Resonancia magnética en tiempo real


La resonancia magnética en tiempo real ( IRM ) se refiere al monitoreo continuo ("filmación") de objetos en movimiento en tiempo real. Debido a que la resonancia magnética se basa en un escaneo lento del espacio k , la resonancia magnética en tiempo real solo era posible con una calidad de imagen baja o una resolución temporal baja. Utilizando un algoritmo de reconstrucción iterativo, estas limitaciones se han eliminado recientemente: un nuevo método para la resonancia magnética en tiempo real logra una resolución temporal de 20 a 30 milisegundos para imágenes con una resolución en el plano de 1,5 a 2,0 mm. [2] La resonancia magnética en tiempo real promete agregar información importante sobre las enfermedades de las articulaciones y el corazón.. En muchos casos, los exámenes de resonancia magnética pueden resultar más fáciles y cómodos para los pacientes.

Resonancia magnética en tiempo real de un corazón humano (vista de 2 cámaras) con una resolución de 22 ms [1]
Resonancia magnética en tiempo real de un tracto vocal mientras se canta , a una resolución de 40 ms

Si bien las primeras aplicaciones se basaban en imágenes eco planar, que encontraron una aplicación importante en la resonancia magnética funcional en tiempo real (rt-fMRI), [3] el progreso reciente se basa en la reconstrucción iterativa y la resonancia magnética FLASH . [4] [5] El método de obtención de imágenes en tiempo real propuesto por Uecker y sus colegas [2] combina la resonancia magnética FLASH radial, [6] que ofrece una adquisición de datos rápida y continua, robustez del movimiento y tolerancia al submuestreo, con un método de reconstrucción de imágenes iterativo basado en la formulación de la reconstrucción de imágenes como un problema inverso no lineal . [7] [8] Al integrar los datos de múltiples bobinas de recepción (es decir, resonancia magnética paralela) y explotar la redundancia en la serie temporal de imágenes con el uso de regularización y filtrado , este enfoque mejora el posible grado de submuestreo de datos en un orden de magnitud, de modo que se puedan obtener imágenes de alta calidad con tan solo del 5 al 10% de los datos necesarios para una reconstrucción de imagen normal.

Debido a los tiempos de eco muy cortos (por ejemplo, 1 a 2 milisegundos ), el método no sufre efectos de resonancia, de modo que las imágenes no exhiben artefactos de susceptibilidad ni dependen de la supresión de grasa. Mientras que las secuencias FLASH estropeadas ofrecen densidad de giro o contraste T1, las versiones con gradientes reenfocados o completamente equilibrados brindan acceso al contraste T1 / T2. La elección del tiempo de eco de gradiente (por ejemplo, condiciones en fase frente a fase opuesta) altera aún más la representación de las señales de agua y grasa en las imágenes y permitirá películas de agua / grasa separadas.

Aunque las aplicaciones de la resonancia magnética en tiempo real cubren un amplio espectro que va desde estudios no médicos de flujo turbulento [9] hasta la monitorización no invasiva de procedimientos intervencionistas (quirúrgicos), la aplicación más importante que hace uso de las nuevas capacidades es la imagen cardiovascular . [1] Con el nuevo método es posible obtener películas del corazón latiendo en tiempo real con hasta 50 cuadros por segundo durante la respiración libre y sin la necesidad de una sincronización con el electrocardiograma . [10]

Además de la resonancia magnética cardíaca, otras aplicaciones en tiempo real se ocupan de estudios funcionales de la cinética articular (p. Ej., Articulación temporomandibular , [11] rodilla y muñeca [12] ) o abordan la dinámica coordinada de los articuladores como labios, lengua, paladar blando y pliegues vocales al hablar ( fonética articulatoria ) [13] o al tragar . [14] Las aplicaciones en la resonancia magnética intervencionista , que se refiere a la monitorización de procedimientos quirúrgicos mínimamente invasivos , son posibles mediante el cambio interactivo de parámetros como la posición y la orientación de la imagen.

  1. ^ a b S Zhang, M Uecker, D Voit, KD Merboldt, J Frahm (2010a) Resonancia magnética cardiovascular en tiempo real a alta resolución temporal: FLASH radial con reconstrucción inversa no lineal. J Cardiovasc Magn Reson 12, 39, [1] doi : 10.1186 / 1532-429X-12-39
  2. ^ a b M Uecker, S Zhang, D Voit, A Karaus, KD Merboldt, J Frahm (2010a) Resonancia magnética en tiempo real a una resolución de 20 ms. NMR Biomed 23: 986-994, [2] doi : 10.1002 / nbm.1585
  3. ^ Cohen MS (2001). "Imagen de resonancia magnética funcional en tiempo real". Métodos . 25 (2): 201–220. doi : 10.1006 / meth.2001.1235 . PMID 11812206 .  
  4. ^ J Frahm , A Haase, W Hänicke, KD Merboldt, D Matthaei (1985) Hochfrequenz-Impuls und Gradienten-Impuls-Verfahren zur Aufnahme von schnellen NMR-Tomogrammen unter Benutzung von Gradientenechos. Solicitud de patente alemana P 35 04 734.8, 12 de febrero de 1985
  5. ^ J Frahm , A Haase, D Matthaei (1986) Imagen de RMN rápida de procesos dinámicos utilizando la técnica FLASH. Magn Reson Med 3: 321-327 [3] doi : 10.1002 / mrm.1910030217
  6. ^ S Zhang, KT Block KT, J Frahm (2010b) Imágenes por resonancia magnética en tiempo real: Avances usando FLASH radial. J Magn Reson Imag 31: 101-109, [4] doi : 10.1002 / jmri.21987
  7. ^ M Uecker, T Hohage, KT Block, J Frahm (2008) Reconstrucción de imágenes por inversión no lineal regularizada - Estimación conjunta de las sensibilidades de la bobina y el contenido de la imagen. Magn Reson Med 60: 674-682, [5] doi : 10.1002 / mrm.21691
  8. ^ M Uecker, S Zhang, J Frahm (2010b) Reconstrucción inversa no lineal para resonancia magnética en tiempo real del corazón humano utilizando FLASH radial submuestreado. Magn Reson Med 63: 1456-1462, [6] doi : 10.1002 / mrm.22453
  9. ^ V Wedeen; Un Crawley; R Weisskoff; G Holmvang y MS Cohen (1990). "Imagen de RM en tiempo real de flujo de fluido estructurado". Sociedad de Resonancia Magnética en Medicina : 164.
  10. ^ I Uyanik, P Lindner, D Shah, N Tsekos I Pavlidis (2013) Aplicación de un método de conjunto de niveles para resolver movimientos fisiológicos en resonancia magnética cardíaca con respiración libre y no sincronizada. FIMH, 2013, "Laboratorio de fisiología computacional" (PDF) . Consultado el 1 de octubre de 2013 .
  11. ^ S Zhang, N Gersdorff, J Frahm (2011) Imágenes de resonancia magnética en tiempo real de la dinámica de la articulación temporomandibular. The Open Medical Imaging Journal, 2011, 5, 1-7, "Copia archivada" (PDF) . Archivado desde el original (PDF) el 26 de septiembre de 2012 . Consultado el 16 de septiembre de 2011 .Mantenimiento de CS1: copia archivada como título ( enlace )
  12. ^ Boutin RD, Buonocore MH, Immerman I, Ashwell Z, Sonico GJ, Szabo RM y Chaudhari AJ (2013) Imágenes de resonancia magnética (IRM) en tiempo real durante el movimiento activo de la muñeca: observaciones iniciales. PLoS ONE 8 (12): e84004. doi: 10.1371 / journal.pone.0084004
  13. ^ Niebergall A, Zhang S, Kunay E, Keydana G, Job M, et al. Resonancia magnética en tiempo real del habla a una resolución de 33 ms: FLASH radial submuestreado con reconstrucción inversa no lineal. Magn Reson Med 2010, doi : 10.1002 / mrm.24276 .
  14. ^ Zhang S, Olthoff A y Frahm J. Imágenes de resonancia magnética en tiempo real de la deglución normal. J Magn Reson Imaging 2011; 35: 1372-1379. doi : 10.1002 / jmri.23591 .

  • Información relacionada de la Sociedad Max Planck
  • Resonancia magnética en tiempo real de tocar la bocina (Sarah Willis)