sağlar.

MRG-Based Elastography nedir?

Manyetik rezonans elastografisi, yüksek uzaysal çözünürlük ve geniş bir görünüm ile sınırlı olan dalga geçirgenliği ile sınırlı olan, genellikle kilopascals (kPa) ile optik olarak yapılan tüm muayenede standart bir optik muayenede kullanılabilecek bir faz-kontrast MR tekniğidir.

MRE'nin temel anlayışı, oar dalgalar yumuşak olmayan malzemelerden daha hızlı seyahat ediyor.[Döneticiler)[Döneticileri değiştirmiş)[Döneticileri/Fırıklar)[Döneticileri/Fırıklar)[Dönler)[Dönler)[Döneseller)[Döneseller[Döneticiler)[Döneticileri/Düzüğünler)

MRE diğer elastography yöntemlerinden ayrı duruyor çünkü gerçekten üç boyutlu (3D) hacimsel değerlendirme sağlar. Bu 3D yeteneği, beyin veya meme gibi karmaşık geometriye sahip organlar için özellikle değerlidir, hear dalga yayılımı anatomi tarafından etkilenir.

MRG Elastography Nasıl Çalışır

Mekanik Dalga Nesil

MRE'nin önemli bir bileşeni, tarayıcı odasında mekanik titreşimler üreten dış sürücüdür. Erken sistemler basit pnömatik veya elektromekanik eylemciler, hastanın derisine ilginin üzerine yerleştirilen aşırı bir davulla çalışır. Modern sürücüler daha sofistikedir: onlar, akciğerli sistemleri kullanarak, spleen veya böbrekler için çalıştırabilirler.

Titreşim sıklığı, penetrasyon derinliği arasında bir ticaret olarak seçilir (daha derin frekanslar nüfuz eder) ve çözünürlük (daha yüksek frekanslar daha iyi bir uzaysal detay sağlar). karaciğer için 60 Hz standarttır; çünkü 40 ve 80 Hz arasındaki frekanslar çok-frezegenler MRE, bu da birkaç frekansta dalga görüntüleri elde eder ve doku viskolestisite hakkında bilgi sağlayabilir.

Hareket MRG'yi Sequenceize Etmek

Dalgaları görüntülemek için, MRG serisi mekanik dalga ile senkronize edilir.Uzmanlık için onlarca ila yüzlerce mikrometre siparişi için aynı yönde uygulanır.Bu, yüksek çözünürlükte dönen kutuplu alternatifleri ekleyerek elde edilir.

Çok sayıda dizi, gradient-treed eko (GRE), spin-echo (SE), ve kırık gradient-echo. GRE- bazlı MRE, 2D satın almalar için hızlı ve verimlidir, ancak üç veya daha fazla sinyal-togonal yöndeki düşük frekanslı yönlerden muzdariptir. SE bazlı MRE, daha yüksek SNR ve daha iyi yağ baskılarını sunar.

PostProcessing and Invers

Satın aldıktan sonra, ham faz verileri arka plan aşaması ve zamansal kaymayı ortadan kaldırmak için işlenir. Sonuç dalga görüntüleri daha sonra doku mekanik parametrelerini hesaplayan bir inversiyonel yöntemlere ve yakın sınırların içinde Helmholtz denklemi çözülür.Son çıktı, her bir voxelin sertlikte (LFE) olduğu gibi, o zaman belirli bir optiksel cinsiyetin fiziksel olarak bozulması veya daha derin öğrenme yöntemlerin geliştirilmesi anlamına gelir.

MRE'deki Son Teknolojik Gelişmeler

Yüksek Çözünürlük ve Hızlı Devralanlar

MRG donanımında iyileştirmeler - yüksek alan güçlüleri (3 T ve 7 T), çok kanallık fazlı anahtarlar ve paralel görüntüleme - MRE satın almalarını iyi bir alansal çözünürlük ve daha kısa sürede sağlar. 3 T, karaciğer MRE, tek bir nefes alma oranı (15-20 saniye) ile sub-centimeter kararı ile yapılabilir, ayrıca MRE'nin 3'ü tedavi etmesinden dolayı yüksek SNR ve uzaysal detayı sağlar.

Gerçek Zaman ve Dinamik MRE

Gerçek zamanlı MRE, kilç haritaları tarama sırasında sürekli olarak güncellenmektedir, ortaya çıkan bir yetenektir. Hızlı MRG dizilerini kullanarak (örneğin, yankı planlı görüntüleme veya spiral görüntüleme) ve iteratif rezasyonlar, araştırmacıların birkaç hissi ile ilgili olarak MRE'yi gösterdiği gibi, özellikle de müdahaleler için yararlıdır: örneğin, MRguided biyopsisi sırasında, gerçek zamanlı MRE en sert, en şüpheli tedavilerin tespit edilmesine yardımcı olabilir.

Otomatik Analiz ve Makine Öğrenme

MRE kabul edilmesi için önemli bir engel, binlerce MRE sınavında eğitilmiş manuel nitelik kontrol ve ROI yerleştirme ihtiyacı olmuştur. Son çalışma, birçok adıma benzer şekilde derin bir öğrenme göstermiştir: hareket tazminatı ve dalga görüntüsü, organ sınırlarının segmentasyonu ve yetersiz dalga yayılımı tespit etmek için karmaşıktır. Convolutional sinir ağları (CNN) binlerce MRE sınavında eğitilmiştir, ancak zamanla sınırlı sayıda MRE geliştirme ve benzeri olmayan bir şekilde temizlenir.

Çok fazlalık ve Vector MRE

Geleneksel tek frekans MRE, bir frekansta sertlik sağlar, ancak biyolojik dokular vilektif bir davranış sunar: düşük ve yüksek frekanslı yük altında farklı davranırlar. Multi-fren MRE, üç ila beş ayrı frekansta dalgalanır (örneğin, 40, 60, 80 Hz) ve aynı anda bir vitreus modeli (örneğin, ilkbahar-pot modeli veya kesik türevsel ölçümler) ve demping parametrelerini elde etmek için.Bu zengin karakterizasyonu geliştirmek.

MRG Elastography Klinik Uygulamaları

Canlı Hastalığı

MRE'nin en yerleşik klinik uygulaması karaciğer fibroz ve cirrhozlerin değerlendirilmesidir. Riskli hastalardan MRE'nin kronik hepatit B veya C'ye kıyasla, şiddetli fibroz (NAFLD) veya alkolik karaciğer hastalığının tespit edilmesi -MRE karaciğeri olmayan bir eksternal tamponad testinin tedavisine yardımcı olur.

Meme Kanseri

Mali huylu meme tümörleri genellikle iyi huylu kitleler veya normal fibroglandular dokudan daha serttir. meme MRE'nin eklediği optik kontrastlar için MRE tarafından ölçülen optik bir MRG (DCE-MRI) ve diffüzyon-sigara görüntüleme (DWI) erken çalışma, meme MRE'nin kötüleştirici görüntüleme oranları nedeniyle belirginleştirilmiş optik komplikasyonlara ihtiyacı olduğunu bildirdi.

Sinirsel Bozukluklar

Beyin MRE birkaç nörolojik koşullarda mekanik özellikleri ortaya çıkardı. Birden çok sclerosis (MS), beyaz madde plakları çevreleyen dokudan daha serttir ve Alzheimer hastalığı ile ilişkili tüm kobrain sertlik değişiklikleri de Alzheimer hastalığı, beyin tümörleri (glioma) ve hidrosefazdan etkilenen bölgelerde yumuşak olur.

Prostate Kanser

Prostate kanseri sık sık sık artan doku sertlikleriyle karakterize edilir, bu da transrectal ultrason elastography'de sömürülmüştir. MRE of thestat tüm-gland kapsamını çok parametrik MR ile karakterize eder ve rezorta (T2-süre, DWI ve DCE) Araştırmalar, prostat MRE'nin klinik olarak önemli kanserin tespitini artırabileceğini göstermiştir (Gleason puanı ≥ 3+4) ve hedeflenen biyopsiye rehberlik edebilir.

Musculoskeletal ve Diğer Uygulamaları

MRE ayrıca kas iskeleti kaslarını kas iskeleti ile kas iskeleti ile kas iskeleti, kas hasarından sonra travmatiklik, kas yaralanması ve yüksek bir anisotropik modaya bağlı olarak da uygulanır; vektör MRE özellikle de böbrek hastalığındaki fibrozliği yakalamak için uygundur. Tüm arabadiyaklığımdaki değişiklikleri kalbimde tespit etmek için geliştirilir, ancak yüksek teknolojideki yüksek potansiyelini gösterir.

Meydanlar ve Sınırlar

Avantajlarına rağmen, MRE yaygın kullanımını sınırlayan birkaç engelle karşı karşıyadır. Birincisi, özel bir mekanik sürücü için gerekli ekipman maliyeti ve ayar süresi ekler.Pektörler MRG sistemi ile kıyasla nispeten ucuz olsa da, tüm radyoloji bölümlerinin onları yoktur ve tarayıcı odasında güvenilir bir titreşim kaynağı korumak lojistik olarak zorlanabilir.

İkincisi, MRE eserlere oldukça duyarlıdır.Respirasyondan hareket ( karın için MRE için), yutma (kırık MRE için) veya kalpli pullarasyon (kalıcı ve beyin MRE için) dalga görüntüleri bozabilir.Hazırıklık algoritmaları bu karmaşıklıkları hafifletebilir, ve mevcut ticari uygulamaları genellikle düşük dalgalar ile alanlara sahip olmayan hastalar genellikle başarısız olabilir.

Üçüncü olarak, satıcılar ve kurumlar arasında standartlaşma eksikliği var. karaciğer MRE protokolü nispeten üniforma (60 Hz, GRE veya SE sıra, LFE inversiyon), diğer organlar geniş ölçüde farklı parametreler oluşturabilir. Farklı inversiyon yöntemleri tarafından bildirilen sertlik değerleri, evrensel tanı eşleri kurmak zorlaşır.

Son olarak, obezite, askitler veya metalik implantların varlığı dalga yayılımına müdahale edebilir veya susceptability eserlere neden olabilir. Büyük vücut alışkanlıklarını olan hastalar daha yüksek vibrasyon amplitüdlere ihtiyaç duyabilirler, bu da rahatsız edicidir.

Future Yol Tarifi

Portre ve Low-Field MR

Düşük saha (0.55 T) ve taşınabilir MRG sistemleri MRE için yeni olasılıklar açıyor. Bu sistemler daha az pahalı, daha az kalkan gerektirir ve MRE'nin gelişmiş olduğu gibi, özellikle de düşük bakım sistemleri gibi hastalıklar için rutin bir tarama aracı haline gelebilir. Low-field MRE, özellikle de kaynak sınırlı bölgelerden 3 T'ye karşılaştırılabilir karaciğeri gösteren ön çalışmalarla karşılaştırılmaktadır.

Diğer Görüntüleme Modalities ile birlikte

MRE, karaciğerdeki multiparametrik doku karakterizasyonu sağlamak için giderek daha fazla bir araya geliyor. Örneğin, MRE-diffüzyon onor görüntüleme (DTI) beyindeki sertlikle ilişkili mikroyapısal bütünlüğü ile ilişkili olabilir.Profesyonel ultrason uyarısını birleştiren çipli MRE-oluştukan MR-g ile MRE entegrasyonu da umut vericidir: MRE daha iyi penetrasyon ve 3D kapsama alanı sunarken, ABD elastography daha ucuz ve daha hızlı bir şekilde entegre edilebilir.

Derin Öğrenme ve Kişiselleştirme

Yapay zekanın rolü genişlemeye devam edecektir. Generative modeller, fizik bilgilendirilmiş sinir ağları (PINNs), gelen verilerin kalitesine doğrudan dalga denklemi çözebilir, geleneksel yeniden yapılandırma adımları atabilir ve potansiyel olarak hareket eserlerini azaltır.Finans öğrenme, hasta anatomisi ve sertlik içeren özel olarak hesaplama modelleri (tehdit sıklığı, gradient amplitude, faz dengelemeleri) gerçek zamanlı olarak gelen verilerin kalitesine dayanarak, MRE yanıt verebilir.

Yeni Biyomarkers: Viscoelastic Parametreler ve Nonlinearity

Future MRE daha karmaşık mekanik özellikleri yakalamak için lineer sertlik ötesine geçebilir. Viscosity, hangi dokuların enerjilerini nasıl sıkıştırdığını açıklayan, zaten enflamasyonla bağlantılıydı ve erken fibrozlerin erken araştırmalarda, ancak özellikle de spesifikasyonelliği artırmak için potansiyel tutuyorlar.

Özetle, MRG tabanlı elastografi, klinik olarak değerli bir araçtan beyin tümörlerine kadar uzanan doku sertliklerini değerlendirmek için bir akademik meraktan olgunlaşmıştır.Geçmiş teknolojik gelişmeler - donanım, satın alma stratejileri, invers algoritmaları ve yapay zeka - alanı geliştirmek için, hız ve kullanım kolaylığı.Dörtülme ve erişim gibi sorunlar, diğer görüntüleme yöntemleri ve diğer görüntüleme yöntemleri ile genişleyen diğer görüntüleme yöntemleri ile entegrasyonlar.