文摘
在20世纪,神经影像的出现极大地改变了神经护理领域。然而,尽管迭代进步发明以来,CT和MRI,进展甚微先生将神经影像学的护理。最近,出现低场(< 1 T)便携式核磁共振(pMRI)奠定了基础神经影像学改变景观的访问。pMRI用户可以运输到不同的位置,使用标准110 - 220 V壁装电源插座。在本文中,我们将讨论当前pMRI申请,包括急性和至关重要的保健设置,广泛实施的障碍,和未来的机会。
1971年,CT的发展改变了神经影像。第一次,大脑可能是非侵入性可视化。1MRI进一步变革的无创性诊断利用磁共振神经成像方法和基于磁梯度空间编码来提供更大的软组织对比度和更精确的比CT解剖可视化。2,3然而,常规MRI (cMRI)扫描仪操作在一个较高的磁场强度(1.5 3 T),昂贵的购买($ 1 M / T)和需要昂贵的基础设施。4病人必须从临床环境控制访问远程成像套件,经常在图像采集导致列车延误。这交通与心血管和呼吸道有关的风险,这是在运输途中无法部署干预加剧了。5,6而使用便携式CT (pCT)可以规避这些风险,它带有辐射的风险。7先生获得的能力,因此神经影像学的护理可能会重塑神经护理(图)。
(A)患者在低场扫描,pMRI在急诊科急诊在扫描设备操作。(B)配对图像比较轨迹cMRI和低场pMRI在患者右小脑与扩展到第四脑室出血。cMRI =常规磁共振成像;醉酒驾车= diffusion-weighted成像;天赋= fluid-attenuated反转恢复;pMRI =便携式核磁共振;T1W = t1加权;T2W = t2加权。
便携式核磁共振(pMRI)背景的更多信息,请参阅eAppendix 1 (links.lww.com/WNL/C622),它包括一个讨论pMRI vs cMRI pCT和pMRI规范的解释。eAppendix 1还包括一个临床病例突出pMRI的效用和类似设备的描述。
现在部署
一些报告已经出版描述pMRI在临床设置的安全部署,包括2019年在冠状病毒病的情况下(COVID-19)限制进入常规神经成像由于传播感染的风险。8,9这项工作表明pMRI的优点,以其检测能力一个前所未知的梗死COVID-positive病人,后来被CT证实,9和机会获得串行神经成像的患者。在icu, pMRI急性环境中可能是有效的。工作进行急诊(ED)设置显示其潜在效用补充hyperacute神经评估病人出现中风症状。10例如,当急性缺血性中风(AIS)怀疑但CT显示梗死pMRI可能有助于急性梗死的识别和指导后续干预。pMRI也消除了病人的需要转移表因为患者CT扫描仪,扫描仪上担架上停留的时间扫描。这可能协助的繁忙的环境。此外,在手术室工作环境的可行性说明pMRI跟踪ventriculoperitoneal分流手术后的变化包括确认正确的放置。11
此外,最近的研究已经建立了pMRI检测关键神经病理学的能力包括脑出血(我),12中线移位(MLS),13AIS,14蛛网膜下腔出血、脑部肿瘤和创伤性脑损伤。11先前的工作已经证明我敏感性和特异性的80.4%和96.6%,93%和96%的美国职业足球大联盟,分别与标准治疗相比成像。梗塞被发现在90%的袁的AIS评估等。14此外,pMRI可以作为预测工具,因为我卷,缺血性梗塞卷和MLS在pMRI发现已被证明与病人的结果。12,- - - - - -,14病理学评估之外,这项技术有初步证据的效用在儿科人口,这可能持有承诺更好的理解大脑发育。15
使用障碍
在低磁场强度增加神经影像访问,它在图像分辨率和采集时间需要权衡。低场(低频),图像质量是低于高场(高频)MRI由于低分辨率较低的信噪比(信噪比)的结果。利用目前先进的机器学习(ML)工具进化可能帮助弥补这一未来。除了当前软件内置毫升,其他毫升工具正在开发中。自动变换通过歧管近似(地图)是一种能够提高信噪比的图像重建工具将重建作为一个监督学习任务。而不是标准的快速傅里叶反变换将原始k-space数据转换的方法,自动地图使用远期编码模型构建图像用更少的噪音和更清晰的大脑结构。e1
另一组的图像重建方法包括超分辨率(SR)算法,它利用深卷积神经网络训练与高分辨率和低分辨率的图像。这些老方法的一个共同挑战是无法准确地使高频与低频图像。另一个挑战是低频图像的准确模拟使用downsampled高频图像。一个新的工具,SynthSR,可以用来克服这些障碍,产生高分辨率图像的可靠的估计量。尽管低频MRI可能无法描述图像细节发现在高频层面,毫升工具开发允许更高的分辨率和信噪比达到从嘈杂的低频图像。e2
其他限制pMRI是基于它的物理性质。而开放的几何pMRI设备不如cMRI孔,在头部线圈和小离磁铁构成问题幽闭恐惧症患者。除了幽闭恐怖症,线圈也可能不适应患者头周长超过线圈的尺寸(宽26厘米,20厘米高6),构成一个障碍患者更大的领导,包括儿童脑积水和macrocrania有关。此外,体重超过200公斤内可能无法定位装置。一些移植的低频MRI系统已经能够容纳这些缺点;例如,Synaptive低频MRI具有可调节头线圈与病人约250公斤的重量限制。e3此外,pMRI目前的平均总扫描时间约4 - 40分钟不等,取决于序列的选择,这可能是一个限制导致幽闭恐怖症的病人或不稳定的时间扫描。序列发展和优化正在缩短扫描时间。
未来的机会
随着pMRI的发展与当代医学实习生,应该共同努力,让学员熟悉这种新技术。未来使用pMRI应利用其可访问性和负担能力将核磁共振技术以外的传统设置。没有需要保护的房间,没有辐射暴露的风险,神经影像甚至可能带进社区,增加访问重点是危险和弱势群体。例如,pMRI可能也有利于低收入和中等收入社区和国家cMRIs相对难以接近的地方。增加神经影像学在这些领域也将培养理解大脑发育和神经病理学的机会在不同的设置。15pMRI目前商用的国家包括美国、澳大利亚、巴基斯坦和已经部署在其他领域包括德国和马拉维。e4一组已成功实现pMRI在资源缺乏的环境中:英国女王伊丽莎白在马拉维,辅助临床指导中心医院CT并不可用,加速治疗管理。e5
其他资源或时间敏感的上下文可能受益于pMRI包括体育场馆、门诊、战区和其他设置,脑损伤发生率高,回答时间敏感问题势在必行。此外,通过勘探测试使用低频强度可编程序植入患者先生pMRI可能扩大合格的患者可以接受MRI扫描。
pMRI总有一天会起到至关重要的作用在急性神经系统设置,在及时的神经影像协调快速干预是至关重要的。移动中风单元(msu)配备CT扫描仪允许超快速静脉组织纤溶酶原激活物与标准治疗相比,72分钟,108分钟。e6装备与pMRI msu的CT可以提供进一步的好处。由于醉酒驾车的使用/ T2-FLAIR不匹配的标记中风发作,direct-to-MRI中风治疗已经证明是有用的在决定再灌注治疗中风的未知的发作。e7根据我的特异性,pMRI可能会作为一个工具在密歇根州立大学再灌注治疗的选择。12pMRI的影响和应用将进一步增加曾经造影剂,可以在低场已经发展。
除了想象设置pMRI可能是有用的,我们也预测,研究团体将开始开发毫升一个自动化的方法,可再生的低频扫描分析,包括体积研究感兴趣的区域分割、扫描登记进行纵向分析,细分的病变特征。此外,我们预见毫升域适应技术的发展将使应用程序的方法开发轨迹图像低频扫描。
结论
使用低频磁场强度,pMRI继续加强神经影像学领域通过提高可访问性。它避免了可能的危害运输病人将成像的照顾危重病人。能够识别各种神经病理学,pMRI可以帮助临床医师补充传统的神经影像学和通过提供快速神经影像学的好处在资源有限的地区或时间敏感的情况下,它的值可以是最有效的。
研究资金
没有针对性的资金报告。
信息披露
天然橡胶Parasuram, A.L.克劳福德M.H. Mazurek,起始点Chavva, r·比克曼E.J. Gilmore n .彼得森s Payabvash j . Eugenio·伊格莱西亚斯g。苏S.B. Omay,林祖嘉Matouk,一些Longbrake, a . de Havenon和中华民国希夫报告没有披露相关的手稿。硕士罗森是超精细的创始人和股票持有人,Inc .)他目前收到拨款从啊哈,NIH, arpa - e。硕士罗森承认居民Kiyomi的支持和埃德•贝尔德MGH研究学者奖。地下水面金伯利接收来自国家卫生研究院资助,啊哈。K.N. Sheth接收的支持协作的科学奖项(美国心脏协会),NIH补充格兰特(U01NS106513-S1)和超精细研究公司研究基金会资助。去首页Neurology.org/N为充分披露。
附录的作者
脚注
去首页Neurology.org/N为充分披露。资金信息和披露认为作者相关的,如果有的话,年底提供这篇文章。
提交和外部同行评议。处理编辑器是居民和其他部分编辑Whitley阿莫德医学博士英里。
- 收到了2022年6月2日。
- 接受的最终形式2023年1月4日。
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