¿El Vantage Galan 3T / Supreme Edition abre su propio camino en los sistemas de resonancia magnética de 3 Tesla?

Takanobu Yamashiro, RT, PhD
El Hospital de la Ciudad de Minoh es un hospital comunitario de 317 camas ubicado en la región norte de la prefectura de Osaka. Desde su apertura en 1981, nuestro hospital ha brindado atención médica centrada en el paciente, segura y de alta calidad, basada en la filosofía de nuestro hospital, contribuyendo a la atención médica comunitaria. En abril de 2024, nuestro hospital reemplazó nuestro sistema de resonancia magnética 3T existente fabricado por otro proveedor con el Vantage Galan 3T / Supreme Edition fabricado por Canon Medical Systems Corporation. En este estudio de caso, resumimos nuestra experiencia como usuario del Vantage Galan 3T / Supreme Edition, complementada con las imágenes de resonancia magnética clínica presentadas.

¿Por qué Vantage Galan 3T / Supreme Edition?

Hay tres razones principales por las que nos decidimos por el Vantage Galan 3T / Supreme Edition entre varios candidatos:
La primera es que emplea un imán 3T de alta calidad con una homogeneidad superior del campo magnético estático (B0) (0,05 ppm en un DSV de 30 cm), que es un nuevo desarrollo de Canon Medical Systems Corporation. Esperábamos que el sistema 3T que emplea el nuevo imán permitiera obtener imágenes con un campo de visión (FOV) más amplio (hasta 55×55×50 cm3), una supresión de grasa más homogénea y una adquisición de imágenes ponderadas por difusión con reducción de la distorsión, en comparación con el sistema 3T anterior (Figura 1).
La segunda razón es que el sistema 3T incorpora dos tipos de tecnologías de reconstrucción basadas en aprendizaje profundo (DLR): una es el motor inteligente Clear-IQ avanzado (AiCE) para la reducción de ruido1, y la otra es el motor Precise IQ (PIQE) para la súper resolución2. En particular, PIQE permite generar imágenes de alta resolución y alta relación señal-ruido (SNR) a partir de imágenes de baja resolución y SNR a través de dos redes neuronales convolucionales profundas (DCNN) no solo para la eliminación de ruido sino también para el sobremuestreo (Figura 2). PIQE podría ser un enfoque innovador para acelerar la adquisición o mejorar la calidad de la imagen en comparación con las técnicas convencionales, ya que permite un ajuste más flexible del número de pasos de codificación de fase que contribuyen al tiempo de adquisición y la calidad de la imagen. Además, dado que PIQE permite la reconstrucción retrospectiva de imágenes adquiridas previamente, parecía fácil de usar poder optimizar de manera eficiente la calidad de la imagen, ajustando el nivel de eliminación de ruido después de la adquisición.
La tercera razón es que el sistema 3T utiliza el MR Theater, que permite a los pacientes ver videos de realidad virtual proyectados en la pantalla en forma de cúpula dentro del orificio durante los exámenes de MRI. Con el MR Theater, nos preguntamos si los pacientes claustrofóbicos o pediátricos podrían someterse a los exámenes de MRI sin ansiedad. Por estas razones, nuestros tomadores de decisiones concluyeron que el sistema 3T era el más adecuado para la filosofía de nuestro hospital.

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Figura 1: Expectativas para el imán de alta calidad con la homogeneidad superior del campo magnético estático
(A) Imagen ponderada en T2 (izquierda) e imagen STIR (derecha) del abdomen en el plano coronal con FASE 2D. (B) Imagen ponderada en T2 con supresión de grasa con SPAIR de la columna cervical en el plano sagital (izquierda) y del hombro en el plano coronal (derecha) con FSE 2D. (C) Imagen ponderada por difusión con SPAIR de la mama en el plano axial (izquierda) y de la columna cervical en el plano sagital (derecha) con SE-EPI.
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Figur2 2: Efecto de Precise IQ Engine (PIQE) en imágenes con campo de visión pequeño
(A) Imagen ponderada en T2* de los dedos en el plano coronal sin PIQE (izquierda) y con PIQE (derecha). (B) Imagen ponderada en T2 con supresión de grasa y SPAIR de los dedos en el plano coronal sin PIQE (izquierda) y con PIQE (derecha). Las flechas blancas en (A) y (B) indican lesiones.

“Como era de esperar, recibimos beneficios del imán de alta calidad del Vantage Galan 3T / Supreme Edition, especialmente en imágenes con supresión de grasa”.

Takanobu Yamashiro, RT, PhD
Tecnólogo radiológico jefe adjunto
Departamento de Radiología
Hospital de la ciudad de Minoh, Osaka, Japón

Los efectos de la homogeneidad B0 superior del imán en las imágenes de RM clínicas

La homogeneidad B0 del imán de resonancia magnética está directamente relacionada con la calidad de la imagen.
Como era de esperar, recibimos beneficios del imán de alta calidad en el Vantage Galan 3T / Supreme Edition, especialmente en imágenes con supresión de grasa.
En general, con técnicas de saturación de grasa basadas en CHESS o SPAIR, es poco probable que la supresión de grasa sea homogénea y robusta, especialmente en las regiones de forma compleja que contienen mucho aire (p. ej., cuello, pecho, pelvis)3, y en las regiones descentradas (p. ej., hombro).
La Figura 3 muestra las imágenes de RM en un caso de cáncer de mama recurrente, que se adquirieron el primer día de exámenes de RM.
La supresión de grasa en las imágenes ponderadas en T2 con SPAIR parecía ser homogénea y lo suficientemente eficaz como para observar la lesión. En este caso, la forma de la mama era anatómicamente asimétrica, porque la paciente se había sometido a una mastectomía segmentaria por cáncer de mama izquierda.
En los sistemas de resonancia magnética convencionales, a menudo teníamos problemas con la falta de homogeneidad de la supresión de grasa, especialmente en las mamas de forma asimétrica, donde es difícil separar los picos espectrales entre la grasa y el agua debido a la falta de homogeneidad de B0. Sin embargo, en el Vantage Galan 3T / Supreme Edition, podemos adquirir imágenes con supresión de grasa más homogéneas y efectivas, como se muestra en la Figura 3.
Por lo tanto, estamos seguros de que la supresión de grasa homogénea se puede atribuir a la homogeneidad superior de B0 de su imán y al calce activo preciso para separar los picos espectrales.
Además, existen varias técnicas robustas de supresión de grasa, incluidas las técnicas de Dixon en el sistema 3T, en las que Enhanced Fat Free es la más útil en la resonancia magnética de mama con contraste dinámico, porque es una técnica única con un pulso CHESS dual para reducir la falta de homogeneidad de la supresión de grasa4.
Hemos observado que el punto más fuerte de este sistema 3T es la supresión robusta de grasa debido a la homogeneidad superior de B0 y a las muchas opciones para la supresión.
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Figura 3: Imágenes homogéneas con supresión de grasa con técnicas robustas de supresión de grasa en la RM de mama
(A) Imágenes ponderadas en T2 con supresión de grasa y SPAIR de la mama en el plano axial. (B) Imágenes de RM con contraste dinámico y supresión de grasa y Enhanced Fat Free de la mama en el plano axial. (C) Imágenes ponderadas por difusión con SPAIR de la mama en el plano axial. Las flechas blancas en las imágenes superiores indican la región sometida a una mastectomía segmentaria. Las flechas azules en las imágenes inferiores indican la lesión del cáncer de mama recurrente.

El nuevo enfoque de imágenes de alta aceleración revolucionado por PIQE

Uno de los mayores problemas en los exámenes de resonancia magnética es el largo tiempo de adquisición. Además, existe un equilibrio entre el tiempo de adquisición y la calidad de la imagen.
Para acelerar la adquisición de imágenes por resonancia magnética, es común utilizar algunas técnicas de aceleración, como la obtención de imágenes en paralelo y la detección comprimida, que de forma regular o aleatoria submuestrean los pasos de codificación de fase, lo que contribuye al tiempo de adquisición.
Sin embargo, dado que estas técnicas dan como resultado una degradación de la relación señal-ruido en las imágenes adquiridas, es deseable utilizarlas para los protocolos que mantienen la relación señal-ruido en un cierto nivel.
Como alternativa para acelerar la adquisición, a menudo reducimos el número de pasos de codificación de fase, lo que conduce a una disminución de la resolución en el plano. PIQE parece ser el más útil en este caso porque puede mejorar la resolución hasta una novena parte del tamaño del píxel mediante su reconstrucción. En otras palabras, PIQE permite una adquisición altamente acelerada mientras se mantiene la resolución en el plano.
Más interesante aún es que este enfoque permite, a la inversa, un aumento de la relación señal-ruido (SNR) a diferencia de las técnicas de aceleración convencionales, ya que el tamaño de píxel adquirido aumenta al reducir el número de pasos de codificación de fase. Hasta ahora, no existía un enfoque de este tipo que permitiera ajustar de forma flexible el número de pasos de codificación de fase que contribuyen al tiempo de adquisición y la calidad de la imagen. Además, no existe ningún artefacto particular de las técnicas de aceleración convencionales en este enfoque, ya que el número de pasos de codificación de fase se ajusta justo antes de la adquisición.
Por lo tanto, PIQE ha roto el molde en términos de mejorar simultáneamente el tiempo de adquisición, la resolución en el plano, la relación señal-ruido (SNR) y la generación de artefactos.

El equilibrio entre alta aceleración y alta calidad en la resonancia magnética de próstata con PIQE

En el diagnóstico del cáncer de próstata, la resonancia magnética es una de las principales modalidades para la estadificación del cáncer locorregional y la biopsia de próstata dirigida. Por lo tanto, para estandarizar la adquisición e interpretación en la resonancia magnética de próstata, se ha publicado el Sistema de datos e informes de imágenes de próstata (PI-RADS®)5.
Como se muestra en el sistema de puntuación PI-RADS v2.1, la resonancia magnética multiparamétrica (mpMRI), que combina la evaluación morfológica (es decir, imagen ponderada en T2) con la evaluación funcional (es decir, imagen ponderada por difusión e resonancia magnética con contraste dinámico), tiene un papel importante en la resonancia magnética de próstata. Se ha informado que la calidad de la imagen en la mpMRI está asociada con la calidad diagnóstica del cáncer de próstata6. Por lo tanto, es fundamental para nosotros adquirir imágenes de alta calidad en mpMRI.
Para optimizar la calidad de las imágenes de RMN es necesario equilibrar la relación señal-ruido (SNR), la resolución espacial, la resolución del contraste tisular y el tiempo de adquisición. Por ejemplo, para desenfocar y mejorar la resolución del contraste tisular en imágenes ponderadas en T2, es conveniente reducir las longitudes de los trenes de ecos (ETL) si es posible, pero eso da como resultado una ampliación del tiempo de adquisición, lo que probablemente genere artefactos de movimiento respiratorio. La Figura 4 muestra las imágenes clínicas en la RMN de próstata.
Las imágenes ponderadas en T2 de alta resolución espacial (resolución de reconstrucción: 0,2 x 0,2 x 2 mm3) se adquirieron con PIQE (Figura 4A), lo que permitió la reducción del tiempo de adquisición en aproximadamente dos minutos al tiempo que aumentaba la relación señal-ruido (SNR), porque se podía reducir el número de pasos de codificación de fase en lugar de aumentar las ETL. Además, aumentar la relación señal-ruido amplía las opciones para cambiar otros parámetros de imagen, como el ancho de banda del receptor, para reducir los artefactos de movimiento respiratorio en la RMN pélvica.
De este modo, PIQE ofrece imágenes ponderadas en T2 de calidad excepcional en mpMRI con una resolución espacial mayor que la recomendada por PI-RADS y con un tiempo de adquisición más corto que antes.
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Figura 4: Imagen por resonancia magnética multiparamétrica que combina la evaluación morfológica con la evaluación funcional en la resonancia magnética de próstata
(A) Imagen ponderada en T2 de 2 mm de la próstata en el plano axial con PIQE. (B) Imagen ponderada por difusión con un valor b de 1400 s/mm2 de la próstata en el plano axial. (C) Imagen por resonancia magnética con contraste dinámico y supresión de grasa con Enhanced Fat Free de la próstata en el plano axial. Las flechas blancas en (A)-(C) indican las lesiones de cáncer de próstata.

Experiencias inmersivas dentro del túnel para distraer la atención del paciente

Nuestro hospital se ha propuesto ofrecer un entorno agradable para los pacientes que se someten a exámenes de resonancia magnética.
El teatro de resonancia magnética, que ofrece vídeos de realidad virtual dentro del orificio para distraer la atención del paciente durante la exploración, ha desempeñado un papel fundamental en ese sentido. Además, permite reproducir cualquier contenido de vídeo que les guste a los pacientes, lo que calma su ansiedad. De hecho, hubo algunos casos en los que algunos pacientes con claustrofobia pudieron someterse a un examen de resonancia magnética distrayendo su atención, aunque nunca antes habían podido hacerlo.
En el futuro, nos preguntamos si el teatro de resonancia magnética permitirá realizar exámenes de resonancia magnética pediátricos sin sedación, que se asocia con efectos secundarios como la depresión respiratoria. Para realizar exámenes de resonancia magnética pediátricos sin sedación, nos gustaría estudiar qué tipo de contenido de vídeo calmará a los pacientes pediátricos durante la exploración, utilizando contenido original creado por nuestro hospital.
En el estudio de caso hemos resumido nuestra experiencia como usuario del Vantage Galan 3T / Supreme Edition. En particular, su imán de alta calidad, las tecnologías DLR y el sistema MR Theater marcan una diferencia significativa en nuestros exámenes de resonancia magnética, lo que no sucedería con otros sistemas de resonancia magnética. Sin embargo, este estudio de caso refleja solo una parte de nuestras experiencias de unos pocos meses desde el reemplazo por el Vantage Galan 3T / Supreme Edition. Aún tenemos algunos desafíos que resolver con el sistema 3T, para el cual tenemos grandes expectativas.
En el futuro, seguiremos encontrando valores clínicos únicos en el Vantage Galan 3T / Supreme Edition, utilizando también otras aplicaciones como Zoom DWI, junto con el sólido servicio de seguimiento de Canon Medical Systems Corporation. //
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Figura 5: La sala de resonancia magnética ofrece un entorno agradable para el paciente dentro del orificio
Durante los exámenes de resonancia magnética, la sala de resonancia magnética distrae la atención del paciente dentro del orificio. Además de la sala de resonancia magnética, el exterior del escáner está decorado con hojas de arce japonés para calmar la ansiedad del paciente.
Referencias
  1. KIDOH, Shinoda, et al. Reducción de ruido basada en aprendizaje profundo para imágenes de resonancia magnética cerebral: pruebas en fantasmas y voluntarios sanos. Magnetic Resonance in Medical Sciences, 2020, 19(3): 195-206.
  2. MATSUO, Kensei, et al. Estudio de viabilidad de la reconstrucción basada en aprendizaje profundo de súper resolución utilizando datos del espacio k en imágenes ponderadas por difusión cerebral. Neuroradiology, 2023, 65.11: 1619-1629.
  3. DEL GRANDE, Filippo, et al. Técnicas de supresión de grasa para imágenes de resonancia magnética de 3 T del sistema musculoesquelético. Radiographics, 2014, 34.1: 217-233.
  4. MIYAZAKI, Wheaton, et al. Técnica de supresión de grasa mejorada para imágenes de mama. Journal of Magnetic Resonance Imaging, 2013, 38:981-986.
  5. TURKBEY, Baris, et al. Sistema de informes y datos de imágenes de próstata versión 2.1: actualización de 2019 del sistema de informes y datos de imágenes de próstata versión 2. European Urology, 2019, 76.3: 340-351.
  6. GIGANTI, Allen, et al. Calidad de las imágenes de próstata (PI-QUAL): un nuevo sistema de puntuación de control de calidad para imágenes de resonancia magnética multiparamétricas de la próstata del ensayo PRECISION. European Urology Oncology, 2020, 3:615-619

Descargo de responsabilidad
Los resultados clínicos, el rendimiento y las opiniones descritas en este documento son la experiencia de los proveedores de atención médica. Los resultados pueden variar debido al entorno clínico, la presentación del paciente y otros factores. Muchos factores podrían hacer que los resultados y el rendimiento reales del producto de Canon sean materialmente diferentes de los mencionados anteriormente. La tecnología de IA se entrenó durante la fase de desarrollo. Cuando se implementó en el producto, la función de IA ya no aprende por sí sola.
Minoh City Hospital decoró de forma independiente el exterior del escáner. Las decoraciones exteriores no forman parte de la oferta de productos de Canon.
PI-RADS es una marca registrada del Colegio Americano de Radiología.

Takanobu Yamashiro, RT, PhD
Tecnólogo radiológico jefe adjunto
Departamento de Radiología
Hospital de la ciudad de Minoh, Osaka, Japón
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