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在这里,我们提出了一种协议,以增加快速序列磁共振成像 (RS-MRI) 对儿科脊柱、创伤性脑损伤 (TBI) 和脑积水患者的使用,同时记录普遍实施的限制和障碍。
快速和快速的磁共振成像 (MRI) 方案在儿科神经外科患者中越来越受欢迎,因为它们是减少电离辐射和镇静的好方法。虽然它们的受欢迎程度有所提高,但在过渡到临床使用它们时仍存在需要克服的障碍,例如成本、人员培训和运动伪影。通过本文,我们开发了一种临床应用方案,其中快速 MRI 可以作为诊断检查的替代或辅助。此外,我们概述了使用 RS-MRI 治疗脊柱、TBI 和脑积水病变的相关文献,同时扩展了过渡到其使用时的局限性和后勤障碍,其中一些如上所述。由此,我们得出结论,RS-MRI 可用于诊断脊髓病变,例如空洞和脑积水。此外,它对 TBI 结果缺乏敏感性,这使得快速序列磁共振成像 (RS-MRI) 成为创伤性脑损伤 (TBI) 病理的其他高级成像或计算机断层扫描 (CT) 的有力辅助手段。
从历史上看,计算机断层扫描 (CT) 在许多情况下一直是筛查和监测神经系统病理的一线影像学检查。在儿科患者群体中,多项研究主张减少 CT 成像以减少辐射暴露。Kessler 等人指出,头部 CT (HCT) 的有效辐射剂量在幼儿中的比例更高,单次 HCT 的终生癌症死亡风险为 0.07%。白血病和脑恶性肿瘤是与辐射暴露增加相关的最常见病理1。
标准 MRI 虽然没有放疗,但可能需要镇静以减少儿科患者的运动伪影。反复镇静会引起担忧,并可能对发育中的大脑产生神经毒性影响1。Flick 等人进行了一项大型匹配队列研究,该研究表明,在 2 岁之前反复暴露于麻醉下可能更可能导致学习障碍的发展2。
由于在进行 CT 和 MRI 时担心辐射暴露和镇静,快速序列 MRI (RS-MRI) 越来越多地用于临床环境。早期 RS-MRI 用于评估脑积水。从那时起,由于扫描时间短、无电离辐射和镇静作用,RS-MRI 的其他适应症已经发展起来,这对于减少危险因素很重要。通过本系统综述,我们旨在讨论 RS-MRI 可以在诊断检查中替代或辅助的临床应用以及实施的局限性和障碍。
该协议遵循北卡罗来纳大学机构人类研究伦理委员会的指导方针,因为它是在文献综述之后创建的,不需要真正的人类受试者。已获得志愿者和拍摄所需的许可。本研究中使用的代表性 RS-MRI 图像已被去标识化。
注意:使用 “rapid MRI” 和 “fast brain” 等关键词对文献进行了回顾。共回顾了 15 篇文章,检索并组合成像方案以创建以下方案。
1. 患者定位
2. 脊柱评估
3. 创伤性脑损伤评估
4. 脑积水和分流评估
脊柱评估
Ryan 等人进行了一项前瞻性研究,以确定快速脊柱 MRI 在评估儿科患者空洞中的可行性。已知或疑似脊髓空洞或小脑扁桃体下疝畸形的患者接受了快速脊柱 MRI (HASTE) 和标准非对比 MR。小儿神经放射科医生对图像进行盲法审查,他们测量了以下结局: 是否存在空洞、脊髓空洞测量、阵挛位置、小脑扁桃体异位和程度以及丝状检测。如果尺寸大于 2.3 mm,并且患者年龄大于 1 岁,则他们确定了空洞 (敏感性 87.8%,特异性 94.7%)。脊柱快速 MRI 和标准脊柱成像之间没有临床显着差异9。通过 RS-MRI 识别的腰骶空洞的示例可以在 图 2 中看到。
Gewirtz 等人对接受脊柱快速 MRI 的患者进行了回顾性图表回顾。回顾患者 (n = 45) 的扫描结果并与放射学报告和临床记录进行比较,分析中包括 47 次扫描。扫描的临床适应症包括脊髓空洞 (n = 30) 和脊髓闭合不全 (n = 22) 评估。所有 47 次扫描都是可解释和可用的(n = 8 个中度运动伪影)。随后的标准 MRI 随访扫描 (n =7) 在 1 年内完成,未发现新的异常10。
创伤性脑损伤评估
Lindberg 等人进行了一项前瞻性队列研究,他们尝试对既往接受过头部 CT 的 < 6 岁儿童进行 RS-MRI 检查。主要结局是可行性和准确性。通过 RS-MRI 完成率和成像时间来衡量可行性。根据 CT 测量准确性,并通过 RS-MRI 识别颅骨骨折、颅内出血和实质损伤的能力进行评估。共进行了 223 例 RS-MRI,中位成像时间为 365 s。在 CT 上发现的 111 例 TBI 患者中,RS-MRI 检测到其中 103 例 (敏感性 92.8%,95% 置信区间 86.3-96.3)。RS-MRI 未能检测到 6 例孤立性颅骨骨折和 2 例蛛网膜下腔出血。这些发现得出结论,相对于 CT 来说,RS-MRI 在临床稳定的患者中是可行且准确的5。
Kessler 等人对 RS-MRI 在儿科头部外伤中的应用进行了系统评价。共确定并审查了 13 篇文章。除了上面列出的 Lindberg 文章外,他们还回顾了 Kralik 等人、Missios 等人和 Sheridan 等人,这些研究是多序列 MRI 的回顾性和前瞻性研究的组合。这 4 项研究得出结论,RS-MRI 可以在没有并发成像方式的情况下使用。回顾了其他利用 RS-MRI 联合单独三平面 T2 加权成像的研究,并与同步 HCT 或标准脑部 MRI 进行了比较。RS-MRI 检测 IPH 的敏感性和特异性分别为 100% 和 97%,对轴外出血的敏感性和特异性分别为 86% 和 96%,对 SAH 的敏感性和 100%,对 IVH 的敏感性和特异性分别为 50% 和 100%,对颅骨骨折的敏感性和特异性分别为 47% 和 97%。此外,Ryan 等人讨论了 RS-MRI 对颅骨骨折的敏感性降低,指出 41 例骨折中仅检测到 11 例。回顾 T2 序列利用的文章仅得出结论,在所有病理中,与 HCT 同时使用时,对 TBI 病理的敏感性增加。为了解决 RS-MRI 对颅骨骨折检测不佳的问题,综述了 Dremmen 等人的一篇文章,其中包括 T1 加权成像的新型黑骨序列,并确定 RS-MRI 对检测到的颅骨骨折的敏感性和特异性为 66.7%。在这些颅骨骨折中,有 2 例假阴性和 2 例假阳性。后来发现假阳性是缝合线,受这些发现影响最大的患者群体是 2 岁以下的儿童。最后,回顾了一组文章,其中单独使用 RS-MRI 与接受标准成像 (HCT/标准脑 MRI) 的匹配队列进行了比较。Cohen 等人发现,在 HCT 组中发现了更多的影像学异常,并且这些患者平均在更高级别的护理中被分诊。从这项系统评价中,Kessler 等人得出结论,与 HCT 和标准 MRI 相比,RS-MRI 是一个很有前途的选择,但对创伤病理的敏感性可能较低,应根据临床和机构环境选择合适的成像方式1。
Ryan 等人研究了 RS-MRI T2 序列检测颅内出血的能力。因 CT 急性颅内出血到儿科医院就诊的患者在 48 小时后进行 RS-MRI 随访,并比较两种影像学检查方式。RS-MRI 在没有既往 CT 的情况下检测硬膜下和硬膜外出血具有中等敏感性;敏感性范围为 61%-74%,但随着对既往 CT 的回顾而增加到 80%-86%。将 GRE 序列添加到标准 T2 序列中,将检测蛛网膜下腔出血的敏感性从 10%-25% 提高到 71%-93%。Ryan 等人包括,当先前的 CT 可用时,带有 GRE 的 RS-MRI 对检测颅内出血最敏感,并且不足以在初始评估中替代 CT6。来自 RS-MRI 的 T2 Haste 显示沿右大脑凸起的右侧轴外出血如图 3 所示。
脑积水和分流评估
O'Neill 等人进行的一项回顾性图表回顾包括接受 RS-MRI 的患者,并将其与既往 HCT 进行了比较。中位年龄为 1.3 岁。患者平均接受 2.38 次 RS-MRI 和 10.1 次 HCT。所有 RS-MRI 均由放射科医生和盲法神经外科医生审查,并对图像质量和导管可视化进行分级。次要结局是运动伪影的数量和心室大小。放射科医生将 51.2% 的 RS-MRI 评为具有极佳的成像质量,而神经外科医生的评分为 76.5%。此外,与神经外科医生 (42.9%) 相比,放射科医生 (24.4%) 的导管可视化存在差异,并且在小心室的情况下可视化最成问题。得出的结论是,轴向 RS-MRI 提供了良好的心室解剖结构可视化,但存在潜在的瓣膜衰竭风险11。 图 4 中可以看到一个例子,它显示了分流导管的矢状视图(图 4A)和显示脑室扩大的轴向视图(图 4B)。
Yue 等人进行了一项两点回顾性图表回顾,以比较 RS MRI 与非对比 CT 在评估到急诊科就诊的儿科患者的分流功能障碍方面的作用。分流功能障碍被定义为在初始成像后 30 天内进行必要的神经外科分流翻修。分析中使用了 997 次扫描 (RS-MRI= 724,CT=273)。共有 235 例分流翻修 (RS-MRI= 188,CT= 47)。RS-MRI 组检测分流功能障碍的敏感性为 58.5% (95% CI 51.1%-65.6%),特异性为 93.3% (95% CI 90.8%-95.3%)。在 CT 组中,检测分流功能障碍的敏感性为 53.2% (95% CI 38.1%-67.9%),特异性为 95.6% (95% CI 92%-97.9%)。发现敏感性 (p=0.51) 或特异性 (p=0.23) 之间没有统计学显着差异12。
Boyle 等人对因担心分流功能障碍而到波士顿儿童急诊科就诊的儿科患者进行了单中心回顾性图表回顾,以确定快速颅脑 MRI 和 CT 诊断心室分流功能障碍之间的诊断准确性。分流功能障碍定义为在初始 ED 评估后 72 小时内由于机械分流流改变而需要手术干预。使用快速颅脑 CT 诊断分流功能障碍准确性的非劣效性检验,非劣效性边际为 10%,作为主要分析。分析共纳入 698 次急诊就诊 (286 例患者),其中患者接受了快速颅脑 MRI 扫描 (n = 362) 和 CT 扫描 (n = 336)。ED 就诊 (n = 140) 导致分流翻修。RS-MRI 诊断心室分流功能障碍的准确性与 CT 扫描相似 (81.8% MRI vs. 82.4% CT),在研究期间 RS-MRI 的使用有所增加。神经外科就诊和神经影像学模式呈正相关 (χ2 = 93.9,P < .001)13。
Boyle 和 Nigrovic 回顾了文献,以比较用于诊断急诊情况下儿科患者分流功能障碍的不同神经影像学模式。文献回顾得出结论,在诊断儿童分流翻修时,与 CT 相比,快速颅脑 MRI 是一种替代的非劣效方式14。 表 2 展示了代表性结果及其结论的摘要1、5、6、9、10、11、12、13、14。
图 1:用于评估颅骨骨折的头部 CT。 这张图片展示了金标准头部 CT。可以看到 0.40 cm 的左顶骨骨折。 请单击此处查看此图的较大版本。
图 2:T2 脊髓成像显示空洞。 该图像显示了通过 RS-MRI 识别的腰骶空洞。 请单击此处查看此图的较大版本。
图 3:RS-MRI 的 TBI 发现。 该图像是来自 RS-MRI 的 T2 Haste,显示沿右侧大脑凸面的右侧轴外出血。 请单击此处查看此图的较大版本。
图 4:用于分流评估和脑室扩大的 RS-MRI T2 HASTE 。(A) 显示分流导管矢状视图的 T2 HASTE 序列。(B) 显示脑室扩大的轴向 T2 HASTE 图像。 请单击此处查看此图的较大版本。
表 1:CNS 病理学的 RS-MRI 序列总结。 下表总结了上述联合方案中推荐的 MRI 序列。BB= 黑骨 请点击这里下载此表格。
表 2:代表性结果摘要。 该表提供了代表性结果的摘要,展示了研究类型、比较序列、敏感性和特异性以及结论。 请点击此处下载此表格。
RS-MRI 为儿科患者提供了一种替代的影像学诊断工具。RS-MRI 使用 T2 加权序列来可视化颅骨和脊柱病变,扫描时间比传统的神经影像学模式更快。
通过文献回顾和观察,我们开发了使用 RS-MRI 的方案。我们发现与诊断脊柱病变最相关的序列是 T2 HASTE 和 STIR。此外,T2 GRE 和 HASTE 最有可能识别创伤性病变。最后,T2 HASTE 为脑积水的心室评估提供了最佳图像质量,而 TurboFLASH T1 加权图像更适合导管可视化。T2 HASTE 序列对于诊断上述所有病理至关重要。减少电离辐射和镇静暴露是 RS-MRI 的显著益处,但更活跃的患者可能需要镇静,从而减少其中一些益处。在该协议中,我们讨论了各种舒缓技术,以减少活跃患者的运动伪影。此外,我们将 RS-MRI 的使用与传统影像学检查进行了比较,发现 RS-MRI 在诊断分流功能障碍、空洞和轴外出血方面与传统影像学检查相当。尽管具有可比性,但临床和后勤限制阻碍了 RS-MRI 的实施,我们将在下面概述。
该领域的大多数研究都是通过回顾性图表审查完成的。回顾性图表审查容易出现偏倚,包括召回、错误分类和抽样偏倚。由于数据是通过回顾性图表审查获得的,因此结局的评估取决于提供者的记录、影像学解释和评价员的临床意见。虽然努力减少这种偏倚,但回顾性图表审查的结果特定于研究人群,可能无法推广到临床上遇到的患者。
O'Neill 等人讨论了成本是 RS-MRI 临床实施的潜在障碍。他们讨论说,RS-MRI 的技术和专业费用分别为 1800 美元和 170 美元,头部 CT 的技术费用和专业费用分别为 1200 美元和 123 美元,得出的结论是 RS-MRI 每次成像要贵 647 美元9。虽然成本可能因机构而异,但 RS-MRI 成本的增加可能不成比例地有利于其在资源丰富的机构中使用,这进一步扩大了医疗保健差距。
在上面的段落中,注意到 RS-MRI 的专业费用更高。这是继而于进行 RS-MRI 所需的更多培训,尤其是在儿科人群中。由于最近的人员危机,医院可能没有能力适当地配备人员和培训个人来管理 RS-MRI。此外,RS-MRI 没有标准化的方案,这给培训新的或没有经验的放射技术人员带来了额外的障碍。
Yue 等人讨论了 RS-MRI 采集时间的增加,指出脑部平整剂 CT 的估计成像时间为 5-10 秒,而 RS-MRI 的估计成像时间为 3-5 分钟。RS-MRI 检查时间估计为每平面 45 秒,使用轴向、矢状面和冠状面成像平面13。虽然采集时间可能有所不同,延迟可能是多因素的,但采集时间的增加可能会对血流动力学不稳定的患者构成风险。
RS-MRI 的一个已知后果是运动伪影导致成像质量差,从而导致不确定的解释。继发于运动伪影的成像质量差可能需要随访 CT 或 MRI。这会延长诊断检查时间,并导致儿科患者的辐射和镇静暴露增加,从而抵消 RS-MRI 的建议益处。正在开发集成并行采集技术 (iPAT) 和其他补偿技术以改善运动伪影和成像可视化,但这仍可能被认为是其临床应用的局限性。
特别是对于创伤,RS-MRI 可能会漏掉结构和迁移异常,虽然没有临床意义,但对于创伤检查和确定慢性性可能是必要的。此外,RS-MRI 对颅骨骨折检测的敏感性和特异性较低。RS-MRI 中添加了黑骨序列以提高敏感性,但与 HCT 相比,黑骨具有明显的假阴性和假阳性 1,7。这些不准确可能会扭曲提供者的临床评估。
我们重点介绍了通过文献回顾和观察制定的使用 RS-MRI 进行脊柱、TBI 和脑积水评估的方案,得出的结论是 T2 HASTE 对所有病理最敏感。尽管 RS-MRI 为儿科患者提供了减少辐射暴露和减少镇静的额外好处,但在临床环境中 RS-MRI 的完全过渡存在实际限制和障碍。
作者没有披露。
本综述没有资金。
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Alarm bell | Siemens | https://www.siemens.com/global/en/products/buildings/fire-safety/evacuation/notification-ul.html | |
Brain and spine coils | Siemens | https://www.siemens-healthineers.com/magnetic-resonance-imaging | |
Consent form to be filled out by parents or guardian | Local Health System | N/A | |
Ear plugs | 3M Classic Ear Plugs | https://www.3m.com/3M/en_US/p/?Ntt=classic+ear+plugs | |
Ferroguard Metal Detector | Metrasens | https://www.metrasens.com/solution/ferroguard-assure/ | |
Immobilization restraints | Siemens | https://www.siemens-healthineers.com/magnetic-resonance-imaging | |
Landmarkers, laser markers, or touch sensors | Siemens | https://www.siemens-healthineers.com/magnetic-resonance-imaging | |
MR power cut-off | Siemens | https://www.siemens-healthineers.com/magnetic-resonance-imaging | |
MR quench button | Siemens | https://www.siemens-healthineers.com/magnetic-resonance-imaging | |
MRI scanner | Magnetom Avanto | https://www.siemens-healthineers.com/en-us/magnetic-resonance-imaging/0-35-to-1-5t-mri-scanner/magnetom-avanto | Other brands: Discovery 750, HDXT Signa scanners, GE Healthcare, , Aera and Skyra, Siemens, Erlangen, and Germany |
Radiologic technologist | Local Health System | N/A | |
Radiologist | Local Health System | N/A | |
Standard MRI hardware and software | NUMARIS | Version 4 | |
Support pads and pillows | Medline | www.medline.com | Alternative: Quality electrodynamics |
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