Способ выполнения кинематической магнитно-резонансной томографии височно-нижнечелюстных суставов у пациентов с металлоконструкциями Российский патент 2024 года по МПК A61B6/00 

Изобретение относится к области медицины, а именно к лучевой диагностике.

Расширение технического арсенала ортодонтической помощи и увеличение доступности различных форм протезирования увеличили количество пациентов, направляемых на проведение МРТ ВНЧ суставов. Кроме лиц с клиническими проявлениями патологии ВНЧ суставов большую часть составляют клинически благополучные пациенты. Перед началом ортодонтического лечения необходима оценка состояния ВНЧ суставов [Методология выполнения MP-исследования височно-нижнечелюстных суставов; The "Management of Radiology Report Templates" (MRRT) - RSNA's Reporting Initiative (http://www.radreport.org)].

Качественная диагностика в свою очередь позволяет выбрать наиболее оптимальную тактику оперативного и консервативного лечения, тем самым значительно повысить эффективность лечения пациентов с заболеваниями ВНЧ суставов и снизить количество осложнений. Визуализация структур суставов производится с помощью целого ряда различных методов исследования.

Известен метод обзорной рентгенографии ВНЧ суставов [Козлов, Д.Л., Газинский, В.В., Вязьмин, А.Я., Андреев, П.Ю. (2006). Методы визуализации височно-нижнечелюстного сустава. Сибирский медицинский журнал (Иркутск), 66 (8), 76-79.], с помощью которого можно получить первичные данные о возможном повреждении сустава.

Обзорные рентгенограммы:

а) Методика Шюллера - боковая рентгенограмма височной кости.

б) Методика Бордеса в модификации Парма - боковая рентгенограмма сустава с использованием дентального аппарата при открытом рте.

Обзорные рентгенограммы применяются при грубой патологии суставов: вывих суставной головки, перелом суставного отростка, выраженные участки остеопороза и остеосклероза.

Альтернативным методом является рентгеновская томография ВНЧ суставов [Козлов, Д.Л., Газинский, В.В., Вязьмин, А.Я., & Андреев, П.Ю. (2006). Методы визуализации височно-нижнечелюстного сустава. Сибирский медицинский журнал (Иркутск), 66 (8), 76-79.] (послойная рентгенография), которая позволяет выделить зону, имеющую ширину от 1,5 до 2,5 см и оценить состояние костных элементов сочленения, внутрисуставной диск и внутрисуставные отношения в сагиттальной и фронтальной проекциях. Послойная рентгенография ВНЧ суставов имеет некоторое преимущество перед обзорной рентгенографией, так как позволяет избежать суммационных наложений на изображениях.

Рентгенологическое исследование в условиях естественной контрастности позволяет отчетливо визуализировать костные структуры. Однако анатомо-топографическое расположение ВНЧ суставов затрудняет его рентгенологическое исследование из-за наслоения на изображение суставных структур теней элементов основания черепа.

Известен метод контрастной артрографии [Методы лучевого исследования челюстно-лицевой области: учеб.-метод. пособие / М 54 И.И. Сергеева [и др.]. - Мн.: БГМУ, 2005]. Для введения в полость сустава используются: триомбраст, верографин, иодамид, иодлипол. Исследование проводится только опытными специалистами, является сложной и болезненной методикой. Наиболее часто используется при предстоящем оперативном вмешательстве на суставе. Позволяет получить информацию о состоянии и расположении суставного диска.

Также известен метод рентгеновской компьютерной томографии (КТ) ВНЧ суставов [A. Whyte, R. Boeddinghaus, A. Bartley, R. Vijeyaendra, Imaging of the temporomandibular joint, Clinical Radiology,Volume 76, Issue 1,2021], который позволяет проводить различные виды обработки изображений, получать нужные проекции и строить трехмерные модели, оценивать состояние всех тканей, интересующей области, давая тем самым исключительно достоверную информацию о состоянии костных и прилежащих структур. В то же время этих данных недостаточно для оценки состояния суставного диска и дисфункциональных растройств.

Известно выполнение ультразвуковой диагностики (УЗИ) ВНЧ суставов [Bas В, Yilmaz N, Gokce Е, et al. Diagnostic value of ultrasonography in temporomandibular disorders. J Oral Maxillofac Surg. 2011; 69(5):1304-1310]. Метод используется для визуализации только мягкотканых структур. Позволяет осуществлять визуализацию диска в состоянии покоя и при различных положениях нижней челюсти, оценивать нарушения расположения диска в суставе и изменения его структуры. Визуализация суставного диска ВНЧ суставов возможна с помощью ультразвукового исследования (УЗИ), но критерии нормы положения и перемещения диска во время этого исследования не разработаны, как и оценка состояния диска в цифровом выражении, отсутствует методика оценки эффективности с помощью УЗИ проводимого лечения.

Также известно применение малоинвазивного хирургического вмешательства с диагностической целью. Лечебно-диагностическая артроскопия при данной патологии применяется за рубежом и в России [Сысолятин С.П., Сысолятин П.Г., Эндоскопические технологии в челюстно-лицевой хирургии. Медицина. 2005], но широкого распространения не имеет. В отечественной литературе имеются единичные публикации на эту тему [Чукумов P.M., Эндоскопические методы диагностики и лечения заболеваний и повреждений височно-нижнечелюстного сустава: Автореф. дис. канд. мед. наук. М. 2005]. Артроскопия ВНЧС позволяет освободить суставной диск от фиброзных спаек, репонировать его.

Наиболее близким аналогом заявляемого способа является метод визуализации ВНЧ суставов с оценкой положения диска с помощью статической и динамической MPT [Farghally М.А., Hassan М.А., Barakat K.I. The accuracy of dynamic Magnetic Resonance Imaging in evaluation of internal derangement of the temporomandibular joint; comparison with arthroscopic findings. The Egyptian Journal of Radiology and Nuclear Medicine Volume 43, Issue 3, September 2012, Pages 429-436 - прототип], [Методология выполнения MP-исследования височно-нижнечелюстных суставов]. Устоявшаяся MPT ВНЧ суставов включает проведение исследования как с закрытым, так и открытым ртом. В последнем случае необходимо использование каких-либо межзубных упоров для обеспечения неподвижного положения нижней челюсти.

В отличие от ориентации плоскостей срезов, наборы импульсных последовательностей (ИП) в практике МРТ ВНЧ суставов не стандартизированы. Исключение составляет общая рекомендация иметь в исследовании, как минимум, Т1 и Т2 взвешенные изображения (Т1 ВИ и Т2 ВИ)

Традиционный протокол MP-исследования ВНЧ суставов как правило включает получение Т1 ВИ и Т2 ВИ в сагиттальной и аксиальной плоскостях, а также, серию снимков в корональной плоскости с использованием ИП с подавлением сигнала от жировой ткани путем короткого времени инверсии-восстановления (STIR). Кроме быстрых вариантов классических Т1 ВИ и Т2 ВИ возможно применение Pd, Т2 с пресатурацией жира.

MPT является наиболее информативной технологией, предоставляющей детальную одновременную информацию о состоянии мягких тканей и костных структур, в том числе мыщелка и мениска. Данные преимущества делают МРТ в настоящее время наиболее показательным и широко используемым методом визуализации для оценки ВНЧ суставов [Taimimi D., Hatcher D. Speciality Imaging Temporomandibular joint. - Elsevier, Inc., - 2016. - 896 p.]

В сравнении с KT и артрографией, МРТ обеспечивает лучшую контрастную визуализацию мягких тканей и других суставных структур ВНЧ сустава. Прямая визуализация суставного диска с помощью МРТ без применения контрастного вещества - явное преимущество перед артрографией. МРТ позволяет выявить изменение локализации суставного диска, выпот в полость сустава, изменения в суставных хрящах, мягкотканые опухоли сустава и околочелюстных тканей и даже гипертрофию жевательных мышц.

Ниже представлен рекомендуемый протокол MP-исследования ВНЧ суставов:

1. Поперечные (аксиальные) T1 SE ВИ в положении привычной окклюзии.

2. Корональные STIR Т2 ВИ в положении привычной окклюзии.

3. Косо-сагиттальные Pd SE ВИ в положении привычной окклюзии.

4. Косо-корональные Pd SE ВИ в положении привычной окклюзии.

5. Поперечные (аксиальные) T1 SE ВИ в положении открытого рта.

6. Косо-сагиттальные Т2 SE ВИ в положении открытого рта.

7. Косо-корональные Pd ВИ в положении открытого рта.

8. Поперечные (аксиальные) T1 SE ВИ в положении закрытого рта с установленной индивидуальной репонирующей шиной*.

9. Косо-сагиттальные Pd SE ВИ в положении закрытого рта с установленной индивидуальной репонирующей шиной*.

10. Косо-корональные Pd SE ВИ в положении закрытого рта с установленной индивидуальной репонирующей шиной*.

11. Косо-сагиттальные TIGREBH на разных этапах открывания рта**.

* не обязательный третий этап исследования, который используется для оценки эффекта, оказываемого индивидуальной репонирующей шиной или аналогичной конструкцией при консервативном лечении.

** не обязательный четвертый этап исследования в случаях выполнения MP-кинематики ВНЧС [М-54 Буренчев Д.В. Методология выполнения магнитно-резонансного исследования височно-нижнечелюстных суставов / Серия «Лучшие практики лучевой и инструментальной диагностики». - Вып. 18. - М., 2018 - 18 с.].

Однако выполнение МРТ у пациентов с металлоконструкциями в челюстно-лицевой области (ЧЛО) весьма затруднительно или иногда даже невозможно из-за появления артефактов на изображениях. Бурное развитие ортопедической стоматологии привело к широкому использованию конструкционных материалов, к которым относятся металлы и их сплавы, применяемых для лечения большого количества заболеваний ЧЛО. Доля пациентов, нуждающихся в проведении МРТ ВНЧ суставов, с металлоконструкциями ЧЛО может достигать 60-70%.

Поэтому, недостатком данного метода является резкое снижение диагностической ценности полученных изображений вплоть до полного отсутствия из-за наличия артефактов у пациентов с различными стоматологическими конструкциями и зубными имплантами, выполненными из материалов, относящихся к ферромагнетикам.

Техническая задача, решаемая заявляемым изобретением, состоит в разработке метода диагностики пациентов с заболеваниями ВНЧ суставов и металлоконструкциями ЧЛО на магнитно-резонансном томографе.

Достигаемым техническим результатом является разработка универсального протокола МР-исследования, позволяющего снизить артефакты от металлических объектов, наилучшим образом визуализировать все структуры сустава, позволяя тем самым выбрать наиболее оптимальную тактику оперативного и консервативного лечения, значительно повысить эффективность лечения и избежать тяжелых последствий. Точность получаемых результатов исследования обусловлена техническими параметрами получаемых импульсных последовательностей, которые обладают низкой чувствительностью к неоднородности магнитного поля, высоким пространственным разрешением и отличной дифференцировкой мягких тканей.

Заявляемый метод представляет универсальный протокол МР-исследования.

МРТ выполняется на аппарате с индукцией магнитного поля 1,5 Тл, не рекомендуется проводить исследование на томографе с высокой индукцией магнитного поля, например, 3 Тл. Проведение исследования не требует специальной предварительной подготовки пациента. Процедура проводится с использованием стандартной матричной 16-канальной приемно-передающей радиочастотной катушки для головы. Укладка пациента в положении лежа на спине, разметка лазерной системы позиционирования на область переносицы.

Обследование начинается с получения локаторов в трех взаимно перпендикулярных плоскостях в результате подготовительного сканирования МРТ-томографа. Статический протокол сканирования в положении закрытого рта включает разметочные Т2 ВИ в аксиальной и корональной плоскостях.

Позиционирование сагиттальных Т2 ВИ производится по полученным томограммам параллельно ветви нижней челюсти. Аналогичным образом производится разметка Т1 ВИ.

Для оценки бокового смещения внутрисуставного диска проводят косо-корональное Т2 ВИ, которое позиционируется параллельно ветви нижней челюсти и перпендикулярно мениску (для типичной формы ветвей нижней челюсти или в отсутствии диспластической или приобретенной деформации мыщелковых отростков).

Для проведения исследования с открытым ртом используются стоматологические прикусные блоки, которые представляют собой пластиковые или силиконовые устройства в форме параллелепипеда, боковые стороны представлены уплощенными площадками для фиксации зубов. Подбор нужного по длине устройства производится перед исследованием исходя из степени раскрытия рта пациента. Благодаря прикусному роторасширителю удается легко зафиксировать челюсть в открытом состоянии. Протокол сканирования аналогичен исследованию с закрытым ртом.

Оценка положения диска в режиме реального времени проводится с получением Т2 ВИ, которое имеет как высокое пространственное разрешение, - так и отличную дифференцировку окружающих мягкотканых структур. При сканировании применяется следующий протокол:

1. Локатор в трех взаимно перпендикулярных плоскостях

2. Статическая часть в положении закрытого рта

a. Аксиальный Т2 (АХ Т2 ВИ CLOSE)

b. Корональный Т2 (COR Т2 ВИ CLOSE) (Позиционирование сагиттальных Т2 ВИ производится по полученным томограммам параллельно ветви нижней челюсти.)

c. Сагиттальный Т2 (SAG Т2 ВИ CLOSE)

d. Аксиальный T1 (АХ Т1 ВИ CLOSE)

e. Корональный T1 (COR Т1 ВИ CLOSE)

f. Сагиттальный T1 (SAG Т1 ВИ CLOSE) (Позиционирование сагиттальных Т1 ВИ производится по полученным томограммам параллельно ветви нижней челюсти)

g. Косо-корональные Т2 (косой COR Т2 ВИ CLOSE) (Для оценки бокового смещения внутрисуставного диска. Позиционируется параллельно ветви нижней челюсти и перпендикулярно мениску)

3. Статическая часть в положении открытого рта

a. Аксиальный Т2 высокого разрешения с открытым ртом (АХ Т2 ВИ HR OPEN)

b. Корональный Т2 высокого разрешения с открытым ртом (COR Т2 ВИ HR OPEN)

c. Сагиттальный Т2 высокого разрешения с открытым ртом (SAG Т2 ВИ HR OPEN)

4. Динамическая часть

а. Сагиттальный Т2 (SAG Т2 ВИ dynamic)

С целью обеспечения высокой диагностической значимости изображений врач-рентгенолог (при необходимости - совместно с инженером кабинета МРТ или аппликатором) выполняет корректировку параметров сканирования с использованием следующих подходов:

- выбор последовательностей на основе Spin Echo вместо Gradient Echo

- изменение направления кодирования сигнала

- Расширение ширины пропускания приемника (bandwidth)

- Выбор меньшей толщины среза

- Выбор большей матрицы

- Выбор меньшего поля обзора (FOV)

- Использование параллельного сбора данных

- Использование недекартового метода заполнение k-пространства

- Использование STIR или Dixon в качестве технологии подавления сигнала от жира вместо FatSat

- Использование программных решений для подавления артефактов (MAVRIC, SEMAR и др.) при наличии.

Нижеприведенный пример использования заявляемого способа, подтверждает его диагностическую эффективность.

Пациентка, 29 лет, обратилась в клинику с жалобами на дискомфорт в обоих ВНЧ суставах при жевании, ощущение заклинивания в области суставов.

Было выполнено MP-исследование без корректировки протокола с учетом наличия стоматологической металлоконструкции:

- локатор

- АХ Т2 ВИ

- SAG Т2 ВИ

- SAG PD FSE - CorPD FSE

- SAG T2* 3D GRE

- SAG Т1ВИ FSE

- SAG PD FSE (OPEN)

Примеры изображений приведены на фиг. 1.

В протокол исследования входили последовательности, чувствительные к неоднородности магнитного поля, что привело к потере его диагностической ценности из-за появления выраженных артефактов от металлоконструкции на изображениях, мешающих их интерпретации.

С повышения диагностической значимости исследования, той же пациентке было выполнено исследование по модифицированному протоколу:

- АХ Т2ВИ HR CLOSE

- COR Т2ВИ HR CLOSE

- SAG Т2ВИ HR CLOSE

- SAG Т1ВИ HR CLOSE

- косой COR Т2ВИ HR CLOSE

- AX Т2ВИ HR OPEN

- COR Т2ВИ HR OPEN

- SAG Т2ВИ HR OPEN

- SAG Т2ВИ dynamic

Примеры изображений приведены на фиг. 2.

К подходам по снижению артефактов от металлоконструкций ЧЛО стали, уменьшение толщины среза (с 4 мм до 3 мм), увеличение ширины пропускания приемника (с 60 до 135 Гц/пиксель), увеличение времени повторения (TR), увеличения значения усреднений (NEX или NSA с 2 до 4-8), отказ от градиентного эха в пользу турбоспинового.

Выполненное исследование позволило обнаружить MP-признаки дисфункции ВНЧ суставов за счет дегенерации и уплощения суставных дисков, а также асимметричное расположение суставных отростков нижней челюсти в полости суставов при окклюзии рта: справа дорзальное положение, слева центральное положение.

Изобретение относится к области медицины, а именно к лучевой диагностике, и может быть использовано для выполнения кинематической магнитно-резонансной (MP) томографии височно-нижнечелюстных суставов (ВНЧС) у пациентов с металлоконструкциями. Исследование выполняют на MP-томографе с индукцией магнитного поля 1,5 Тл в головной приемно-передающей радиочастотной катушке в положении пациента лежа на спине с разметкой лазерной системы позиционирования на область переносицы. MP-протокол состоит из статической и динамической частей. Статическая часть протокола в положении закрытого рта заключается в получении Т1 ВИ и Т2 ВИ аксиальных, корональных и сагиттальных срезов ВНЧС и Т2 ВИ косо-коронального среза ВНЧС, параллельного ветви нижней челюсти и перпендикулярного мениску. Статическая часть протокола в положении открытого рта заключается в получении Т2 ВИ аксиальных, корональных и сагиттальных срезов ВНЧС в положении открытого рта. Динамическая часть протокола заключается в получении Т2ВИ сагиттального среза ВНЧС. При этом после завершения каждой импульсной последовательности выполняют корректировку параметров сканирования. Способ обеспечивает выбор наиболее оптимальной тактики оперативного и консервативного лечения, значительное повышение эффективности лечения без тяжелых последствий за счет универсального протокола МР-исследования, позволяющего снизить артефакты от металлических объектов и наилучшим образом визуализировать все структуры сустава. 2 ил.

Способ выполнения кинематической магнитно-резонансной (MP) томографии височно-нижнечелюстного сустава (ВНЧС) у пациентов с металлоконструкциями, заключающийся в том, что исследование выполняют на MP-томографе с индукцией магнитного поля 1,5 Тл в головной приемно-передающей радиочастотной катушке в положении пациента лежа на спине с разметкой лазерной системы позиционирования на область переносицы, МР-протокол состоит из статической и динамической частей, статическая часть протокола в положении закрытого рта заключается в получении Т1 ВИ и Т2 ВИ в аксиальных, корональных и сагиттальных срезов ВНЧС и Т2 ВИ косо-коронального среза ВНЧС, параллельного ветви нижней челюсти и перпендикулярного мениску, статическая часть протокола в положении открытого рта заключается в получении Т2 ВИ аксиальных, корональных и сагиттальных срезов ВНЧС в положении открытого рта с использованием стоматологических прикусных роторасширителей, динамическая часть протокола заключается в получении Т2 ВИ сагиттального среза ВНЧС; при этом для каждой импульсной последовательности выполняют корректировку параметров сканирования с использованием следующих подходов:

- выбирают последовательности на основе Spin Echo вместо Gradient Echo;

- изменяют направление кодирования сигнала;

- увеличивают ширину пропускания приемника (bandwidth);

- выбирают меньшую толщину среза;

- выбирают матрицу большего порядка;

- выбирают меньшее поле обзора (FOV);

- выбирают большее значение усреднений NEX или NSA;

- используют параллельный сбор данных;

- используют недекартовый метод заполнения k-пространства;

- используют STIR или Dixon в качестве технологии подавления сигнала от жира вместо FatSat;

- используют программные решения MAVRIC, SEMAC для подавления артефактов.