Способ проведения магнитно-резонансной томографии кисти Российский патент 2024 года по МПК A61B6/02 A61B6/50 

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

Кисть представляет собой дистальную часть верхней конечности, включает в себя кости запястья, пясти и фаланги пальцев. Суммарное количество костей, образующих кисть, достигает двадцати семи. Также стоит отметить, что нередко встречается и вариантная анатомия, что делает диагностику различных заболеваний кисти затруднительной по определению. Магнитно-резонансная томография (МРТ) - метод, позволяющий максимально точно оценить структуру исследуемой области, в том числе состояние связочного аппарата и окружающих мягких тканей. Однако для качественной диагностики критически важны методика сбора данных, а также правильная укладка кисти пациента, и применяемое МРТ-оборудование. Существует несколько вариантов специализированных радиочастотных (РЧ) катушек, предназначенных для визуализации кисти, а также вариантов укладок:

1) специализированная 16-канальная РЧ-катушка Siemens - Hand/Wrist 16 [https://www. siemens-healthineers.com/magnetic-resonance-imaging/options-and-upgrades/coils/hand-wrist-16]. Основные характеристики данной РЧ-катушки заключаются в том, что наличие специальной внутренней конструкции позволяет быстро и легко уложить кисть пациента, наличие стабилизирующих подушечек обеспечивает комфортное положение кисти, держатель позволяет смещать центр, и РЧ-катушка легко устанавливается в MP-томографе. Недостатки данного метода заключаются в высокой стоимости, а также в несовместимости с MP-томографами других производителей. Дополнительно стоит отметить отсутствие подробной информации о методике сканирования;

2) Hand and Wrist MRI Coil [https://www.scanmed.com/wist-mri-coil]

Основной характеристикой данной РЧ-катушки является совместимость с МР-томографами различных производителей: Siemens, GE, Philips. Ее характеристики для визуализации запястья, кисти или пальцев сравнивались с характеристиками часто используемых коленных РЧ-катушек, квадратурных РЧ-катушек для конечностей и 4-канальных РЧ-катушек для запястья, а также других РЧ-катушек, и продемонстрировали значительное улучшение качества изображения при области сканирования размером до 8 см. РЧ-катушка позволяет располагать руку пациента сбоку от него (при положении пациента лежа на спине) или над его головой в позе «супермена» (при положении пациента лежа на животе). Данная РЧ-катушка имеет два варианта исполнения с двумя отделяемыми основаниями, что позволяет сканировать как в краниокаудальном, так и в каудокраниальном направлении. Недостатком данного аналога является отсутствие рекомендованных протоколов сканирования при МРТ кисти пациента;

3) позиционирующее устройство, используемое для воспроизводимого выравнивания костей и суставов кисти и запястья компании Spire Sciences, Inc, описанное в работе [Peterfey et al.: Monitoring cartilage loss in the hands and wrists in rheumatoid arthritis with magnetic resonance imaging in a multi-center clinical trial: IMPRESS (NCT00425932). Arthritis Research &Therapy 2013 15:R44.]. Основными характеристиками аналога являются расположение кисти и запястья на акриловой М-образной раме™, при этом большой палец и остальные четыре пальца кисти сведены и находятся в одной плоскости друг с другом. Кисть и запястье закреплены на раме с помощью самоклеящегося эластичного бинта. Недостатками данного аналога также являются отсутствие его полного описания и протоколов сканирования при выполнении МРТ кисти;

4) наиболее близким аналогом является метод проведения МРТ кисти и лучезапястного сустава, представленный в учебно-методическом пособии «Стандарты выполнения магнитно-резонансной томографии» Бажин А.В., Блинов Н.Н., Васильев Ю.А. и др. [Стандарты выполнения магнитно-резонансной томографии / Бажин А.В., Блинов Н.Н., Васильев Ю.А., и др. - М., 2019. 68 с.]. Авторы предлагают два варианта укладки. Первый вариант заключается в проведении МРТ кисти в положении пациента на животе головой по направлению к апертуре магнита, рука вытянута и поднята вверх (поза «супермена»). Эта поза неудобна для пациента, вызывает дискомфорт в области надплечья, поэтому должны быть использованы все необходимые средства для уменьшения неприятных ощущений и сокращения времени исследования. Второй вариант заключается в проведении МРТ кисти в положении пациента на спине, исследуемая рука расположена вдоль туловища, в нейтральном положении. К минусам данной укладки можно отнести снижение качества визуализации за счет периферического расположения области сканирования относительно изоцентра МР-томографа. Стандартный протокол сканирования, согласно данным авторов, включает в себя следующие последовательности: предварительное сканирование с целью настройки и позиционирования срезов, Т1-взвешенные изображения (ВИ) в корональной проекции, Т2-ВИ в корональной проекции, STIR (short tau inversion recovery, инверсия-восстановление спинового эха) в корональной проекции, Т1-ВИ в сагиттальной проекции, STIR в сагиттальной проекции, STIR в аксиальной проекции, GRE (gradient echo sequences, последовательность градиентного эхо-сигнала) в аксиальной проекции. Недостатком описанного ближайшего аналога, несмотря на наличие рекомендованных протоколов сканирования при выполнении МРТ кисти, является свободная укладка кисти, не предусматривающая наличие каких-либо фиксирующих устройств. Данный недостаток приводит к неудобству пациента во время исследования и как следствие к возникновению двигательных артефактов на МРТ изображении, которые снижают их диагностическое качество и затрудняют диагностику заболеваний кисти.

Техническая задача, решаемая заявляемым изобретением, состоит в разработке специального устройства (лонгета) для фиксирования кисти пациента в МР-томографе, методики сканирования для проведения МРТ кисти, включающей протокол сканирования (набор и параметры импульсных последовательностей) для улучшения качества МРТ изображений кисти.

Достигаемым техническим результатом является создание способа проведения МРТ кисти пациента, включающего специальное устройство (лонгету) для фиксирования кисти пациента, методику сканирования для проведения МРТ кисти (рекомендации по выбору РЧ-катушек в зависимости от зоны интереса, набор и параметры импульсных последовательностей), таким образом, что удается нивелировать избыточное произвольное движение конечности, являющееся причиной артефактов, сократить время сканирования, улучшить качество МРТ изображений кисти и упростить интерпретацию полученных МРТ изображений.

Заявленный технический результат достигается за счет следующих существенных признаков, отличающих заявляемый способ от прототипов:

- наличие устройства для фиксирования кисти пациента в удобном положении, представляющего собой пластину из полиметилметакрилата толщиной 5 мм, суммарными размерами 30×12 см, с четырьмя фиксирующими текстильными застежками на эластичных лентах (фиг. 1). Одно изделие может быть применено как для правой, так и для левой руки, дополнительно может быть использована подушечка для дистальной части предплечья, а также одноразовые нарукавники (перчатки, конверты и др.);

- выполнение МРТ кисти возможно проводить на любом МР-томографе;

- выполнение МРТ кисти выполняется при положении пациента в позе «супермена» (положение пациента лежа на животе с вытянутой вперед рукой);

- выполнение МРТ кисти с использованием объемной головной РЧ-катушки, в случае необходимости получения МРТ изображения с большим полем обзора (для сканирования всей кисти);

- выполнение МРТ кисти с использованием объемной коленной РЧ-катушки, в случае необходимости получения МРТ изображения высокого пространственного разрешения с меньшим полем обзора (например, для сканирования структур запястья);

- включение в протокол сканирования в зависимости от зоны интереса следующих импульсных последовательностей: Т1-ВИ в корональной проекции; PD FS (proton density fat saturated, или изображения, взвешенные по протонной плотности, с подавлением сигнала от жировой ткани) в сагиттальной проекции; PD FS в корональной проекции; PD FS в аксиальной проекции; STIR в корональной проекции; 3D WET (water excitation technique, изображения с подавлением сигнала от воды) в корональной проекции.

На фиг. 1 представлено устройство (лонгета) для укладки кисти пациента с четырьмя фиксирующими текстильными застежками на эластичных лентах.

На фиг. 2 представлен пример расположения кисти в устройстве (лонгете) для фиксирования кисти пациента, вид сбоку.

На фиг. 3 представлен пример расположения кисти в устройстве (лонгете) для фиксирования кисти пациента, вид сверху.

На фиг. 4 представлен пример осуществления изобретения с расположением кисти пациента в устройстве (лонгете) для ее фиксирования и теле пациента в положении лежа на животе с вытянутой вперед рукой (поза «супермена»). Фиг. 4а демонстрирует расположение устройства в объемной РЧ-катушке в сборе. Фиг. 4б демонстрирует расположение устройства в объемной РЧ-катушке с открытой верхней частью.

На фиг. 5 представлены примеры МРТ изображений пациента, 30 лет, имеющего жалобы на непостоянную боль в правой кисти, при сканировании всей кисти: а - Т1-ВИ в корональной проекции, б - PD FS в корональной проекции, в - PD FS в сагиттальной проекции, г - PD FS в аксиальной проекции.

На фиг. 6 представлены примеры МРТ изображений того же пациента (30 лет, имеющего жалобы на непостоянную боль в правой кисти), при сканировании запястья: а - Т1-ВИ в корональной проекции, б - PD FS в корональной проекции, в - PD FS в сагиттальной проекции, г - PD FS в аксиальной проекции.

Способ осуществляется следующим образом:

1. Кисть пациента рекомендуется поместить на лонгет таким образом, чтобы она плотно прилегала к его корпусу, область запястья расположить на специальной подушечке для удобного расположения руки, зафиксировать четырьмя текстильными застежками на эластичных лентах (фиг. 2, 3).

2. Далее необходимо выбрать РЧ-катушку: если область интереса - лучезапястный сустав, то рекомендуется использовать объемную коленную РЧ-катушку, если вся кисть - головную объемную РЧ-катушку.

3. Укладка пациента осуществляется в положении лежа на животе с вытянутой вперед рукой (поза «супермена») таким образом, как показано на фиг. 4.

4. Рекомендуется провести исследование по следующему протоколу сканирования:

а) в случае необходимости исследования кисти (параметры сканирования приведены в таблице 1):

- предварительное сканирование с целью настройки и позиционирования срезов;

- PD FS в сагиттальной проекции (PD FS, саг);

- PD FS в корональной проекции (PD FS, кор);

- PD FS в аксиальной проекции (PD FS, акс);

- STIR в корональной проекции (STIR, кор);

- Т1-ВИ в корональной проекции (Т1-ВИ, кор);

б) в случае необходимости исследования запястья (параметры сканирования приведены в таблице 2):

- предварительное сканирование с целью настройки и позиционирования срезов;

- Т1-ВИ в корональной проекции (Т1-ВИ, кор);

- Т2-ВИ в корональной проекции (Т2-ВИ, кор);

- PD FS в аксиальной проекции (PD FS, акс);

- PD FS в корональной проекции (PD FS, кор);

- STIR в сагиттальной проекции (STIR, саг);

- 3D WET в корональной проекции (опционально).

Суммарное время сканирования составляет около 20 минут.

Далее приведены примеры осуществления заявляемого способа, подтверждающие его диагностическую эффективность.

Клинический пример № 1

Пациент, 30 лет, жалобы на непостоянную боль в правой кисти.

Исследование было выполнено на МРТ Toshiba Excelart Vantage X 1,5 Тл с применением головной радиочастотной катушки и специализированной лонгеты. Пациент уложен в позу «супермена» (положение лежа на животе с вытянутой вперед рукой). Протокол сканирования включал следующие импульсные последовательности: предварительное сканирование с целью настройки и позиционирования срезов, PD FS в сагиттальной проекции, PD FS в корональной проекции, PD FS в аксиальной проекции, STIR в корональной проекции, Т1-ВИ в корональной проекции.

MP-картина единичной субкортикальной кисты полулунной кости (оранжевая стрелка). Мелкая жидкостная структура у наружного края хрящевого диска триангулярного комплекса, может соответствовать гигроме (зеленая стрелка, фиг. 5г).

Таким образом, нивелированы двигательные артефакты, большее поле обзора позволяет провести оценку всей кисти.

Клинический пример № 2

Тот же пациент. Выполнено сканирование с целью исследования запястья.

Исследование было выполнено на МРТ Toshiba Excelart Vantage X 1,5 Тл с применением головной катушки и специализированной лонгеты. Пациент уложен в позу «супермена» (положение лежа на животе с вытянутой вперед рукой). Протокол сканирования включал следующие импульсные последовательности: предварительное сканирование с целью настройки и позиционирования срезов, Т1-ВИ в корональной проекции, Т2-ВИ в корональной проекции, PD FS в аксиальной проекции, PD FS в корональной проекции, STIR в сагиттальной проекции, 3D WET в корональной проекции.

MP-картина субкортикальной кисты (оранжевая стрелка) с дефектом кортикальной пластинки и минимальной дислокацией кисты наружу в области полулунной кости правой кисти. MP-картина параартикулярного скопления жидкостной плотности зоны в области локтевого края правого лучезапястного сустава гигрома (зеленая стрелка, фиг. 6г).

Таким образом, нивелированы двигательные артефакты, меньшее поле обзора позволяет провести более детальную оценку запястья.

Заявляемый способ проведения МРТ кисти, включающий протокол и параметры сканирования, специализированное устройство для фиксирования кисти (лонгеты), рекомендации по выбору РЧ-катушек в зависимости от зоны интереса (вся кисть либо запястье), позволяет потенциально повысить качество получаемых МРТ-изображений, посредством минимизации двигательных артефактов, сокращения времени сканирования, и, как следствие, упростить интерпретацию полученных данных. Таким образом, применение предлагаемой нами лонгеты позволит фиксировать кисть пациента в удобном положении; применение головной РЧ-катушки стоит предпочесть в том случае, когда область интереса - вся кисть, за счет большего поля обзора; применение коленной РЧ-катушки - в случае, есть зоной интереса являются структуры запястья, требующие большей детализации. Протокол и параметры сканирования позволяют унифицировать протокол с целью укорочения времени проведения исследования.

Группа изобретений относится к области медицины, а именно к лучевой диагностике, и может быть использована для проведения магнитно-резонансной томографии (МРТ) кисти. Выполняют МРТ при положении пациента лежа на животе с вытянутой вперед рукой и укладкой кисти пациента в радиочастотную катушку. При этом укладку кисти пациента выполняют путем ее фиксирования в удобном положении с помощью лонгета, представляющего собой пластину из полиметилметакрилата с четырьмя фиксирующими текстильными застежками на эластичных лентах, которая может быть применена для левой и правой руки. Выполнение МРТ кисти возможно на любом магнитно-резонансном томографе. Выполняют МРТ кисти с использованием объемной головной радиочастотной катушки и протокола сканирования, включающего: предварительное сканирование с целью настройки и позиционирования срезов, получение Т1-взвешенных изображений в корональной плоскости, изображений, полученных с использованием инверсии-восстановления спинового эха (STIR) в корональной плоскости, изображений, взвешенных по протонной плотности с подавлением сигнала от жировой ткани в сагиттальной, корональной и аксиальной плоскостях. Выполняют МРТ области кисти – запястья, с использованием объемной коленной радиочастотной катушки и протокола сканирования, включающего: предварительное сканирование с целью настройки и позиционирования срезов, получение Т1-взвешенных изображений и Т2-взвешенных изображений в корональной плоскости, получение изображений, взвешенных по протонной плотности с подавлением сигнала от жировой ткани в корональной и аксиальной плоскостях, STIR в сагиттальной плоскости. Способы обеспечивают нивелирование избыточного произвольного движения конечности, сокращение времени сканирования, улучшение качества МРТ кисти за счет применения лонгета, представляющего собой пластину из полиметилметакрилата с четырьмя фиксирующими текстильными застежками на эластичных лентах, которая может быть применена для левой и правой руки. 2 н.п. ф-лы, 6 ил., 2 табл., 1 пр.

1. Способ проведения магнитно-резонансной томографии (МРТ) кисти, включающий проведение МРТ при положении пациента лежа на животе с вытянутой вперед рукой с укладкой кисти пациента в радиочастотную катушку, отличающийся тем, что

- укладку кисти пациента выполняют путем фиксирования в удобном положении с помощью лонгета, представляющего собой пластину из полиметилметакрилата с четырьмя фиксирующими текстильными застежками на эластичных лентах, которая может быть применена для левой и правой руки;

- выполняют МРТ кисти с использованием объемной головной радиочастотной катушки и протокола сканирования, включающего: предварительное сканирование с целью настройки и позиционирования срезов, получение Т1-взвешенных изображений в корональной плоскости, изображений, полученных с использованием инверсии-восстановления спинового эха (STIR) в корональной плоскости, изображений, взвешенных по протонной плотности с подавлением сигнала от жировой ткани в сагиттальной, корональной и аксиальной плоскостях.

2. Способ проведения МРТ кисти, включающий проведение МРТ при положении пациента лежа на животе с вытянутой вперед рукой с укладкой кисти пациента в радиочастотную катушку, отличающийся тем, что

- укладку кисти и запястья пациента выполняют путем фиксирования в удобном положении с помощью лонгета, представляющего собой пластину из полиметилметакрилата с четырьмя фиксирующими текстильными застежками на эластичных лентах, которая может быть применена для левой и правой руки;

- выполняют МРТ области кисти – запястья, с использованием объемной коленной радиочастотной катушки и протокола сканирования, включающего: предварительное сканирование с целью настройки и позиционирования срезов, получение Т1-взвешенных изображений и Т2-взвешенных изображений в корональной плоскости, получение изображений, взвешенных по протонной плотности с подавлением сигнала от жировой ткани в корональной и аксиальной плоскостях, STIR в сагиттальной плоскости.