Method Article
Qui, presentiamo un protocollo per aumentare l'uso della risonanza magnetica a sequenza rapida (RS-MRI) per pazienti pediatrici per colonna vertebrale, lesioni cerebrali traumatiche (TBI) e idrocefalo, documentando al contempo i limiti e le barriere all'implementazione universale.
I protocolli di risonanza magnetica (MRI) rapida e veloce sono diventati sempre più popolari per i pazienti neurochirurgici pediatrici in quanto sono un ottimo modo per ridurre le radiazioni ionizzanti e la sedazione. Sebbene la loro popolarità sia aumentata, ci sono ostacoli da superare quando si passa all'uso clinico, come i costi, la formazione del personale e gli artefatti del movimento. Attraverso questo articolo, abbiamo sviluppato un protocollo per applicazioni cliniche in cui la risonanza magnetica rapida può essere un sostituto o un adiuvante nell'iter diagnostico. Inoltre, delineiamo la letteratura pertinente per l'uso della RS-MRI per le patologie della colonna vertebrale, del trauma cranico e dell'idrocefalo, ampliando al contempo le limitazioni e le barriere logistiche durante la transizione al loro utilizzo, alcune delle quali sono discusse sopra. In questo modo, concludiamo che la RS-MRI può essere utilizzata diagnosticamente per patologie spinali come la siringa e l'idrocefalo. Inoltre, la sua mancanza di sensibilità per i risultati del trauma cranico rende la risonanza magnetica a sequenza rapida (RS-MRI) un forte adiuvante con altre immagini avanzate o tomografia computerizzata (TC) per patologie da lesione cerebrale traumatica (TBI).
Storicamente, la tomografia computerizzata (TC) è stata uno studio di imaging di prima linea in molti scenari per lo screening e il monitoraggio della patologia neurologica. Nella popolazione di pazienti pediatrici, diversi studi hanno sostenuto la riduzione dell'imaging TC per ridurre l'esposizione alle radiazioni. Kessler et al. affermano che la dose efficace di radiazioni della TC della testa (HCT) è proporzionalmente più alta nei bambini piccoli e che un singolo HCT può avere un rischio di mortalità per cancro dello 0,07%. Le leucemie e le neoplasie cerebrali sono le patologie più comuni associate a una maggiore esposizione alle radiazioni1.
La risonanza magnetica standard, sebbene senza radiazioni, può richiedere la sedazione per ridurre gli artefatti da movimento nei pazienti pediatrici. La sedazione ripetuta solleva preoccupazioni e può avere effetti neurotossici sul cervello in via di sviluppo1. Flick et al. hanno condotto un ampio studio di coorte abbinato che ha dimostrato che l'esposizione ripetuta all'anestesia prima dei 2 anni può avere maggiori probabilità di portare allo sviluppo di difficoltà di apprendimento2.
Con la preoccupazione per l'esposizione alle radiazioni e la sedazione durante l'esecuzione di TC e risonanza magnetica, la risonanza magnetica a sequenza rapida (RS-MRI) è sempre più utilizzata nell'ambiente clinico. La RS-MRI precoce è stata utilizzata nella valutazione dell'idrocefalo. Da allora, si sono sviluppate ulteriori indicazioni per la RS-MRI a causa dei brevi tempi di scansione, dell'assenza di radiazioni ionizzanti e della sedazione, che è importante per la riduzione dei fattori di rischio. Attraverso questa revisione sistematica, miriamo a discutere le applicazioni cliniche in cui la RS-MRI può essere sostituita o adiuvante nel workup diagnostico e i limiti e gli ostacoli all'implementazione.
Questo protocollo segue le linee guida del comitato etico istituzionale per la ricerca umana dell'Università della Carolina del Nord, in quanto è stato creato in seguito a una revisione della letteratura e non ha richiesto soggetti umani reali. Sono state ottenute le autorizzazioni necessarie dai volontari e per le riprese. Le immagini RS-MRI rappresentative utilizzate in questo studio sono state deidentificate.
NOTA: Una revisione della letteratura è stata condotta utilizzando parole chiave come "risonanza magnetica rapida" e "cervello veloce". Sono stati esaminati un totale di 15 articoli e i protocolli di imaging sono stati recuperati e combinati per creare il protocollo seguente.
1. Posizionamento del paziente
2. Valutazione della colonna vertebrale
3. Valutazione della lesione cerebrale traumatica
4. Valutazione dell'idrocefalo e dello shunt
Valutazione della colonna vertebrale
Ryan et al. hanno condotto uno studio prospettico per determinare la fattibilità della risonanza magnetica rapida della colonna vertebrale nella valutazione della siringa nei pazienti pediatrici. I pazienti con malformazioni note o sospette della siringa o di Chiari sono stati sottoposti a risonanza magnetica spinale rapida (HASTE) e risonanza magnetica standard senza mezzo di contrasto. Le immagini sono state esaminate alla cieca da neuroradiologi pediatrici che hanno misurato i seguenti risultati: presenza o assenza di siringa, misurazione della siringa, posizione del clono, ectopia tonsillare cerebellare e grado e rilevamento del filum. Hanno identificato la siringa (sensibilità 87,8%, specificità 94,7%) se di dimensioni superiori a 2,3 mm e se il paziente aveva più di 1 anno. Non c'era alcuna differenza clinicamente significativa tra la risonanza magnetica rapida spinale e l'imaging spinale standard9. Un esempio di siringa lombosacrale identificata dalla RS-MRI può essere visto nella Figura 2.
Gewirtz et al. hanno condotto una revisione retrospettiva della cartella clinica dei pazienti sottoposti a risonanza magnetica rapida spinale. Le scansioni dei pazienti (n = 45) sono state esaminate e confrontate con i referti radiografici e le note cliniche e 47 scansioni sono state incluse nell'analisi. Le indicazioni cliniche per la scansione includevano la valutazione della siringa (n = 30) e del disrafismo spinale (n = 22). Tutte le 47 scansioni erano interpretabili e utilizzabili (n = 8 artefatti da movimento moderato). Le successive scansioni di follow-up MRI standard (n = 7) sono state completate entro 1 anno e non sono state rilevate nuove anomalie10.
Valutazione delle lesioni cerebrali traumatiche
Lindberg et al. hanno condotto uno studio prospettico di coorte in cui hanno tentato la RS-MRI in bambini di età <6 anni che avevano avuto una precedente TC della testa. I risultati primari erano la fattibilità e l'accuratezza. La fattibilità è stata misurata dal tasso di completamento RS-MRI e dal tempo di imaging. L'accuratezza è stata misurata rispetto alla TC ed è stata valutata dalla capacità della RS-MRI di identificare fratture craniche, emorragie intracraniche e lesioni parenchimali. Sono state condotte un totale di 223 RS-MRI con un tempo di imaging mediano di 365 s. Dei 111 pazienti identificati con trauma cranico alla TC, la RS-RM ne ha rilevati 103 (sensibilità 92,8%, intervallo di confidenza 95% 86,3-96,3). La RS-MRI non è riuscita a rilevare 6 fratture craniche isolate e 2 emorragie subaracnoidee. Questi risultati hanno concluso che la RS-MRI è fattibile e accurata rispetto alla TC in pazienti clinicamente stabili5.
Kessler et al. hanno condotto una revisione sistematica dell'uso della RS-MRI nel contesto del trauma cranico pediatrico. In totale sono stati identificati e revisionati 13 articoli. Oltre all'articolo di Lindberg sopra elencato, hanno esaminato Kralik et al., Missios et al. e Sheridan et al., che erano una combinazione di studi retrospettivi e prospettici di risonanza magnetica multisequenza. Questi quattro studi hanno concluso che la RS-MRI può essere utilizzata senza modalità di imaging concomitanti. Ulteriori studi che hanno utilizzato la RS-MRI con la sola imaging triplanare pesata in T2 sono stati esaminati e confrontati con l'HCT concomitante o la risonanza magnetica cerebrale standard. La sensibilità e la specificità della RS-MRI sono state rispettivamente del 100% e del 97% per il rilevamento dell'IPH, dell'86% e del 96% per l'emorragia extraassiale, del 10% e del 100% per la SAH, del 50% e del 100% per l'IVH e del 47% e 97% per le fratture del cranio. Inoltre, Ryan et al. hanno discusso la ridotta sensibilità della RS-MRI alle fratture del cranio, notando che solo 11 delle 41 fratture sono state rilevate. Gli articoli che esaminavano l'utilizzo della sequenza T2 hanno concluso solo che in tutte le patologie, la sensibilità alla patologia TBI era aumentata quando usata in concomitanza con l'HCT. Per affrontare la scarsa rilevazione delle fratture craniche mediante RS-MRI, è stato esaminato un articolo di Dremmen et al., che includeva la nuova sequenza di osso nero per l'imaging pesato in T1 e ha determinato che la RS-MRI aveva una sensibilità e una specificità del 66,7% per la frattura cranica rilevata. Di queste fratture craniche, ci sono stati 2 falsi negativi e 2 falsi positivi. In seguito si è scoperto che i falsi positivi erano suture e la popolazione di pazienti più colpita da questi risultati erano bambini di età inferiore ai 2 anni. Infine, è stato esaminato un conglomerato di articoli in cui la sola RS-MRI è stata confrontata con coorti abbinate che hanno ricevuto imaging standard (HCT/risonanza magnetica cerebrale standard). Cohen et al. hanno scoperto che sono state riscontrate più anomalie radiografiche nel gruppo HCT e che quei pazienti sono stati, in media, sottoposti a triage a livelli di cura più elevati. Da questa revisione sistematica, Kessler et al. hanno concluso che la RS-MRI è un'opzione promettente rispetto all'HCT e alla risonanza magnetica standard, ma può essere meno sensibile alla patologia traumatica e che dovrebbero essere selezionate modalità di imaging appropriate nel contesto clinico e istituzionale1.
Ryan et al. hanno esaminato la capacità delle sequenze RS-MRI T2 di rilevare l'emorragia intracranica. I pazienti che si sono presentati all'ospedale pediatrico con emorragia intracranica acuta alla TC sono stati sottoposti a una RS-MRI di follow-up 48 ore dopo e le due modalità di imaging sono state confrontate. La RS-MRI aveva una sensibilità modesta per rilevare emorragie subdurali ed epidurali in assenza di precedente TC; la sensibilità variava dal 61% al 74%, ma è aumentata all'80%-86% con la revisione della TC precedente. L'aggiunta di sequenze GRE alle sequenze T2 standard ha aumentato la sensibilità nel rilevamento dell'emorragia subaracnoidea dal 10%-25% al 71%-93%. Ryan et al. hanno incluso che la RS-MRI con GRE è più sensibile per rilevare emorragie intracraniche quando è disponibile una TC precedente e non è adeguata a sostituire la TC nella valutazione iniziale6. Nella Figura 3 è mostrata una rapidità T2 da RS-MRI che mostra un'emorragia extraassiale destra lungo la convessità cerebrale destra.
Valutazione dell'idrocefalo e dello shunt
Una revisione retrospettiva della cartella clinica condotta da O'Neill et al. ha incluso i pazienti sottoposti a RS-MRI e li ha confrontati con l'HCT precedente. L'età media della popolazione era di 1,3 anni. I pazienti sono stati sottoposti a una media di 2,38 RS-MRI e 10,1 HCT. Tutte le RS-MRI sono state esaminate da un radiologo e da un neurochirurgo in cieco e la qualità dell'immagine e la visualizzazione del catetere sono state valutate. Gli esiti secondari erano la quantità di artefatto da movimento e le dimensioni ventricolari. Il radiologo ha valutato il 51,2% delle RS-MRI come aventi un'eccellente qualità di imaging rispetto al 76,5% valutato dal neurochirurgo. Inoltre, c'erano differenze nella visualizzazione del catetere da parte dei radiologi (24,4%) rispetto ai neurochirurghi (42,9%) e la visualizzazione era più problematica nel contesto dei piccoli ventricoli. Si è concluso che la RS-MRI assiale fornisce una buona visualizzazione dell'anatomia ventricolare con il rischio di potenziale insufficienza valvolare11. Un esempio di ciò può essere visto nella Figura 4, che mostra una vista sagittale di un catetere shunt (Figura 4A) e una vista assiale che mostra la ventricolomegalia (Figura 4B).
Yue et al. hanno condotto una revisione retrospettiva della cartella clinica in due siti per confrontare la risonanza magnetica RS con la TC senza mezzo di contrasto nella valutazione del malfunzionamento dello shunt dei pazienti pediatrici che si sono presentati al pronto soccorso. Il malfunzionamento dello shunt è stato definito come necessaria revisione neurochirurgica dello shunt entro 30 giorni dall'imaging iniziale. Nell'analisi sono state utilizzate 997 scansioni (RS-MRI= 724, CT=273). C'è stato un totale di 235 revisioni dello shunt (RS-MRI= 188, CT= 47). La sensibilità per rilevare il malfunzionamento dello shunt nel gruppo RS-MRI è stata del 58,5% (IC 95% 51,1%-65,6%) e la specificità è stata del 93,3% (IC 95% 90,8%-95,3%). Nel gruppo CT, la sensibilità per rilevare il malfunzionamento dello shunt è stata del 53,2% (IC 95% 38,1%-67,9%) e la specificità è stata del 95,6% (IC 95% 92%-97,9%). È stato riscontrato che non vi era alcuna differenza statisticamente significativa tra sensibilità (p=0,51) o specificità (p=0,23)12.
Boyle et al. hanno condotto una revisione retrospettiva della cartella clinica monocentrica di pazienti pediatrici che si sono presentati al Children's Ed di Boston con preoccupazioni sul malfunzionamento dello shunt per determinare l'accuratezza diagnostica tra la risonanza magnetica cranica rapida e la TC per diagnosticare il malfunzionamento dello shunt ventricolare. Il malfunzionamento dello shunt è stato definito come la necessità di un intervento chirurgico a causa di alterazioni meccaniche del flusso dello shunt entro 72 ore dalla valutazione iniziale dell'ED. Come analisi primaria è stato utilizzato il test di non inferiorità dell'accuratezza della TC cranica rapida per la diagnosi di malfunzionamento dello shunt, con un margine di non inferiorità del 10%. Nell'analisi sono state incluse un totale di 698 visite al pronto soccorso (tra 286 pazienti), di cui i pazienti hanno ricevuto scansioni MRI craniche rapide (n = 362) e scansioni TC (n = 336). Le visite ED (n = 140) hanno portato alla revisione dello shunt. L'accuratezza della RS-MRI è stata simile a quella delle scansioni TC per la diagnosi di malfunzionamento dello shunt ventricolare (81,8% RM vs. 82,4% TC), con un aumento dell'uso della RS-MRI durante il periodo di studio. La modalità di assistenza neurochirurgica e la modalità di neuroimaging erano correlate positivamente (χ2 = 93,9, P < 0,001)13.
Boyle e Nigrovic hanno esaminato la letteratura per confrontare le diverse modalità di neuroimaging utilizzate per diagnosticare il malfunzionamento dello shunt nei pazienti pediatrici in ambito emergenziale. Una revisione della letteratura conclude che la risonanza magnetica cranica rapida è una modalità alternativa non inferiore rispetto alla TC quando si diagnostica la revisione dello shunt nei bambinidi 14 anni. La tabella 2 mostra una sintesi dei risultati rappresentativi e le loro conclusioni 1,5,6,9,10,11,12,13,14.
Figura 1: TC della testa per la valutazione delle fratture del cranio. Questa immagine mostra la TC della testa gold standard. Si può vedere una frattura parietale sinistra di 0,40 cm. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
Figura 2: Imaging spinale T2 che mostra la siringa. L'immagine mostra una siringa lombosacrale identificata dalla RS-MRI. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
Figura 3: Risultati del trauma cranico da RS-MRI. L'immagine è una velocità T2 da RS-MRI che mostra un'emorragia extraassiale destra lungo la convessità cerebrale destra. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
Figura 4: RS-MRI T2 HASTE per la valutazione dello shunt e della ventricolomegalia. (A) Una sequenza T2 HASTE che mostra una vista sagittale di un catetere shunt. (B) Un'immagine assiale T2 HASTE che mostra la ventricolomegalia. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
Tabella 1: Riassunto delle sequenze RS-MRI per la patologia del SNC. La tabella fornisce un riepilogo delle sequenze di risonanza magnetica consigliate dai protocolli combinati di cui sopra. BB= osso nero Clicca qui per scaricare questa tabella.
Tabella 2: Sintesi dei risultati rappresentativi. La tabella fornisce un riepilogo dei risultati rappresentativi che mostrano il tipo di studio, le sequenze comparative, la sensibilità e la specificità e le conclusioni. Clicca qui per scaricare questa tabella.
La RS-MRI offre uno strumento diagnostico alternativo per immagini nei pazienti pediatrici. La RS-MRI utilizza sequenze pesate in T2 per visualizzare le patologie craniche e spinali, con tempi di scansione più rapidi rispetto alle tradizionali modalità di neuroimaging.
Attraverso una revisione della letteratura e l'osservazione, abbiamo sviluppato un protocollo per l'uso della RS-MRI. Abbiamo scoperto che le sequenze più rilevanti per la diagnosi di patologie spinali erano T2 HASTE e STIR. Inoltre, il GRE T2 e l'HASTE avevano maggiori probabilità di identificare la patologia traumatica. Infine, T2 HASTE ha fornito la migliore qualità dell'immagine per la valutazione ventricolare nell'idrocefalo, mentre le immagini pesate in T1 TurboFLASH sono più adatte per la visualizzazione transcatetere. La sequenza T2 HASTE è stata fondamentale per diagnosticare tutte le patologie discusse sopra. La riduzione delle radiazioni ionizzanti e l'esposizione alla sedazione sono vantaggi significativi della RS-MRI, ma i pazienti più attivi possono richiedere la sedazione, riducendo alcuni di questi benefici. In questo protocollo, discutiamo varie tecniche lenitive per ridurre gli artefatti da movimento nei pazienti attivi. Inoltre, abbiamo confrontato l'uso della RS-MRI con le modalità di imaging tradizionali e abbiamo scoperto che la RS-MRI era paragonabile alle modalità di imaging tradizionali nella diagnosi del malfunzionamento dello shunt, della siringa e dell'emorragia extraassiale. Sebbene comparabili, le limitazioni cliniche e logistiche ostacolano l'implementazione della RS-MRI, che descriviamo di seguito.
La maggior parte della ricerca in questo settore viene effettuata attraverso la revisione retrospettiva delle classifiche. Le revisioni retrospettive delle cartelle cliniche sono soggette a distorsioni, tra cui il ricordo, l'errata classificazione e la distorsione del campionamento. Poiché i dati sono stati ottenuti attraverso la revisione retrospettiva delle cartelle cliniche, la valutazione dei risultati dipendeva dalla documentazione dei fornitori, dalle interpretazioni di imaging e dall'opinione clinica del revisore. Sebbene siano stati compiuti sforzi per ridurre questo bias, i risultati delle revisioni retrospettive delle cartelle cliniche sono specifici per la popolazione studiata e potrebbero non essere generalizzabili ai pazienti riscontrati clinicamente.
O'Neill et al. hanno discusso il costo come potenziale ostacolo all'implementazione clinica della RS-MRI. Hanno discusso del fatto che le tariffe tecniche e professionali per la RS-MRI erano rispettivamente di $ 1800 e $ 170, e quelle per una TC della testa erano di $ 1200 e $ 123, concludendo che la RS-MRI era più costosa di $ 647 per sessione di imaging9. Sebbene il costo possa variare a seconda dell'istituto, l'aumento del costo della RS-MRI può favorirne in modo sproporzionato l'uso presso le istituzioni dotate di risorse, il che amplia ulteriormente le disparità sanitarie.
Nel paragrafo precedente, la RS-MRI è nota per avere tariffe professionali più elevate. Ciò è secondario rispetto all'aumento della formazione necessaria per condurre la RS-MRI, soprattutto all'interno della popolazione pediatrica. Con le recenti crisi del personale, gli ospedali potrebbero non essere attrezzati per fornire personale e formare adeguatamente le persone per somministrare la RS-MRI. Inoltre, non esiste un protocollo standardizzato per la RS-MRI, il che rappresenta un ulteriore ostacolo alla formazione di tecnici delle radiazioni nuovi o inesperti.
Yue et al. discutono l'aumento dei tempi di acquisizione per RS-MRI, notando che il tempo di imaging stimato per la TC cerebrale senza mezzo di contrasto è di 5-10 s rispetto al tempo di imaging stimato di 3-5 minuti per RS-MRI. Il tempo di esame RS-MRI è stimato in 45 s per piano, utilizzando i piani di imaging assiale, sagittale e coronale13. Mentre i tempi di acquisizione possono variare e i ritardi possono essere multifattoriali, l'aumento dei tempi di acquisizione può rappresentare un rischio per i pazienti emodinamicamente instabili.
Una conseguenza nota della RS-MRI sono gli artefatti da movimento che determinano immagini di scarsa qualità che portano a un'interpretazione inconcludente. Una scarsa qualità dell'imaging secondaria ad artefatti da movimento può richiedere una TC o una risonanza magnetica di follow-up. Ciò può prolungare l'iter diagnostico e comportare un aumento dell'esposizione alle radiazioni e alla sedazione nei pazienti pediatrici, il che nega i benefici suggeriti della RS-MRI. Le tecniche di acquisizione parallela integrata (iPAT) e altre tecnologie compensatorie sono in fase di sviluppo per migliorare gli artefatti di movimento e la visualizzazione delle immagini, ma questo può ancora essere considerato un limite del suo uso clinico.
Per il trauma specifico, la RS-MRI può non rilevare anomalie strutturali e migratorie e, sebbene non clinicamente significativa, può essere necessaria per l'esame del trauma e per determinare la cronicità. Inoltre, la RS-MRI ha una bassa sensibilità e specificità per il rilevamento delle fratture del cranio. La sequenza dell'osso nero è stata aggiunta alla RS-MRI per aumentare la sensibilità, ma rispetto all'HCT, l'osso nero ha notevoli falsi negativi e falsi positivi 1,7. Queste imprecisioni possono distorcere la valutazione clinica dei fornitori.
Evidenziamo un protocollo per l'uso della RS-MRI per la valutazione della colonna vertebrale, del trauma cranico e dell'idrocefalo sviluppato attraverso la revisione e l'osservazione della letteratura, concludendo che la HASTE T2 è la più sensibile per tutte le patologie. Sebbene la RS-MRI offra l'ulteriore vantaggio di una ridotta esposizione alle radiazioni e di una riduzione della sedazione nei pazienti pediatrici, esistono limitazioni pratiche e ostacoli alla completa transizione della RS-MRI in ambito clinico.
Gli autori non hanno divulgazioni.
Non c'erano fondi per questa revisione.
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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