Die Autoren möchten Stefanie Sauer, Apotheker in der Abteilung der Apotheke Universitätsklinikum Heidelberg, für ihre Verdienste um das MRI Phantom bedanken. Darüber hinaus möchten wir NORAS MRI Produkte GmbH (Höchberg, Deutschland) und vor allem Daniel Gareis danken für die Bereitstellung eines Prototyps der 16-Kanal-Mehrzweck-Spule. Darüber hinaus sind wir dankbar für die angenehme Zusammenarbeit mit SIEMENS Healthcare GmbH (Erlangen, Deutschland) und vor allem Mathias Nittka für ihre Unterstützung im Sequenz-Setup.

(1) Phantom Vorbereitung
<ol><li>Bestimmen Sie die Implantat-Volumen (z. B.mithilfe der Wasser-Verdrängung-Methode). Hinweis: Das Volumen der CCT-T-Probe und der Z-T-Probe gemessen 0,65 mL und 0,73 mL, beziehungsweise.</li>
	<li>Befestigen Sie die Implantatposition in der Mitte ein nicht-ferromagnetische, Kunststoff, wasserdichte Box mit einem dünnen Faden. Verwenden Sie einen Karton, der größer ist als die erwarteten MRI-Artefakte. Hinweis: Wenn keine groben Schätzungen der Artefakt Bände des Implantats und/oder Puls Reihenfolge des Interesses zur Verfügung stehen, führen Sie einen Test-Scan indem man das Phantom in einer Box, ca. 10 x größer als das Phantom, mit Wasser gefüllt. Die Artefakt-Bände in dieser Studie reichten von 7,3 mL (für die CCT-T-Probe) und 0,09 mL (für die Z-T-Probe).</li>
	<li>
Schmelzen Sie vorsichtig eine Mischung aus VOLLSYNTHETISCHES Fett (58,8 %), Wasser (40 %) und Macrogol-8-Stearat (1,2 %), mit einem Wasserbad bei 50 ° C. Hinweis: Für die Beispiele in dieser Studie verwendeten wir eine 500 mL Mischung für die Einbettung von jeder Probe.<ol>
<li>Wenn die Mischung flüssig wird, stoppen Sie, Heizung und unter langsamen rühren starten Sie und beenden Sie, Heizung. Stellen Sie sicher, dass es keine Trennung der Phasen Fett und Wasser.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Sobald gerinnen beginnt, beginnen Sie langsam Einbettung des Implantats mit der Mischung. Dazu den Teig einbetten langsam in die phantom Box mit dem Implantat. Hinweis: Gießen muss langsam erfolgen um Lufteinschlüsse zu vermeiden.</li>
	<li>Stellen Sie den phantom Koffer mit dem eingebetteten Implantat in den Kühlschrank bei 4 ° C über Nacht für Austrocknung. Am nächsten Tag entfernen Sie alle restlichen Fluid-Bauteile durch Dekantieren.</li>
</ol>(2) MRT-Untersuchung
<ol><li>Legen Sie das Phantom (Kasten mit dem eingebetteten Implantat) in der MRT in der gleichen Ausrichtung wie in der in-Vivo -Situation. Position der Mitte des Phantoms im Isozentrum des MRT.</li>
	<li>Verwenden Sie für Messungen eine Spule, die für eine homogene Signalverteilung in der bildgebenden Volumen ohne schwere und offensichtlich Signal Tropfen (z.B. ein Kopf Spule) ermöglicht.</li>
	<li>Wenn das MRI Planung an der MRI-Konsole scannt, sicherstellen Sie, dass das phantom ein, einschließlich etwas Luft an den Rändern der Box, in der Bildgebung Volumen.</li>
	<li>Führen Sie dann die MRT-Untersuchung.</li>
</ol>3. Analyse und Nachbearbeitung von Bildern
<ol><li>Exportieren Sie die Bilder ohne Qualitätsverlust (z.B.durch Kompression) von der MRI-Konsole (z. B.im DICOM-Format). Importieren Sie die Bilder in ein MRI, Post-processing-Software, die für die Platzierung der Region Interessen (ROI), Evaluierung von ROI Signalintensitäten, eine Schwelle-basierte Segmentierung und eine Quantifizierung der Segmentierung Bände (siehe Tabelle der Materialien) erlaubt.</li>
	<li>
Um die Schwelle für Pile-Up Artefakte definieren und überprüfen Sie, ob eine homogene Signalverteilung in der bildgebenden Volumen, platzieren Sie Zeilen senkrecht zueinander und angrenzend an die äußere Grenze des sichtbaren Artefakts auf der Scheibe mit dem maximalen Artefakt Größe ( Abbildung 1a). Hinweis: Pile-Up Artefakte sind Verschiebung Artefakte, Gebiete mit künstlich hohe Signalintensitäten präsentieren. Sie treten in der Scheibe und der Anzeige-Richtung.<ol>
<li>Legen Sie einen Hintergrund Rendite (ROI imHintergrund) mit 10 mm Durchmesser außerhalb aller vier Schnittpunkte (Abbildung 1a). Legen Sie die Linien und den Hintergrund Regionen der Interessen mit der Segmentierung-Editor.</li>
		<li>Messen Sie die mittlere Signalintensität und Standardabweichung (SD) von allen Voxel innerhalb dieser 4 ROIHintergrund Werte und für jede ROIHintergrund separat. Verwenden Sie das Werkzeug Material Statistiken in der Projektansicht.</li>
		<li>Sicherstellen Sie, dass die mittlere Signalintensität jeder ROIHintergrund im Bereich von ± 1,5 SD von das mittlere Signal von jedem der anderen 3 Kollegen garantieren eine homogene Signalverteilung.</li>
		<li>Berechnen Sie die Schwelle für Pile-Up Artefakte, indem Sie die mittlere Signalintensität alle Voxel 4 ROIHintergrund Werte 3 SD ROIHintergrund hinzufügen. Führen Sie eine halbautomatische Schwelle-basierte Segmentierung des Pile-Up Artefakte durch Auswahl von alle Voxel mit der Signalintensitäten größer als der Schwellenwert angrenzend an das Signal Verlust Artefakt in jede Scheibe. Verwenden Sie Maskenwerkzeug des Editors Segmentierung zu visualisieren die vordefinierten Signalbereich Intensität und die Segmentierung zu beschränken.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Um die Schwelle für Signal-Verlust-Artefakte zu definieren, legen Sie 4 Regionen der Interessen (ROIs) in Luft-haltigen Regionen (ROILuft; je 10 mm Durchmesser) an den Ecken des Feldes phantom und messen die mittlere Signalintensität und SD von allen Voxel innerhalb dieser 4 ROI zu Luft wie in Schritt 3.2, beschrieben mit dem Segmentierung Editor und "Material Statistics", beziehungsweise. Hinweis: Signal Verlust Artefakte mit Voxel mit künstlich niedrigen Signalintensitäten präsent. Sie entstehen durch Kapitaltheorie und Verschiebung Artefakte.<ol>
<li>Legen Sie einen ROI im Kern das Signal Verlust Artefakt (ROIKern) definiert durch den größten verbundenen Bereich der niedrigen Signalintensitäten (Abbildung 1a). Manuell Vergrößern des ROIKern bis die größte mögliche Größe innerhalb der Signal Verlust Artefakt, dessen mittlere Signalintensität niedriger als der Mittelwert ROILuft + 3 X der jeweiligen SD ist, gefunden wird. Zu guter Letzt Messen Sie die mittlere Signalintensität und SD des ROIKern.</li>
		<li>Die Signalschwelle Intensität für Signal-Verlust-Artefakte zu berechnen, indem 3 SD des ROIKern der Mittelwert der ROI-Kern. Führen Sie eine halbautomatische Schwelle-basierte Segmentierung der Signal Verlust Artefakte durch Auswahl von alle Voxel verbunden mit dem ROI-Kern mit Signalintensitäten unterhalb der Schwelle.</li>
		<li>Verwenden Sie Maskenwerkzeug des Editors Segmentierung zu visualisieren die vordefinierten Signalbereich Intensität und die Segmentierung zu beschränken. Verwenden Sie nach Möglichkeit die "Füllung" Funktion Tippen Sie "Auswahl" des Editors Segmentierung im alle Voxel innerhalb der Segmentierung enthalten, die noch nicht ausgewählt sind. Ggf. manuell fügen Sie weitere eindeutige Signal Verlust Artefakte hinzu, die Segmentierung.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Subtrahieren Sie die physischen Implantat Lautstärke aus dem berechneten Artefakt, das wahre Artefakt Volumen zu erhalten. Wiederholen Sie die Analyse mindestens 3 X. Einem Zeitabstand von mindestens zwei Wochen sollten mehrere Lesevorgänge um ein lernen Voreingenommenheit auszuschließen trennen.</li>
</ol>

<ol>
	<li>Matsumoto, M., Koike, S., Kashima, S., Awai, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Geographic+distribution+of+CT,+MRI+and+PET+devices+in+Japan:+a+longitudinal+analysis+based+on+national+census+data.">Geographic distribution of CT, MRI and PET devices in Japan: a longitudinal analysis based on national census data.</a> PLoS ONE. 10 (5), (2015).</li><li>Cram, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Total+knee+arthroplasty+volume,+utilization,+and+outcomes+among+medicare+beneficiaries.">Total knee arthroplasty volume, utilization, and outcomes among medicare beneficiaries.</a> JAMA. 308 (12), 1227-1236 (1991).</li><li>Jordan, R. 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Tim Hilgenfeld, Franz S. Schwindling und Alexander Juerchott finanziell von ein Postdoc-Stipendium von der medizinischen Fakultät der Universität Heidelberg. Die Studie wurde zum Teil durch die Dietmar-Hopp-Stiftung (Projekt Nr. 23011228) unterstützt. Die Autoren haben ausdrücklich erklärt, dass es keine Interessenkonflikte im Zusammenhang mit diesem Artikel gibt.

Die Zahl der Patienten mit metallischen Implantaten und die Anzahl der MRI-Untersuchungen steigt derzeit1,2,3. In der Vergangenheit wurden MRT-Untersuchungen nach Gelenkersatz vermieden. Heute MRI ist nicht nur für solche Patienten imaging angefordert aber sollte auch für die Bewertung von Komplikationen direkt angrenzend an gemeinsamen Endoprothetik erlauben. MRT-Sicherheit und MRI Eignung der Implantate sowie die robuste Impulsfolgen für Metall Artefakt Unterdrückung werden somit immer wichtiger13. Für die Beurteilung der Eignung der MRI volumenmäßig Artefakt präsentieren wir Ihnen ein umfassendes, zeiteffizient Protokoll. Es ermöglicht eine zuverlässige, dreidimensionale Auswertung Signal Verlust und Pile-Up Artefakte als Indikator für Scheibe Verzerrungen für Fett-unterdrückt und nicht Fett unterdrückt T1 - und T2-gewichteten Impulsfolgen.
Für einige Schritte, Protokoll ist besondere Aufmerksamkeit erforderlich, um das bestmögliche Ergebnis zu erzielen. Nach dem Schmelzen der einbettenden Substanz und vor dem Einbetten des Implantats ist es sehr wichtig, die Einbettung Substanz lange genug während Abkühlung beginnt und seine Veränderungen der Aggregatzustand (flüssig zu fest), als Fett und Wasser leicht trennen, auch in Phasen zu rühren das Vorhandensein von Emulgator. Darüber hinaus ist es wichtig, langsam das phantom-Feld mit dem Einbetten von Luftblasen zu vermeiden. Dies ist entscheidend, denn Luft und Signal Verlust Artefakte beide Nullsignals, führen zu einer Überschätzung des Artefakts führen würde.
Eine hohe und homogene Signal ist notwendig, um eine genaue Bewertung der Artefakt-Volumen zu ermöglichen. Wenn die höchste Signal-Rausch-Verhältnis (SNR) von Oberfläche Spulen erreicht wird, ist es wichtig, vorher testen, ob die Empfindlichkeit des Profils und die Spule Positionierung ermöglicht eine homogene signal innerhalb der Phantom (wie oben beschrieben), so dass die Schwelle-basierte Segmentierung kann ohne Segmentierung Fehler ausführen.
Im Vergleich mit anderen Studien analysieren große Implantaten (z.B.Hüfte oder Knie-Ersatz oder Spondylodese), verwendet dieses Protokoll kleine Implantate, in einigen Fällen verursacht Artefakt Volumen weit unter 1 mL. Selbst unter diesen schwierigen Bedingungen konnten signifikante Unterschiede in der Artefakt-Bänden zwischen verschiedenen Proben und verschiedenen Pulssequenzen erkannt werden. Daher kann eine hohe Messgenauigkeit dieses Protokolls übernommen werden, ermöglichen eine genaue Auswertung des MRT Artefakt Volumens der komplexen Implantate in Bezug auf ihre stoffliche Zusammensetzung und Form. Darüber hinaus kann das Protokoll angewendet werden, um die Anfälligkeit der verschiedenen Impulsfolgen für Metall-induzierte Artefakte, die durch ein bestimmtes Implantat verursacht zu vergleichen.
Zahlreiche Methoden mit verschiedenen Schwierigkeitsgraden sind für die Bewertung von metallischen Artefakten vorgeschlagen worden. Für den Vergleich der verschiedenen Pulssequenzen Fritz Et Al. eine qualitative Ranking die Anfälligkeit der einzelnen Sequenz11Auswertung verwendet. Andere, wie Zho Et Al., im Flugzeug Artefakt (Signalverlust und Pile-Up) Volumen durch Messung der größten Entfernung und durch Flugzeug Artefakte durch zählen der Anzahl der Scheiben durch Artefakte10bestimmt. Beide Methoden berücksichtigen jedoch nicht die vollständige Artefakt-Lautstärke, verursachen die unter- oder Überschätzung des Artefakts Volumen. Das gilt auch für einige Studien, die manuelle Segmentierung11verwendet. Denn dies ist eine sehr zeitaufwendige Ansatz, sind oft nur ein oder zwei zentralen Scheiben auf visueller Basis, vernachlässigen die restlichen Artefakt Proportionen ausgewertet.
Für in-vitro- Studien verwenden Autoren oft Agarose oder Gelatine wie die Einbettung Substanz14,15. Beide Materialien können leicht behandelt werden und genügend Signal in T2 - und T1-gewichteten Bildern garantieren. Sie erlauben jedoch nicht für die Bewertung von Fett unterdrückt Sequenzen Gewichtung. Dies ist einen großen Nachteil, da Fett Unterdrückung einen tiefgreifenden Einfluss auf das Artefakt-Volumen hat und regelmäßig zum Implantat-bedingte Komplikationen (z.B., Ödem und angrenzend an das Implantat in Fälle von Infektionen, Fluid Sammlungen zu identifizieren dient Partikel-Krankheit, oder aseptische Lymphozyten dominierten Vaskulitis-Associates Läsion)13,16,17.
Einige Einschränkungen dieses Protokolls müssen anerkannt werden. Erstens ist es nicht in Vivo Quantifizierung des Volumens Artefakt zulassen, wie die Differenzierung des kompletten Artefakt Volumens eine homogene Hintergrundsignal erfordert. Für in Vivo Auswertungen können andere Methoden, wie z. B. die Messung der magnetischen Suszeptibilität verwendet werden. Zweitens kann dieses Protokoll für die Erkennung von Pile-Up Artefakte (als Indikator für Scheibe Verzerrungen) nur direkt angrenzend an das Signal-Verlust-Artefakt. Zusatzakku Verzerrungen ist jedoch über das Signal Verlust Artefakt auch rechnen. Deshalb ist es wahrscheinlich ist, dass die Menge an Verzerrungen unterschätzt wird.
Abschließend kann dieses Protokoll helfen, um zukünftige Studien bewerten das MRI Artefakt Volumen von Implantaten und die Anfälligkeit von Impulsfolgen für metallische Artefakte zu standardisieren. Dies könnte helfen, optimieren die MRI-Eignung der Implantate und Techniken zur Verbesserung der Patientenversorgung schließlich Sequenz.

MRI ist ein unverzichtbares diagnostisches Instrument geworden. Infolgedessen steigt die Zahl der MRI-Systeme in der Routinediagnostik weitere1. Zur gleichen Zeit steigt die Zahl der Patienten mit Implantaten sowie2,3. Im Jahr 2012 wurden zum Beispiel mehr als 1 Million Knie- und Gelenkersatz in den USA allein4durchgeführt. Die Prävalenz von solchen Implantaten war etwa 7 Millionen im Jahr 2010, das entspricht mehr als 10 % der Frauen in der Altersgruppe 80-89 Jahre5. Infolgedessen sind die Bildqualität und die diagnostische Bedeutung der MRT-Untersuchungen durch Artefakte durch metallische Implantate, was zu einer verminderten diagnostische Genauigkeit oft beeinträchtigt. Daher wird die MRI-Eignung von Implantaten und die Artefakt-Anfälligkeit von Impulsfolgen immer wichtiger. Zahlreiche Ansätze wurden veröffentlicht, um diese Eigenschaften zu bewerten. Durch starke Unterschiede in den verwendeten Bewertungsmethoden sind jedoch die jeweiligen Ergebnisse schwer zu vergleichen.
Eine Auswertung der MRT Eignung der Materialien kann durch die Berechnung der magnetischen Suszeptibilität6durchgeführt werden. Jedoch kann nicht die besondere Gefährdung der verschiedenen Pulssequenzen Artefakte mit diesem Ansatz für ein bestimmtes Implantat verglichen werden. Umgekehrt, die Artefakt-Bände für eine gegebene Pulsfolge nur etwa für verschiedene Implantate abgeschätzt werden. Darüber hinaus erfolgt die Analyse häufig mit künstlich geformten Implantaten7,8. Das Materialvolumen und Form einen Einfluss auf das Artefakt Größe6haben, sollten auch diese Funktionen berücksichtigt werden. Als Alternative zur magnetischen Suszeptibilität kann die Artefakt-Größe ausgewertet werden. Studien setzen häufig nur auf die qualitative Bewertung der das Artefakt Größe9 oder konzentrieren sich auf die zweidimensionale Artefakt-Größe nur für eine Scheibe am Implantat Artefakt10,11. Darüber hinaus werden manuelle Segmentierung Ansätze häufig, das ist nicht nur zeitaufwändig, sondern auch anfällig für Intra - und inter - reader Unterschiede11. Zu guter Letzt erlauben Protokolle oft nicht für Fett-ungesättigten und gesättigten Fett Sequenzen auf der gleichen Zeit12testen. Hierzu wäre jedoch wünschenswert, da die angewandten Fett Unterdrückung Technik zutiefst die Artefakt-Größe betrifft.
Hier präsentieren wir Ihnen ein Protokoll ermöglicht eine zuverlässige, halbautomatische, Schwelle-basierte, dreidimensionale Quantifizierung der Signal Verlust und Pile-Up Artefakte das gesamte Implantat oder alle Scheiben mit sichtbaren Implantat Artefakte. Darüber hinaus erlaubt es die Prüfung T1 - und T2-gewichteten Bilder mit oder ohne Fett-Sättigung. Das Protokoll kann verwendet werden, um die MRI-Eignung der verschiedenen Implantate oder die Anfälligkeit der verschiedenen Impulsfolgen für metallische Artefakte für ein bestimmtes Implantat zu bewerten.

<table><tbody><tr><td>Aqua B. Braun Ecotainer</td><td>B. Braun Melsungen AG, Melsungen, Germany</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Semisynthetic fat: Witepsol W25</td><td>Caelo Caesar &amp;amp; Loretz GmbH, Hilder, Germany</td><td>4051</td><td></td></tr><tr><td>Macrogol-8-stearate</td><td>Caelo Caesar &amp;amp; Loretz GmbH, Hilder, Germany</td><td>3023</td><td></td></tr><tr><td>Plastic box: not specified</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Implants: Nobel Replace</td><td>Nobel Biocare, Z&amp;uuml;rich, Switzerland</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Water bath Haake S5P</td><td>Thermo Scientific, Waltham, MA, USA</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Measuring cylinder Blaubrand Eterna, Class A, Boro 3.3</td><td>BRAND GmbH + Co Kg, Wertheim, Germany</td><td>32708</td><td></td></tr><tr><td>Coil: Variety</td><td>Noras MRI products GmbH, H&amp;ouml;chberg, Germany</td><td></td><td></td></tr><tr><td>MRI: Magnetom Trio</td><td>Siemens Healthcare GmbH, Erlangen, Germany</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Postprocesing software: Amira 6.4</td><td>Thermo Scientific, Waltham, MA, USA</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

protocol for the evaluation of mri artifacts caused by metal implants to assess the suitability of implants and the vulnerability of pulse sequences

Da die Anzahl der Kernspintomographen (MRT) und Patienten mit medizinischen Implantaten ständig wächst, begegnen Radiologen zunehmend metallischen Implantat-bezogene Artefakte im MRT, was zu reduzierter Bildqualität. Daher sind die MRI-Eignung von Implantaten volumenmäßig Artefakt, sowie die Entwicklung von Impulsfolgen zu reduzieren Bildartefakte, mehr und mehr an Bedeutung. Hier präsentieren wir Ihnen ein umfassendes Protokoll für eine standardisierte Bewertung von das Artefakt-Volumen von Implantaten im MRI ermöglicht. Darüber hinaus kann dieses Protokoll verwendet werden, um die Anfälligkeit der verschiedenen Impulsfolgen für Artefakte zu analysieren. Das vorgeschlagene Protokoll kann auf T1 - und T2-gewichteten Bilder mit oder ohne Fett-Unterdrückung und alle passiven Implantate angewendet werden. Darüber hinaus ermöglicht das Verfahren eine separate und dreidimensionale Identifizierung Signal Verlust und Pile-Up Artefakte. Da frühere Untersuchungen unterschieden sich stark in Evaluationsmethoden, beschränkte die Vergleichbarkeit der Ergebnisse. So sind standardisierte Messungen der MRI Artefakt Bände notwendig, um bessere Vergleichbarkeit zu ermöglichen. Dies kann die Entwicklung von der MRI-Eignung der Implantate verbessern und besser Puls Sequenzen endlich Patientenversorgung zu verbessern.

Mit dem genannten Protokoll bewertet wir das Artefakt-Volumen von 2 verschiedene Dental-Implantate aus Titan (T; siehe Tabelle of Materials) unterstützt unterschiedliche Kronen [Porzellan verschmolzen auf Metall nicht-Edelmetall-Legierung (CCT-T) und monolithischen Zirkonia (Z-T); Abbildung 1 b und 1 c]. Die CCT-T-Probe stellt eine höchst PARAMAGNETISCHE Materialzusammensetzung Vorhersage große Artefakte (Kobalt 61 %, 21 % und Wolfram Chrome 11 %; CCT). Das Krone-Material der Z-T-Probe stellt eine niedrige paramagnetischen Material (Zirkonia 92 %; (Z). Darüber hinaus vier unterschiedliche, nicht-Fett-gesättigte, T2-gewichtete Sequenzen wurden ausgewertet, um ihre Anfälligkeit für Metall-Artefakte zu vergleichen. Insbesondere die Techniken der mehrere Platte Übernahme mit einem Blick-Winkel kippen Gradienten basiert auf einer Probenahme Perfektion mit anwendungsoptimierten Kontraste mit verschiedenen flipwinkel Entwicklungen (MSVAT-Platz), Scheibe, die Codierung für Metall Artefakt Korrektur (SEMAC), und ihren konventionellen Pendants Raum und Turbo-Spin-Echo (TSE) wurden ausgewertet (siehe Tabelle 1 für die genaue Ablauf-Parameter). MRT-Aufnahmen auf einem 3 t MRT-System ausgeführt wurden (siehe die Tabelle der Materialien) und eine 16-Kanal Mehrzweck Oberfläche Spule verwendet wurde. Die Variation der Sequenz pulsparameter hat einen starken Einfluss auf die Artefakt-Größe. So wurden die pulsparameter Sequenz so nah wie möglich an diejenigen in der in-Vivo dental MRI-Scans verwendet, um die Übertragbarkeit der Ergebnisse zu erhöhen ausgewählt. Die Analyse wurde durchgeführt 3 X durch zwei unabhängige Gutachter. Für multiple Vergleiche eine zwei-Wege-Analyse der Abweichungen und post-Hoc Tukey Tests verwendet wurden.
Analyse der Daten zeigt Unterschiede zwischen Proben und die angewandte Sequenzen. In allen Sequenzen, die kombinierte Artefakt Bände (die Summe der Signalverlust und Pile-Up) der CCT-T Probe waren größer im Vergleich zu den Z-T-Probe (P < 0,001; Abbildung 2 und Abbildung 3). In der gleichen Reihenfolge, das Artefakt der CCT-T-Probe betrug 19,3 x (SEMAC) bis 39,6 x (MSVAT-Platz) größer als das Artefakt Volumen des Z-T-Pendants.
Die Wahl der Pulsfolge hatte einen signifikanten Einfluss auf das Artefakt Volumen sowie (Abbildung 2 und Abbildung 3). Bezüglich der CCT-T-Probe, die kleinste Artefakt-Bände für TSE und SEMAC und die größte Artefakte für den Raum beobachtet wurden (P < 0,001). Darüber hinaus MSVAT-Raum deutlich reduziert die Artefakt-Volumen im Vergleich zum Raum (P < 0,001; 3,8 vs. 7,3 mL). Im Gegensatz dazu wurden keine signifikanten Unterschiede zwischen MSVAT-Raum, TSE und SEMAC für die Z-T-Probe beobachtet. Das Artefakt-Volumen für Z-T war größte im Raum und wurde durch MSVAT-Raum deutlich reduziert (P < 0,05; 0,26 vs. 0,1 mL).
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57394/57394fig1v2.jpg"> Abbildung 1: ROI-Positionierung und Implantat-Samples. (ein) dieses Panel zeigt eine typische Positionierung der Regionen von Interesse (ROIs) zur Messung der Schwellenwerte für Pile-Up Artefakte und Signalverteilung (ROIB = ROIHintergrund) und signal-Verlust Artefakte (ROIA = ROILuft ; ROIC = ROIKern). Die blaue Kontur ähnelt das Ergebnis die semiautomatische Segmentierung für Signal Verlust Artefakte innerhalb dieser Schicht. Die kleinen roten Bereiche entsprechen dem Ergebnis des Pile-Up Artefakte. (b und c) Diese Tafeln zeigen Bilder der verwendeten Implantate unterstützen verschiedene Einzelkronen. Kobalt-Chrom-Wolfram-Titan (CCT-T); Zirkon-Titan (Z-T). <a href="/files/ftp_upload/57394/57394fig1v2large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57394/57394fig2v2.jpg"> Abbildung 2: Artefakt Volumenmessungen. (a und b) Dies sind Balkendiagramme zeigen die Mittelwerte mit Standardabweichungen des dreidimensionalen Artefakt Volumens des gesamten Proben für alle 4 ausgewerteten Sequenzen Implantat nach Abzug der physischen Implantat-Volumen. Falls zutreffend, werden separate Standardabweichung Fehlerindikatoren für Signal Verlust und Pile-Up Artefakte gegeben. P ≤ 0,05; P≤ 0,001 <a href="/files/ftp_upload/57394/57394fig2v2large.jpg" target="_blank">Klicken Sie bitte hier, um eine größere Version dieser Figur.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57394/57394fig3.jpg"> Abbildung 3: Darstellung von Artefakten. Diese Platten machen die Artefakt-Bände der gesamten Implantate (obere Reihe). Die blaue farbige Bereiche repräsentieren Signal Verlust Artefakte und die rot gefärbten Bereiche repräsentieren Pile-Up Artefakte. Die Tafeln zeigen die farbigen Quellbilder (untere Zeile) für alle ausgewerteten T2-gewichteten Sequenzen. Panel (ein) ist der Kobalt-Chrom-Wolfram-Titan (CCT-T) Probe und zentrale (b) der Probe Zirkonia-Titan (Z-T). <a href="/files/ftp_upload/57394/57394fig3large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.</a>
<table fo:font-size="7" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody>
<tr>
<td>Sequenz</td>
			<td>TR/TE [ms]</td>
			<td>Voxel-Größe [mm3]</td>
			<td>FOV [mm2]</td>
			<td>Matrix</td>
			<td>Auslesen Bandbreite [Hz/Px]</td>
			<td>Scheiben</td>
			<td>
Slice Codierung Schritte oder Oversampling [%]
</td>
			<td>MWST</td>
			<td>Zeit [Min: SEK]</td>
		</tr>
<tr>
<td>RAUM</td>
			<td>2.500/131</td>
			<td>0,55 x 0,55 x 0,55</td>
			<td>140 x 124</td>
			<td>256 x 256</td>
			<td>501</td>
			<td>72</td>
			<td>55,6</td>
			<td>Nein</td>
			<td>14:02</td>
		</tr>
<tr>
<td>MSVAT-RAUM</td>
			<td>2.500/199</td>
			<td>0,55 x 0,55 x 0,55</td>
			<td>140 x 84</td>
			<td>256 x 256</td>
			<td>528</td>
			<td>72</td>
			<td>55,6</td>
			<td>Ja</td>
			<td>06:04</td>
		</tr>
<tr>
<td>US$</td>
			<td>5.100/44</td>
			<td>0,59 x 0,59 x 1,5</td>
			<td>150 x 150</td>
			<td>256 x 256</td>
			<td>592</td>
			<td>25</td>
			<td>Nein</td>
			<td>Nein</td>
			<td>03:36</td>
		</tr>
<tr>
<td>SEMAC</td>
			<td>5.100/45</td>
			<td>0,59 x 0,59 x 1,5</td>
			<td>150 x 150</td>
			<td>256 x 256</td>
			<td>592</td>
			<td>25</td>
			<td>4</td>
			<td>Ja</td>
			<td>06:19</td>
		</tr>
</tbody></table>Tabelle 1: Parameter aller verwendeten Sequenzen.

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Protocol for the Evaluation of MRI Artifacts Caused by Metal Implants to Assess the Suitability of Implants and the Vulnerability of Pulse Sequences

Wir beschreiben eine standardisierte Methode zur Evaluierung der Magnet-Resonanz-Tomographie Artefakte verursacht durch Implantate, die Eignung der Implantate für Magnet-Resonanz-Tomographie und/oder die Anfälligkeit der verschiedenen Impulsfolgen für metallische Artefakte zu schätzen gleichzeitig.

Protokoll für die Bewertung von MRI Artefakte verursacht durch Metall-Implantate um die Eignung der Implantate und die Anfälligkeit von Impulsfolgen zu bewerten

As the number of magnetic resonance imaging (MRI) scanners and patients with medical implants is constantly growing, radiologists increasingly encounter ...

protocol-for-evaluation-mri-artifacts-caused-metal-implants-to-assess

Nanyang Technological University

Research

JoVE Journal

Engineering

9.8K Aufrufe.  Heidelberg University Hospital. Wir beschreiben eine standardisierte Methode zur Evaluierung der Magnet-Resonanz-Tomographie Artefakte verursacht durch Implantate, die Eignung der Implantate für Magnet-Resonanz-Tomographie und/oder die Anfälligkeit der verschiedenen Impulsfolgen für metallische Artefakte zu schätzen gleichzeitig.

Serie: Protocol for the Evaluation of MRI Artifacts Caused by Metal Implants to Assess the Suitability of Implants and the Vulnerability of Pulse Sequences

Quantitative Magnetic Resonance Imaging of Skeletal Muscle Disease

Quantitative magnetic resonance imaging (qMRI) describes the development and use of MRI to quantify physical, chemical, and/or biological properties of living systems. Neuromuscular diseases often exhibit a temporally varying, spatially heterogeneous, and multi-faceted pathology. The goal of this protocol is to characterize this pathology using qMRI methods. The MRI acquisition protocol begins with localizer images (used to locate the position of the body and tissue of interest within the MRI system), quality control measurements of relevant magnetic field distributions, and structural imaging for general anatomical characterization. The qMRI portion of the protocol includes measurements of the longitudinal and transverse relaxation time constants (T1 and T2, respectively). Also acquired are diffusion-tensor MRI data, in which water diffusivity is measured and used to infer pathological processes such as edema. Quantitative magnetization transfer imaging is used to characterize the relative tissue content of macromolecular and free water protons. Lastly, fat-water MRI methods are used to characterize fibro-adipose tissue replacement of muscle. In addition to describing the data acquisition and analysis procedures, this paper also discusses the potential problems associated with these methods, the analysis and interpretation of the data, MRI safety, and strategies for artifact reduction and protocol optimization.

Neuromuscular diseases often exhibit a temporally varying, spatially heterogeneous, and multi-faceted pathology. The goal of this protocol is to characterize this pathology using non-invasive magnetic resonance imaging methods.

Quantitative Magnetresonanztomographie von Skelettmuskelerkrankung

Quantitative magnetic resonance imaging (qMRI) describes the development and use of MRI to quantify physical, chemical, and/or biological properties of ...

Forschung

Medizin

High Spatial Resolution Chemical Imaging of Implant-Associated Infections with X-ray Excited Luminescence Chemical Imaging Through Tissue

Microbial infections associated with implantable medical devices are a major concern in fracture fixation failure. Early diagnosis of such infection will allow successful eradication with antibiotics without an extra cost for a second surgery. Herein, we describe XELCI as a technique with high X-ray resolution, implant specificity, and chemical sensitivity to noninvasively image chemical concentrations near the surface of implanted medical devices. The devices are coated with chemically reporting surfaces. This chemically responsive surface consists of two layers coated on an implantable medical device; a pH-sensitive layer (bromothymol blue or bromocresol green incorporated hydrogel) which is coated over a red-light emitting scintillator (Gd2O2S: Eu) layer for monitoring. A focused X-ray beam irradiates a spot on the implant, and the red light generated by the scintillator (with 620 nm and 700 nm peaks) is transmitted through the sensing layer which alters the spectral ratio depending on the pH. An image is generated by scanning the X-ray beam across the implant and measuring the spectral ratio of light passing through the tissue point-by-point. We used this imaging technique for monitoring implant-associated infections previously on the bone surface of the femur with a modified implantable plate sensor. Now we are studying pH changes that occur from tibial intramedullary rod infections. Two different types of intramedullary rod designs are used in pre-pilot rabbit studies, and we learned that the XELCI technique could be used to monitor any chemical changes that occur not only on the bone surface but also inside the bone. Thus, this enables noninvasive, high spatial resolution, low background local pH imaging to study implant-associated infection biochemistry.

Here, we present a protocol for high-resolution optical detection of chemical information around implanted medical devices with X-ray excited luminescence chemical imaging (XELCI). This novel imaging technique is developed in our lab which enables studying implant-associated infection biochemistry.

Chemische Bildgebung mit hoher räumlicher Auflösung von implantatassoziierten Infektionen mit röntgenangeregter Lumineszenz-chemischer Bildgebung durch Gewebe

Microbial infections associated with implantable medical devices are a major concern in fracture fixation failure. Early diagnosis of such infection will ...

Chemie

A Multicenter MRI Protocol for the Evaluation and Quantification of Deep Vein Thrombosis

We evaluated a magnetic resonance venography (MRV) approach with gadofosveset to quantify total thrombus volume changes as the principal criterion for treatment efficacy&#160;in a multicenter randomized study comparing edoxaban monotherapy with a heparin/warfarin regimen for acute, symptomatic lower extremities deep vein thrombosis (DVT) treatment. We also used a direct thrombus imaging approach (DTHI, without the use of a contrast agent) to quantify fresh thrombus. We then sought to evaluate the reproducibility of the analysis methodology and applicability of using 3D magnetic resonance venography and direct thrombus imaging for the quantification of DVT in a multicenter trial setting. From 10 randomly selected subjects participating in the edoxaban Thrombus Reduction Imaging Study (eTRIS), total thrombus volume in the entire lower extremity deep venous system was quantified bilaterally. Subjects were imaged using 3D-T1W gradient echo sequences before (direct thrombus imaging, DTHI) and 5 min after injection of 0.03 mmol/kg of gadofosveset trisodium (magnetic resonance venography, MRV). The margins of the DVT on corresponding axial, curved multi-planar reformatted images were manually delineated by two observers to obtain volumetric measurements of the venous thrombi. MRV was used to compute total DVT volume, whereas DTHI was used to compute volume of fresh thrombus. Intra-class correlation (ICC) and Bland Altman analysis were performed to compare inter and intra-observer variability of the analysis. The ICC for inter and intra-observer variability was excellent (0.99 and 0.98, p &#60;0.001, respectively) with no bias on Bland-Altman analysis for MRV images. For DTHI images, the results were slightly lower (ICC = 0.88 and 0.95 respectively, p &#60;0.001), with bias for inter-observer results on Bland-Altman plots. This study showed feasibility of thrombus volume estimation in DVT using MRV with gadofosveset trisodium, with good intra- and inter-observer reproducibility in a multicenter setting.

The goal of this study is to use magnetic resonance venography with long-circulating gadolinium-based contrast agent and direct thrombus imaging for quantitative evaluation of DVT volume in a multicenter, clinical trial setting. Inter- and intra-observer variability assessments were conducted, and reproducibility of the protocol was determined.

Eine multizentrische MRI-Protokoll für die Beurteilung und Quantifizierung von tiefen Venenthrombosen

We evaluated a magnetic resonance venography (MRV) approach with gadofosveset to quantify total thrombus volume changes as the principal criterion for ...

Optogenetic Functional MRI

The investigation of the functional connectivity of precise neural circuits across the entire intact brain can be achieved through optogenetic functional magnetic resonance imaging (ofMRI), which is a novel technique that combines the relatively high spatial resolution of high-field fMRI with the precision of optogenetic stimulation. Fiber optics that enable delivery of specific wavelengths of light deep into the brain in vivo are implanted into regions of interest in order to specifically stimulate targeted cell types that have been genetically induced to express light-sensitive trans-membrane conductance channels, called opsins. fMRI is used to provide a non-invasive method of determining the brain's global dynamic response to optogenetic stimulation of specific neural circuits through measurement of the blood-oxygen-level-dependent (BOLD) signal, which provides an indirect measurement of neuronal activity. This protocol describes the construction of fiber optic implants, the implantation surgeries, the imaging with photostimulation and the data analysis required to successfully perform ofMRI. In summary, the precise stimulation and whole-brain monitoring ability of ofMRI are crucial factors in making ofMRI a powerful tool for the study of the connectomics of the brain in both healthy and diseased states.

This protocol describes the steps and data analysis required to successfully perform optogenetic functional magnetic resonance imaging (ofMRI). ofMRI is a novel technique that combines high-field fMRI readout with optogenetic stimulation, allowing for cell type-specific mapping of functional neural circuits and their dynamics across the whole living brain.

Optogenetische Functional MRI

The investigation of the functional connectivity of precise neural circuits across the entire intact brain can be achieved through optogenetic functional ...

Neurowissenschaften

Equipment Setup and Artifact Removal for Simultaneous Electroencephalogram and Functional Magnetic Resonance Imaging for Clinical Review in Epilepsy

Simultaneous electroencephalogram and functional magnetic resonance imaging (EEG-fMRI) is a unique combined technique that provides synergy in the understanding and localization of seizure onset in epilepsy. However, reported experimental protocols for EEG-fMRI recordings fail to address details about conducting such procedures on epilepsy patients. In addition, these protocols are limited solely to research settings. To fill the gap between patient monitoring in an epilepsy monitoring unit (EMU) and conducting research with an epilepsy patient, we introduce a unique EEG-fMRI recording protocol of epilepsy during the interictal period. The use of an MR conditional electrode set, which can also be used in the EMU for a simultaneous scalp EEG and video recording, allows an easy transition of EEG recordings from the EMU to the scanning room for concurrent EEG-fMRI recordings. Details on the recording procedures using this specific MR conditional electrode set are provided. In addition, the study explains step-by-step EEG processing procedures to remove the imaging artifacts, which can then be used for clinical review. This experimental protocol promotes an amendment to the conventional EEG-fMRI recording for enhanced applicability in both clinical (i.e., EMU) and research settings. Furthermore, this protocol provides the potential to expand this modality to postictal EEG-fMRI recordings in the clinical setting.

This article details simultaneous electroencephalogram and functional magnetic resonance imaging (EEG-fMRI) recording procedures that can be used in both clinical and research settings. EEG processing procedures to remove imaging artifacts for clinical review are also included. This study focuses on the example of epilepsy during the interictal period.

Geräteaufbau und Artefaktentfernung für das simultane Elektroenzephalogramm und die funktionelle Magnetresonanztomographie für die klinische Überprüfung bei Epilepsie

Simultaneous electroencephalogram and functional magnetic resonance imaging (EEG-fMRI) is a unique combined technique that provides synergy in the ...

Biotechnik

Cardiac Magnetic Resonance for the Evaluation of Suspected Cardiac Thrombus: Conventional and Emerging Techniques

We present the conventional cardiac magnetic resonance (CMR) protocol for evaluating a suspected thrombus and highlight emerging techniques.&#160;The appearance of a mass on certain magnetic resonance (MR) sequences can help differentiate a thrombus from competing diagnoses such as a tumor. T1 and T2 signal characteristics of a thrombus are related to the evolution of hemoglobin properties. A thrombus typically does not enhance following contrast administration, which also helps differentiation from a tumor. We also highlight the emerging role of T1 mapping in the evaluation of a thrombus, which can add another level of support in diagnosis. Prior to any CMR exam, patient screening and interviews are critical to ensure safety and to optimize patient comfort. Effective communication during the exam between the technologist and the patient promotes proper breath holding technique and higher quality images. Volumetric post processing and structured reporting are helpful to ensure that the radiologist answers the ordering services&#39; question and communicates these results effectively. Optimal pre-MR safety evaluation, CMR exam execution, and post exam processing and reporting allow for delivery of high quality radiological service in the evaluation of a suspected cardiac thrombus.

The goal of this article is to describe how cardiac magnetic resonance can be used for the evaluation and diagnosis of a suspected cardiac thrombus. The method presented will describe data acquisition as well as the pre-procedure and post-procedure protocol.

Herz-Magnetresonanz zur Beurteilung von vermutetem Herzthrombus: Konventionelle und aufkommende Techniken

We present the conventional cardiac magnetic resonance (CMR) protocol for evaluating a suspected thrombus and highlight emerging techniques.&#160;The ...

Reliable Acquisition of Electroencephalography Data during Simultaneous Electroencephalography and Functional MRI

Simultaneous electroencephalography (EEG) and functional magnetic resonance imaging (fMRI), EEG-fMRI, combines the complementary properties of scalp EEG (good temporal resolution) and fMRI (good spatial resolution) to measure neuronal activity during an electrographic event, through hemodynamic responses known as blood-oxygen-level-dependent (BOLD) changes. It is a non-invasive research tool that is utilized in neuroscience research and is highly beneficial to the clinical community, especially for the management of neurological diseases, provided that proper equipment and protocols are administered during data acquisition. Although recording EEG-fMRI is apparently straightforward, the correct preparation, especially in placing and securing the electrodes, is not only important for safety but is also critical in ensuring the reliability and analyzability of the EEG data obtained. This is also the most experience-demanding part of the preparation. To address these issues, a straightforward protocol that ensures data quality was developed. This article provides a step-by-step guide for acquiring reliable EEG data during EEG-fMRI using this protocol that utilizes readily available medical products. The presented protocol can be adapted to different applications of EEG-fMRI in research and clinical settings, and may be beneficial to both inexperienced and expert operators.

This article provides a straightforward protocol for acquiring good quality electroencephalography (EEG) data during simultaneous EEG and functional magnetic resonance imaging by utilizing readily available medical products.

Zuverlässige Erfassung von Elektroenzephalographiedaten während der simultanen Elektroenzephalographie und funktionellen MRT

Simultaneous electroencephalography (EEG) and functional magnetic resonance imaging (fMRI), EEG-fMRI, combines the complementary properties of scalp EEG ...

Magnetic Resonance Imaging of Multiple Sclerosis at 7.0 Tesla

The overall goal of this article is to demonstrate a state-of-the-art ultrahigh field (UHF) magnetic resonance (MR) protocol of the brain at 7.0 Tesla in multiple sclerosis (MS) patients. MS is a chronic inflammatory, demyelinating, neurodegenerative disease that is characterized by white and gray matter lesions. Detection of spatially and temporally disseminated T2-hyperintense lesions by the use of MRI at 1.5 T and 3 T represents a crucial diagnostic tool in clinical practice to establish accurate diagnosis of MS based on the current version of the 2017 McDonald criteria. However, the differentiation of MS lesions from brain white matter lesions of other origins can sometimes be challenging due to their resembling morphology at lower magnetic field strengths (typically 3 T). Ultrahigh field MR (UHF-MR) benefits from increased signal-to-noise ratio and enhanced spatial resolution, both key to superior imaging for more accurate and definitive diagnoses of subtle lesions. Hence, MRI at 7.0 T has shown encouraging results to overcome the challenges of MS differential diagnosis by providing MS-specific neuroimaging markers (e.g., central vein sign, hypointense rim structures and differentiation of MS grey matter lesions). These markers and others can be identified by other MR contrasts other than T1 and T2 (T2*, phase, diffusion) and substantially improve the differentiation of MS lesions from those occurring in other neuroinflammatory conditions such as neuromyelitis optica and Susac syndrome. In this article, we describe our current technical approach to study cerebral white and grey matter lesions in MS patients at 7.0 T using different MR acquisition methods. The up-to-date protocol includes the preparation of the MR setup including the radio-frequency coils customized for UHF-MR, standardized screening, safety and interview procedures with MS patients, patient positioning in the MR scanner and acquisition of dedicated brain scans tailored for examining MS.

Here, we present a protocol to acquire magnetic resonance (MR) images of multiple sclerosis (MS) patient brains at 7.0 Tesla. The protocol includes preparation of the setup including the radio-frequency coils, standardized interview procedures with MS patients, subject positioning in the MR scanner and MR data acquisition.

Magnetresonanztomographie der Multiplen Sklerose bei 7,0 Tesla

The overall goal of this article is to demonstrate a state-of-the-art ultrahigh field (UHF) magnetic resonance (MR) protocol of the brain at 7.0 Tesla in ...

Clinical Indications for Rapid Sequence MRI in Pediatric Neurosurgical Patients and the Limitations and Barriers to Implementation

Rapid and fast magnetic resonance imaging (MRI) protocols have become increasingly popular for pediatric neurosurgical patients as they are a great way to reduce ionizing radiation and sedation. While their popularity has increased, there are hurdles to overcome when transitioning to using them clinically, such as cost, staffing training, and motion artifact. Through this paper, we developed a protocol for clinical applications where rapid MRI can be a substitute or adjuvant in diagnostic workup. Further, we outline the relevant literature for the use of RS-MRI for the spine, TBI, and hydrocephalus pathologies while expanding upon the limitations and logistical barriers when transitioning to their use, a few of which are discussed above. Through this, we conclude that RS-MRI can be used diagnostically for spinal pathologies such as syrinx and hydrocephalus. Further, its lack of sensitivity for TBI findings makes rapid sequence magnetic resonance imaging (RS-MRI) a strong adjuvant with other advanced imaging or computed tomography (CT) for traumatic brain injury (TBI) pathologies.

Here, we present a protocol to increase the use of rapid sequence magnetic resonance imaging (RS-MRI) for pediatric patients for spine, traumatic brain injury (TBI), and hydrocephalus while documenting limitations and barriers to universal implementation.

Rapid and fast magnetic resonance imaging (MRI) protocols have become increasingly popular for pediatric neurosurgical patients as they are a great way to ...

Magnetic Resonance Imaging

Magnetic resonance imaging (MRI) is a noninvasive medical imaging technique based on a phenomenon of nuclear physics discovered in the 1930s, in which matter exposed to magnetic fields and radio waves was found to emit radio signals. In 1970, a physician and researcher named Raymond Damadian noticed that malignant (cancerous) tissue gave off different signals than normal body tissue. He applied for a patent for the first MRI scanning device in clinical use by the early 1980s. The early MRI scanners were crude, but advances in digital computing and electronics led to their advancement over any other technique for precise imaging, especially in discovering tumors. Compared to other diagnostic imaging techniques like computed tomography and X-ray, MRI does not expose patients to radiation.
The drawbacks of MRI scans include their much higher cost and patient discomfort with the procedure. The MRI scanner subjects the patient to such powerful electromagnets that the scan room must be shielded. The patient must be enclosed in a metal tube-like device for the duration of the scan, sometimes as long as thirty minutes, which can be uncomfortable and impractical for ill patients. The machine is also so noisy that, even with earplugs, patients can become anxious or fearful. These problems have been overcome somewhat with the development of &#34;open&#34;&#160;MRI scanning, which does not require the patient to be entirely enclosed in a metal tube. Patients with iron-containing metallic implants (internal sutures, some prosthetic devices, pacemakers and so on) cannot undergo MRI scanning because it can dislodge these implants.
Different images are formed depending on the time taken between the sequence of magnetic pulses and the receipt and interpretation of the signal. A T1-weighted image has fatty tissues appearing brighter due to their enhanced signal while suppressing water signals, making it appear darker. In contrast, the T2-weighted image shows an enhanced water signal. Further, using MRI contrast media or dyes, like gadolinium, helps improve the quality of the images. Usually injected into the patient&#39;s vein, the gadolinium contrast dyes contain strongly paramagnetic gadolinium (Gd), which has positive magnetic susceptibility. When placed in a magnetic field, it is not directly seen in the MRI result but helps shorten the T1 values in tissues, where it accumulates, which allows the tissues to appear brighter in T1-weighted images.
Functional MRIs (fMRI), which detect the concentration of blood flow in certain body parts, are increasingly being used to study the activity in parts of the brain during various body activities. This has helped scientists learn more about the locations of different brain functions and more about brain abnormalities and diseases. More recently, 4D flow MRI provides 3D blood flow images and hemodynamics, with the fourth dimension being time, allowing cardiovascular disease assessment through the 3D coverage of the anatomy and velocity.
This content is derived from <a href="https://openstax.org/books/anatomy-and-physiology/pages/1-7-medical-imaging">Openstax, Anatomy and Physiology, Section 1.7: Medical Imaging</a>

Magnetresonanztomographie

Magnetic resonance imaging (MRI) is a noninvasive medical imaging technique based on a phenomenon of nuclear physics discovered in the 1930s, in which ...