Портативная магнитно-резонансная томография
| Магнитно-резонансная томография | |
|---|---|
| Продолжительность: 6 секунд. | |
| Синонимы | Ядерно-магнитно-резонансная томография (ЯМРТ), магнитно-резонансная томография (МРТ) |
| МКБ-9-СМ | 88.91 |
| МеШ | D008279 |
| Медлайн Плюс | 003335 |
Портативная магнитно-резонансная томография (МРТ) — это визуализация , обеспечиваемая сканером МРТ , который обладает мобильностью и портативностью. [1] [2] [3] Он обеспечивает получение МР-изображения пациента вовремя и на месте, например, в отделении интенсивной терапии (ОИТ), где существует опасность, связанная с перемещением пациента, в машине скорой помощи , после аварийно-спасательных работ или в полевом госпитале. медицинская палатка.
Портативная МРТ на основе сверхпроводящего магнита
[ редактировать ]Сверхпроводящий магнит является одним из основных источников создания однородного основного статического магнитного поля (B0) для МРТ. Обычно оно составляет от 1 Тл до 7 Тл. Чтобы обеспечить мобильность обычного МРТ-сканера, в котором для питания B0 используется сверхпроводящий магнит, его помещают в трейлер. [4]
Напряженность магнитного поля такого мобильного МРТ-сканера находится в пределах от 1,5 Тл до 3 Тл. Вес сканера такой же, как у стационарного, а цена выше, чем у традиционного больничного, который благодаря дополнительной мобильности сканера. Его можно разместить возле медицинской палатки на поле боя.
Портативный МРТ на основе резистивного электромагнита
[ редактировать ]Электромагнит является еще одним источником однородного B0 для МРТ. Он обеспечивает мобильность при МРТ, поскольку электромагнит относительно легкий и его легче перемещать по сравнению со сверхпроводящим магнитом. При этом электромагнит не требует сложной системы охлаждения. Мэтью Розен и его коллеги из Массачусетской больницы общего профиля разработали систему на основе электромагнита мощностью 6,5 мТл (65 Гаусс). [5] Сканер имеет диаметр 220 см и расположен в корпусе из медной сетки, где он использовался в основном для визуализации головы человека, хотя изначально система была разработана для выполнения гиперполяризованной визуализации легких с помощью 3He у субъектов как в вертикальном, так и в горизонтальном положении. [6] Компания Magritek имеет настольную систему, использующую электромагнит для подачи B0. [7] Объем изображения представляет собой цилиндр диаметром 1–2 см. Недостатком использования электромагнита для МРТ является напряженность поля. Обычно оно ниже 10 мТл, если поле зрения (FoV) относительно велико, например, диаметр сферического объема (DSV) составляет 20 см для визуализации головы.
Портативная МРТ на основе постоянного магнита
[ редактировать ]Массив постоянных магнитов (PMA) может создавать поле B0 для МРТ. [8] Он не требует питания и системы охлаждения, что помогает упростить аппаратное обеспечение сканера и повысить его портативность. Чтобы обеспечить однородное изображение B0 в поле зрения 40–50 см при сканировании тела, PMA, обычно C-образной или H-образной формы, имеет размер комнаты и имеет большой вес. Напряженность поля обычно ниже 0,5 Тл. У Siemens есть продукт MAGNETOM C, который имеет магнитное поле 0,35 Тл для сканирования тела. [9] Сканер имеет размеры комнаты, 233×206×160 см, вес 17,6 тонны. Его поле зрения может достигать 40 см при однородности менее 100 ppm. Когда концепция посвящения тела применяется к системе на основе PMA, где магнит и другие устройства построены вокруг целевой части тела, подвергаемой визуализации (например, угол, колено, плечо, рука), размер сканера можно уменьшить до половины размера комнаты [10] [11] [12] для однородного поля при ДСВ около 10–15 см. С-образный ПМА был уменьшен до размера столешницы, чтобы иметь однородное поле в пределах DSV 1–2 см для визуализации. [13]
Использование PMA для подачи однородного B0 и использование линейных градиентных полей, создаваемых градиентными катушками, не может дать нам PMA с портативностью и относительно большим объемом изображений одновременно. Разрешение магнитному полю, имеющему нелинейные градиенты, кодировать сигнал для визуализации, приводит к возможности одновременно иметь относительно легкий PMA (от десятков до сотен кг) и относительно большое поле зрения (15–25 DSV). [14] Матрица Хальбаха создает магнитное поле, направленное в поперечном направлении и имеющее квадруполярную диаграмму направленности. . [15] [16] Кольцевая матрица «внутри-наружу» (IO) создает магнитное поле, направленное в продольном направлении, что позволяет применять в системе продвижение радиочастотных катушек. [17] [18] [19] Шаблон, создаваемый новейшим массивом кольцевых пар ввода-вывода, может быть очень близок к линейному шаблону, что приводит к эффективному кодированию сигнала и хорошему качеству изображения. [19]
Для проектирования PMA необходимы инструменты расчета, которые рассчитывают магнитные поля PMA. Быстрый расчет обеспечивает высокую гибкость конструкции магнитов. MagTetris — недавно предложенный метод быстрого расчета магнитных полей. [20]
Форумы по портативной МРТ/МРТ низкого поля
[ редактировать ]- Семинар ISMRM по низкопольной МРТ , 17-18 марта 2022 г.
- Специальная секция на Международной микроволновой биомедицинской конференции IEEE 2022 года (IMBioC 2022). Как вы думаете, высокое поле или низкое поле для МРТ? , 16-18 мая 2022 г.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Митра, Эша (08.06.2018). «Tata Trusts разрабатывает портативный МРТ-сканер» . Индус . Индия . Проверено 12 декабря 2019 г.
- ^ «Hyperfine и Йельская медицинская школа сотрудничают в разработке первой в мире портативной технологии МРТ» . ЭврекАлерт! . Вашингтон, округ Колумбия, США: пресс-релиз AAAS . Проверено 12 декабря 2019 г.
- ^ Рен, Чжи Хуа; Обручков, Сергей; Лу, Донг; Дикстра, Робин; Хуан, Шао Ин (01 ноября 2017 г.). «Портативная низкопольная магнитно-резонансная томография для визуализации головы». Симпозиум «Прогресс в исследованиях в области электромагнетизма 2017 г.» – осень (PIERS – FALL) . стр. 3042–3044. doi : 10.1109/PIERS-FALL.2017.8293655 . ISBN 978-1-5386-1211-8 . S2CID 3400077 . Получено 12 декабря 2019 г. - через Researchgate.
- ^ «Мобильный МРТ-сканер» . www.siemens-healthineers.com . Архивировано из оригинала 12 декабря 2019 г.
- ^ Сарракани М., ЛаПьер К.Д., Саламе Н., Уоддингтон Д.Э., Витцель Т. и Розен М.С., Недорогая высокопроизводительная МРТ. Sci Rep 5, 15177 (2015). https://doi.org/10.1038/srep15177
- ^ Цай Л.Л., Майр Р.В., Розен М.С., Патц С., Уолсворт Р.Л. Система МРТ с очень низким полем открытого доступа для визуализации легких человека с помощью 3He в зависимости от положения тела. Дж Магн Резон. Август 2008 г.;193(2):274-85. https://doi.org/10.1016/j.jmr.2008.05.016 . Epub 2008, 24 мая. PMID 18550402; PMCID: PMC2572034
- ^ «Терранова | Магритек» . Архивировано из оригинала 20 июля 2014 г.
- ^ С. Ю. Хуан, Ч. РЕН, С. ОБРУЧКОВ, Дж. ГОНГ, Р. ДИКСТРА, В. Ю, «Портативная недорогая система МРТ на основе постоянных магнитов/магнитных матриц», Исследовательская магнитно-резонансная томография (2019), 23 (3) ):179, http://dx.doi.org/10.13104/imri.2019.23.3.179
- ^ «Магнитно-резонансная томография» . www.siemens-healthineers.com . Мюнхен, Германия: Siemens Healthineers . Проверено 12 декабря 2019 г.
- ^ О-скан, Esaote
- ^ Терада, Ясухико и др. «Повышение надежности оценки возраста скелета с помощью детского ручного МР-сканера с постоянным магнитом 0,3 Тл». Магнитный резонанс в медицинских науках 13.3 (2014): 215–219.
- ^ Дж. МакГинли и др., ISMRM 2018 0944.
- ^ Э. Эспарса-Косс и Д. Коул, «Бюджетный прототип MR/постоянного магнита», Второй мексиканский симпозиум по медицинской физике. Конференция Американского института физики. Учеб., 1998.
- ^ Дж. Гонг, С. Ю. Хуан, Ч. Жэнь и Вэньвэй Ю, «Влияние полей кодирования матриц с постоянными магнитами на качество изображения в портативных системах МРТ с низким полем», IEEE Access, vol. 7, стр. 80310-80327, 2019, doi: 10.1109/ACCESS.2019.2923118
- ^ К. Хальбах, Ядерные инструменты и методы, том. 169, нет. 1, стр. 1–10, 1980.
- ^ Кули, CZet al. Магн. Резонансная медицина73, 872–883 (2015)
- ^ ZH Ren, WC Mu и SYHuang, «Проектирование и оптимизация матрицы постоянных магнитов из кольцевой пары для визуализации головы в портативной системе МРТ с низким полем», IEEE Transactions on Magnetics, Том 55, Выпуск 1, январь 2019 г.
- ^ ZH Ren, J Gong и SYHuang, «Магнитная решетка из пар колец неправильной формы с линейным градиентом поля для 2D-визуализации головы при портативной МРТ в слабом поле», IEEE Access 7, 48715-48724, 2019
- ^ Перейти обратно: а б ТО ЛЯН, Ю. Х. КО, Т. ЦЮ, Э. ЛИ, В. Ю и С. ХУАН, «Проектирование высокопроизводительной матрицы постоянных магнитов с помощью оптимизации на основе быстрого генетического алгоритма (GA) для низкопольной портативной МРТ», Журнал магнитного резонанса (JMR), Vol. 345, декабрь 2022 г., 107309, https://doi.org/10.1016/j.jmr.2022.107309.
- ^ ЛИАНГ, Ю. Х. КО, Т. ЦЮ, Э. ЛИ, В. Ю и С. ХУАН, «MagTetris: симулятор для расчета быстрого магнитного поля и силы для конструкций массивов постоянных магнитов», том 352, июль 2023 г., 107463, https://doi.org/10.1016/j.jmr.2023.107463