Los horizontes ampliados con mayor calidad de imagen y mayor aceleración que ofrece la reconstrucción con aprendizaje profundo en el sistema de resonancia magnética 1.5T

Flujo de trabajo de examen mejorado con soluciones basadas en IA, como el posicionamiento asistido por cámara de techo basado en un algoritmo de aprendizaje profundo

Desde 2009, el Hospital General de Shiga ha sido designado Hospital de Atención Oncológica de la Prefectura. Desde 2018, el nombre del hospital se cambió del antiguo "Centro Médico de Enfermedades de Adultos de la Prefectura de Shiga" para reflejar su misión ampliada de brindar atención médica integral centrándose no solo en las enfermedades relacionadas con el estilo de vida sino también en una variedad de otras enfermedades. En el Hospital General de Shiga, el Departamento de Radiología está compuesto por 4 médicos y 31 tecnólogos radiológicos para diagnóstico y exámenes, quienes están asignados a secciones específicas según la modalidad, como CT y PET. En la sección de resonancia magnética, un radiólogo, 3 tecnólogos radiológicos y una enfermera realizan alrededor de 32 exámenes por día utilizando un sistema de resonancia magnética Vantage Fortian de 1,5 T y un sistema de resonancia magnética de 3 T de otro fabricante. Aproximadamente la mitad de los exámenes de resonancia magnética se centran en la cabeza y el cuello, incluidos los exámenes de seguimiento para enfermedades neurovasculares y para la detección de metástasis cerebrales. La otra mitad incluye la columna, la CPRM y una variedad de otros exámenes. Se realizan exámenes de todas las partes del cuerpo para cada departamento clínico y para cada objetivo de diagnóstico.

Canon Medical Systems lanzó Vantage Fortian en febrero de 2022 como un sistema de resonancia magnética de 1,5 T con tecnologías impulsadas por inteligencia artificial para mejorar la calidad de la imagen y agilizar los flujos de trabajo de los exámenes. Mientras tanto, el Hospital General de Shiga planeaba reemplazar su sistema anterior de 1,5 T de otro fabricante. Chatani explica que el criterio más importante para seleccionar un nuevo sistema de resonancia magnética fue la calidad de la imagen. En ese momento, varios fabricantes diferentes estaban lanzando tecnologías DLR para resonancia magnética. Por lo tanto, el hospital se centró en los sistemas de resonancia magnética con DLR, con expectativas de obtener imágenes de mayor resolución o mayor aceleración. Los candidatos para el nuevo sistema de resonancia magnética se redujeron a tres sistemas, incluido uno de Canon Medical Systems. Después de organizar varias visitas al sitio para ver los sistemas reales, finalmente se decidió por Vantage Fortian. El Sr. Chatani está impresionado de que el motor Clear-IQ inteligente avanzado (AiCE), que es una de las tecnologías DLR de Canon Medical Systems, se pueda aplicar de manera flexible a casi todas las secuencias de pulsos para adquisición 2D y 3D en Vantage Fortian. También valora positivamente el sistema porque AiCE permite la reconstrucción retrospectiva de imágenes adquiridas previamente.
AiCE es una tecnología DLR para la reducción adaptativa de ruido en imágenes, que permite extraer y eliminar de forma más selectiva componentes de ruido de la señal en comparación con los métodos de eliminación de ruido convencionales, por ejemplo, filtros de suavizado. El nivel de reducción de ruido se puede seleccionar en cinco niveles y ajustar para lograr la calidad de imagen deseada incluso después de la adquisición. El Sr. Chatani señala que fue fácil ajustar la calidad de la imagen basándose en el consejo de los radiólogos poco después del reemplazo por Vantage Fortian, porque el nivel de reducción de ruido se puede ajustar retrospectivamente sin adquisición adicional para lograr la calidad de imagen deseada. También añade que la mayoría de los protocolos del hospital para Vantage Fortian ya se han optimizado por completo, gracias a la flexibilidad de AiCE.

Hay dos métodos diferentes con AiCE para beneficiarse de la reducción de ruido adaptativa: uno es para obtener imágenes de alta resolución sin extender el tiempo de escaneo, el otro es para obtener imágenes de alta aceleración manteniendo la calidad de la imagen. En cuanto al primero, AiCE permite adquirir imágenes 2D de corte de 1 mm para exámenes de las extremidades pequeñas, como las articulaciones de los dedos y las muñecas. Según el Sr. Chatani, anteriormente tomaba mucho tiempo de escaneo incluso adquirir imágenes 2D de cortes de 3 mm en el sistema anterior, pero AiCE también permite adquirir imágenes de cortes más delgados y de mayor resolución sin extender el tiempo de escaneo en Vantage Fortian. como su sistema 3T. En cambio, para los exámenes de columna, se adoptan protocolos altamente acelerados manteniendo la misma resolución espacial que los anteriores. El Sr. Chatani dice que cuando se adquieren imágenes sagitales ponderadas en T1 y T2 e imágenes axiales ponderadas en T2 en los exámenes de la columna, AiCE reduce el tiempo total de exploración en más de 5 minutos en Vantage Fortian en comparación con el sistema anterior. Sin embargo, la calidad de la imagen es comparable a la adquirida en su sistema 3T. Señala que AiCE amplía enormemente las opciones para una mayor calidad de imagen o una mayor aceleración en los exámenes de resonancia magnética, según la situación.
Además, el modo Fast 3D, que es una de las técnicas de aceleración para la adquisición 3D, se ha utilizado para acelerar la MRA de cabeza en combinación con AiCE. La combinación permite adquirir imágenes de MRA de mayor resolución sin extender el tiempo de escaneo y mejora la representación de las estructuras vasculares. El Sr. Chatani también dice que el uso combinado de AiCE y el modo Fast 3D permite adquirir imágenes de MRA de alta resolución en Vantage Fortian en casi el mismo tiempo de escaneo que en su sistema 3T. Debido a los efectos del flujo de entrada en la ARM, generalmente existen diferencias en la representación de las lesiones vasculares, por ejemplo, microaneurismas y estenosis vascular, entre los sistemas 1,5T y 3T. Por lo tanto, su sistema 3T a menudo se emplearía en estos casos. Sin embargo, Vantage Fortian recientemente compensó su sistema 3T en los exámenes para esos casos. El Dr. Yusaku Moribata, jefe del Departamento de Radiología de Diagnóstico, observa que Vantage Fortian proporciona una calidad de imagen general mejorada. Especialmente en la ARM de cabeza, permite representar claramente los vasos sanguíneos y evaluar con precisión las características morfológicas de los aneurismas. Además de la ARM de cabeza, el Departamento de Neurocirugía suele solicitar una ARM de cuello. Generalmente se requieren imágenes FOV grandes para la ARM del cuello, incluida la sección superior del arco aórtico, pero la combinación de AiCE y el modo Fast 3D permite adquirirlas en un tiempo de exploración corto de aproximadamente 2 minutos. Además del modo Fast 3D, Vantage Fortian incorpora una variedad de técnicas de aceleración como Compressed SPEEDER, todas las cuales se pueden usar en combinación con AiCE. El Sr. Chatani observa que, como valor agregado de AiCE, la combinación con varias técnicas de aceleración reduce el tiempo de exploración manteniendo la calidad de la imagen, y eso resulta en minimizar los artefactos de movimiento generados por el peristaltismo uterino en los exámenes ginecológicos. El Sr. Chatani está sorprendido por el hecho de que AiCE permite realizar exámenes ginecológicos de rutina sin utilizar el muestreo radial para corregir los artefactos del movimiento corporal, lo que generalmente afecta el contraste general de la imagen, a diferencia del muestreo cartesiano.

Vantage Fortian incorpora una variedad de características para agilizar su flujo de trabajo de examen, incluida la solución de posicionamiento asistido por cámara de techo, en la que una cámara fabricada por Canon en el techo de la sala de exploración detecta la posición del objetivo y mueve la mesa del paciente hacia el centro magnético. El monitor inteligente en el pórtico muestra al paciente en la mesa y el operador puede configurar la bobina mientras consulta las pautas que indican la posición del objetivo detectado. En el Hospital General de Shiga, el posicionamiento asistido por cámara de techo ha sido el más útil para los exámenes de próstata con la bobina Flex SPEEDER de 16 canales, cuyo diseño de elementos de alta densidad permite adquirir imágenes de alta SNR con sensibilidad de bobina localizada. Sin embargo, la bobina es tan pequeña que incluso si hay un ligero error entre una posición objetivo y una posición marcada con marcado láser, podría provocar que el objetivo se desvíe de la región cubierta con la sensibilidad de la bobina localizada durante exámenes de anatomías pequeñas como la próstata. Antes de usar la cámara de techo, la posición del paciente en caso de exámenes de próstata a menudo variará ligeramente según la experiencia del operador y las características físicas del paciente. Sin embargo, recientemente, ha sido más fácil realizar el posicionamiento del paciente y la configuración de la bobina con la cámara de techo, porque la bobina Flex SPEEDER de 16 canales solo tiene que configurarse en los pacientes en referencia a la posición detectada que se muestra en el monitor inteligente. Esto da como resultado un posicionamiento más preciso y consistente en los exámenes de próstata. Chatani destaca también otra ventaja de la solución de posicionamiento. Durante la actual pandemia de coronavirus, también es beneficioso poder realizar el posicionamiento del paciente minimizando el contacto físico. Además, la solución de posicionamiento evita reposicionamientos innecesarios causados por errores de marcas manuales según la experiencia del operador. Por lo tanto, se ha simplificado el flujo de trabajo de los exámenes, lo que permite que el personal médico tenga mucho tiempo para explicar los exámenes a los pacientes.

Vantage Fortian incorpora una variedad de tecnologías de reconstrucción únicas no solo para la reducción de ruido adaptativa, es decir, AiCE, sino también para la reducción de artefactos, que incluye aquellas para la reducción de artefactos de movimiento, es decir, corrección iterativa de movimiento (IMC), y para la corrección de distorsión en difusión. imágenes ponderadas (DWI). En particular, la corrección de distorsión de codificación inversa (RDC) DWI minimiza la distorsión causada por los efectos de susceptibilidad y las corrientes parásitas en DWI. RDC DWI se utiliza principalmente para exámenes de cabeza en su hospital para reducir la distorsión de DWI en la base del cerebro causada por la presencia de aire, lo que mejora los efectos de susceptibilidad. Está disponible y es útil en todos los planos de imágenes, especialmente en la adquisición directa de planos coronal y sagital para DWI. El Departamento de Neurocirugía a veces solicita DWI coronal de corte fino para exámenes de la cabeza para evaluar las lesiones en el tronco del encéfalo, donde es probable que se genere la distorsión en DWI. Chatani añade que los exámenes se realizan con mayor confianza gracias a RDC DWI, aunque no era así con el sistema anterior.

Además, las secuencias mUTE (ruido acústico minimizado utilizando UTE) se pueden utilizar para la reducción de artefactos metálicos en la ARM de cabeza, especialmente en el caso del seguimiento después de la embolización con bobina, lo que permite adquirir imágenes de ARM 4D tipo DSA para evaluar la hemodinámica sin mejora del contraste y exposición a la radiación como valores añadidos.

Se espera que las imágenes de mayor resolución y aceleración y los flujos de trabajo de examen optimizados que ofrece Vantage Fortian conduzcan a una confiabilidad y eficiencia aún mayores en los exámenes de resonancia magnética.
(Entrevista realizada el 15 de noviembre de 2022)

Este artículo es una traducción de la revista INNERVISION, Vol.38, No.1, 2023.

Descargo de responsabilidad: La tecnología de aprendizaje profundo se utiliza en la etapa de diseño del procesamiento de reconstrucción de imágenes. El sistema en sí no tiene capacidades de autoaprendizaje.
El contenido de este informe incluye las opiniones personales de los autores basadas en su experiencia y conocimientos clínicos.