소아 신경외과 환자의 신속한 염기서열 MRI에 대한 임상적 적응증과 시행의 한계 및 장벽

여기에서는 척추, 외상성 뇌손상(TBI) 및 수두증으로 인한 소아 환자를 위한 RS-MRI(Rapid Sequence Magnetic Resonance Imaging)의 사용을 늘리는 동시에 보편적인 구현의 한계와 장벽을 문서화하기 위한 프로토콜을 제시합니다.

빠르고 빠른 자기공명영상(MRI) 프로토콜은 전리 방사선 및 진정을 줄이는 좋은 방법이기 때문에 소아 신경외과 환자에게 점점 더 인기를 얻고 있습니다. 인기가 높아지고 있지만 임상적으로 사용하기 위해 전환할 때 비용, 인력 교육 및 모션 아티팩트와 같은 극복해야 할 장애물이 있습니다. 이 논문을 통해 우리는 신속한 MRI가 진단 정밀 검사에서 대체 또는 보조제가 될 수 있는 임상 응용 분야를 위한 프로토콜을 개발했습니다. 또한, 척추, TBI 및 수두증 병리학에 대한 RS-MRI 사용에 대한 관련 문헌을 개괄하는 동시에 사용으로 전환할 때 제한 사항과 물류 장벽을 확장하며, 그 중 일부는 위에서 논의되었습니다. 이를 통해 RS-MRI는 명관증 및 수두증과 같은 척추 병리학에 진단적으로 사용될 수 있다는 결론을 내렸습니다. 또한, TBI 소견에 대한 민감도가 부족하기 때문에 RS-MRI(Rapid Sequence Magnetic Resonance Imaging)는 외상성 뇌 손상(TBI) 병리학에 대한 다른 고급 영상 또는 컴퓨터 단층 촬영(CT)과 함께 강력한 보조제가 됩니다.

역사적으로 컴퓨터 단층촬영(CT)은 신경병리학을 선별하고 모니터링하기 위한 많은 시나리오에서 1차 영상 연구였습니다. 소아 환자 집단에서 여러 연구는 방사선 노출을 줄이기 위해 CT 촬영을 줄여야 한다고 주장했습니다. Kessler 등은 두부 CT(HCT)의 유효 방사선 선량이 어린이에서 비례적으로 더 높으며, 단일 HCT는 0.07%의 평생 암 사망 위험을 가질 수 있다고 말합니다. 백혈병과 뇌 악성 종양은 방사선 노출 증가와 관련된 가장 흔한 병리질환이다¹.

표준 MRI는 방사선이 없더라도 소아 환자의 움직임 아티팩트를 줄이기 위해 진정제가 필요할 수 있습니다. 반복적인 진정제는 우려를 불러일으키고 발달 중인 뇌에 신경독성 영향을 미칠 수 있다¹. Flick 등은 2세 이전에 마취에 반복적으로 노출되는 것이 학습 장애의 발병으로 이어질 가능성이 더 높을 수 있음을 보여주는 대규모 코호트 연구를 수행했습니다².

CT 및 MRI 시행 시 방사선 노출 및 진정에 대한 우려로 인해 임상 환경에서 RS-MRI(Rapid Sequence MRI)의 사용이 증가하고 있습니다. 초기 RS-MRI는 수두증 평가에 사용되었습니다. 그 이후로 짧은 스캔 시간, 전리 방사선의 부재 및 위험 요인 감소에 중요한 진정으로 인해 RS-MRI에 대한 추가 적응증이 개발되었습니다. 이 체계적 검토를 통해 진단 정밀 검사에서 RS-MRI를 대체하거나 보조할 수 있는 임상 적용과 구현의 한계 및 장벽에 대해 논의하는 것을 목표로 합니다.

이 프로토콜은 노스캐롤라이나 대학의 기관 인간 연구 윤리 위원회의 지침을 따르며, 문헌 검토에 이차적으로 만들어졌으며 실제 인간 피험자를 필요로 하지 않기 때문입니다. 자원봉사자들과 촬영에 필요한 허가를 받았습니다. 본 연구에 사용된 대표적인 RS-MRI 영상은 비식별화되었다.

참고: 문헌 검토는 "빠른 MRI" 및 "빠른 뇌"와 같은 키워드를 사용하여 수행되었습니다. 총 15개의 논문을 검토했으며, 이미징 프로토콜을 검색하고 결합하여 아래 프로토콜을 만들었습니다.

1. 환자 포지셔닝

1. 환자 위치를 지정하기 전에 MRI 사용에 대한 금기 사항에 대한 철저한 검토가 완료되었는지 확인하십시오. 환자에게 RS-MRI에 대한 금기 사항에는 현재 혈관 클립, 이물질, 인공 심장 판막 및 기타 유형의 금속 장치와 같은 다양한 유형의 금속 임플란트가 포함된다고 말합니다. 금속 탐지기로 환자를 스캔하여 느슨한 금속 물체가 없는지 확인하십시오.
2. 불안이나 밀실 공포증이 있는 환자는 이러한 상태의 악화를 줄이기 위해 환자 자세에 특별한 주의가 필요할 수 있습니다. 환자에게 사용법에 대한 설명과 함께 알람 벨을 제공하십시오.
   1. 아동 생활 전문가 팀원과 상의하십시오. 환자와 함께 비디오를 검토하여 예상되는 사항에 대비하도록 요청하십시오.
3. 일부 RS-MRI 코일에는 미러가 있습니다. 환자가 MRI 스캐너 밖을 볼 수 있도록 고정하십시오. 소아 환자에서 정확한 환자 포지셔닝이 수행되고 RS-MRI 이미지를 최적화하기 위해 적절한 코일이 선택되었는지 확인합니다.
4. 두개골 영상
   1. 뇌 MRI를 촬영할 경우, 턱을 위쪽으로 기울인 상태에서 환자를 누운 자세로 뇌 코일의 중앙에 위치시킵니다³. 랜드마크, 터치 센서 또는 레이저 마킹을 사용하여 환자의 눈을 감습니다.
   2. 환자의 편안함과 안전을 위한 귀마개와 움직임과 소음을 줄이기 위한 고정 패드를 제공합니다.
5. 척추 영상 촬영
   1. 경추
      1. 후두가 뇌 코일³의 중심에 정렬된 상태에서 환자를 누운 자세로 눕힙니다. 위에 적용된 것과 동일한 환자 안전 조치를 사용하십시오.
   2. 흉추
      1. 환자를 누운 자세로 눕힙니다. 척추 코일과 척추 코일의 중심을 사용하여 흉골³과 정렬합니다.
   3. 요추
      1. 환자를 누운 자세로 위치시킵니다. 척추 코일을 사용하여 장골보다 약 5cm 높은 중앙에 정렬합니다³. 이미지를 얻기 어려운 경우 직립 MRI를 사용하십시오⁴.
6. 위안 기술
   1. RS-MRI 동안 모션 아티팩트를 줄이기 위해 편안한 기술을 사용하십시오. 먹이 주기, 포대기, 표준 구속을 포함한 위안 기술을 시도하십시오⁵.
   2. 진정 기술을 돕기 위해 보호자의 참여를 요청하십시오. 보호자를 이용할 수 없는 경우 아동 생활 전문가와 같은 경험 많은 직원을 참여시켜 진정 기술을 시도하십시오.
   3. 치료가 확대되기 전에 항상 보수적인 진정 방법을 시도하십시오. 표준 구속이 필요한 경우 제거 후 철저한 피부 검사를 수행하여 멍이 있는지 평가하십시오.
7. 진정
   1. 환자를 진정시키는 기술에도 불구하고 계속 위로할 수 없는 경우, 진정제 권장 사항 및 투여에 대해 마취과와 상담하십시오. 치료 확대에 대해 보호자의 동의를 얻습니다.

2. 척추 평가

1. 다음 RS-MRI 프로토콜 권장 사항은 척추 병리학의 일상적인 감지 및 평가를 위한 시퀀스를 캡처합니다. 1.5 Tesla(T) 또는 3T 스캐너⁶을 사용하여 이러한 시퀀스를 수행합니다.
   1. 매트릭스 크기, 시야(FoV), 반복 시간(TR) 및 에코 시간(TE)과 같은 대표 매개변수를 검토합니다. 기관 매개변수 또는 아래 나열된 매개변수를 따르십시오.
2. 전체 척추 시리즈 시야를 단일 또는 분리(경추-상부 흉부, 하부 흉추-요추/천골)로 조정합니다. 환자의 신체 습관에 따라 조정을 계산합니다.
3. Syrinx 평가
   1. NUMARIS/4 소프트웨어를 사용하여 왼쪽 상단 모서리에 있는 환자 탭을 선택합니다. 드롭다운 메뉴에서 Patient Browser(환자 브라우저)를 선택합니다.
   2. 별도의 화면에 옵션 목록이 표시됩니다. 이 목록에서 스케줄러를 선택합니다. 환자의 이름을 한 번 클릭하면 화면 아래쪽에 있는 등록 버튼이 나타납니다.
   3. 별도의 화면에 환자의 이름, 생년월일, 키 및 체중이 표시됩니다. 이러한 매개 변수를 검토하여 올바른지 확인합니다.
   4. 환자 위치 지정에서 머리 우선- 누운 자세를 선택합니다. 같은 화면의 Study(연구)에서 SYRINX/TETHERED CORD NON-SEDATION EVALUATION 프로토콜을 선택합니다.
   5. 이미징 연구를 시작할 때 로컬라이저 시퀀스가 실행 중인지 확인합니다. 이 순서에 따라 스터디의 방향이 결정됩니다. 척추 케이스에서 이 시퀀스를 2-3회 실행합니다.
   6. 다음으로, 선택한 T2 weighted half-Fourier acquisition single-shot turbo spin echo(HASTE) 축 및 시상 시퀀스를 실행합니다.
      1. 여기에 나열된 이미징 프로토콜을 따르십시오: 슬라이스 두께 3.0 mm, FoV 240 mm, TE 82 ms, TR 1500 ms.
   7. 공부가 끝나면 2.3.1단계를 반복합니다. 별도의 화면 표시에서 로컬 데이터베이스를 선택합니다.
   8. 환자의 이름을 선택하고 연구를 완료합니다. 왼쪽 상단 모서리에 있는 전송을 클릭한 다음 PACS로 전송을 클릭합니다.
   9. 지원팀에 연구가 종료되었음을 알리고 환자를 MRI 스캐너실 밖으로 이송합니다. 환자가 안전하게 퇴원하면 환자를 보호자와 재회시킵니다.
4. 다른 척추 병리학
   1. 탯줄 병리학의 임상적 징후 또는 의심이 있는 경우 T2 Short-Ti Inversion Recovery(STIR) 서열을 추가합니다. 2.3.1단계를 반복하여 위의 프로토콜에 이 시퀀스를 포함합니다.
   2. ______- SPINE WO 시퀀스를 선택합니다. 이미징되는 척추 부분과 관련된 시퀀스를 선택합니다(즉, C-SPINE WO).
   3. 오른쪽 열에 채워지는 추가 염기서열 목록에서 STIR 염기서열을 선택합니다. 슬릭 두께 3.0mm, FoV 280mm, TE 58.0ms, TR 4000ms의 프로토콜 매개변수를 따르십시오.
      1. 참고로, STIR은 지방 조직을 무효화하여 조직 구별에 도움이 됩니다. STIR은 HASTE보다 탯줄 병리학에 대한 민감도가 더 우수하여 CSF 및 탯줄 분화에 더 유용합니다.
   4. 2.3.7-2.3.8 단계를 반복하여 방사선 전문의가 해석할 수 있도록 추가 이미지를 전송합니다.

3. 외상성 뇌손상 평가

1. 1.5T 또는 3T 스캐너를 사용하여 권장 프로토콜을 수행합니다. 표 1에 있는 목록에서 스캐너를 선택합니다.
2. 외상성 뇌 손상(TBI) 시퀀스에 축방향 유체 감쇠 반전 복구(FLAIR), 축 기울기 에코 시퀀스(GRE), 축 확산 가중 이미징(DWI)-싱글샷 터보 스핀 에코, 축 및 코로나 HASTE가 포함되지만 이에 국한되지 않는지 확인합니다.
3. TE, TR, 행렬 크기 및 시야에 미미한 변동이 존재할 수 있습니다. 기관 이미징 프로토콜 또는 아래 나열된 매개변수를 따릅니다.
   1. 참고: T2 GRE 및 T2 HASTE 염기서열은 외상성 병리를 식별할 가능성이 가장 높습니다.
4. 출혈
   1. 2.3.1-2.3.3 단계에 따라 연구를 수행할 환자를 선택합니다. 환자 자세를 Head First Supine으로 선택한 후 Study(연구)에서 NEURO BRAIN을 선택합니다.
   2. 추가 프로토콜 목록이 채워지고 해당 목록에서 PEDS TRAUMA를 선택합니다. 이 목록을 검토하여 3.2단계에서 위에 나열된 시퀀스가 포함되어 있는지 확인합니다.
   3. 출혈이 의심되는 경우 방사선 전문의가 GRE 이미지를 해석하도록 합니다. 최상의 GRE 이미징 품질을 위해 슬라이스 두께 4.0mm, FoV 230mm, TE 2.46ms, TR 240ms 매개변수를 사용하십시오.
      참고: 이 염기서열은 CT 영상과 비교할 때 축외 출혈 감지가 증가한 것으로 유명합니다.
   4. 2.3.7-2.3.8 단계를 반복하여 방사선 전문의가 해석할 수 있도록 추가 이미지를 전송합니다.
5. 미만성 축삭 손상
   1. GRE 염기서열 외에도 미만성 축삭 손상 평가에 추가 축 감수성 가중 이미지(SWI)를 추가합니다.
      참고: SWI 이미지는 감지된 출혈성 병변의 양과 수 측면에서 GRE보다 더 민감합니다.
   2. 3.4.1-3.4.2 단계를 반복합니다. 최상의 SWI 이미징 품질을 위해 슬라이스 두께 3.0mm, FoV 220mm, TE 20ms, TR 27ms 매개변수를 사용하십시오.
   3. SWI 이미징은 GRE와 비교할 때 획득 시간이 더 길어질 수 있으므로 모션 아티팩트에 의해 성능이 저하될 가능성이 더 큽니다. 모션 아티팩트를 줄이는 데 도움이 되는 위의 부드러운 기술을 검토하십시오.
6. 두개골 골절
   1. 두개골 골절이 의심되는 경우, 위의 염기서열은 민감도가 거의 없습니다. 위의 프로토콜에 흑골 MRI 염기서열을 추가합니다.
   2. Patient Browser 탭으로 돌아가서 검은색 뼈 시퀀스를 선택합니다. 이 탭에서 Neuro Brain 프로토콜을 선택합니다.
   3. 왼쪽에 표시된 추가 프로토콜 목록에서 PEDS Trauma 를 선택한 다음 Black Bone sequence를 선택합니다.
   4. 흑골 염기서열은 TE 및 TR이 더 짧고 연조직과 뼈를 구별하기 위한 최적의 플립 각도를 가진 GRE 염기서열입니다. 이러한 이미징 프로토콜 ^1,7을 선택합니다: TE 4.20ms, TR 8.60ms 및 스터디 속성 화면의 루틴 탭에서 5°의 플립 각도.
   5. 두부 CT는 그림 1에서 볼 수 있듯이 두개골 골절을 평가하기 위한 황금 표준입니다. 보호자와 위험과 이점에 대해 논의하고 가장 적절한 과정을 결정합니다. 환자가 TBI 정밀 검사에서 골격 검사를 완료한 경우 두부 CT를 시작하기 전에 두개골 방사선 사진을 검사합니다.

4. 수두증 및 션트 평가

1. 1.5 T 또는 3 T에서 프로토콜을 수행합니다. 상용 표준 하드웨어 및 소프트웨어를 사용하여 염기서열을 검토합니다.
2. 수두증 평가
   1. 2.3.1-2.3.3 단계에 따라 연구를 수행할 환자를 선택합니다. 환자 자세를 Head First Supine으로 선택한 후 Study(연구)에서 Neuro Brain(뉴로 브레인)을 선택합니다.
   2. 추가 프로토콜 목록이 채워집니다. 해당 목록에서 Rapid Sequence를 선택합니다.
   3. AAHScout라는 로컬라이저 염기서열로 연구를 시작합니다. 이 로컬라이저 시퀀스가 연구를 시작할 때 자동으로 시작되는지 확인합니다.
   4. 수두증 평가를 위해 TurboFLASH T1 가중 서열 및 HASTE T2 가중 서열을 포함합니다. TurboFLASH 시퀀스는 TE, TR 및 플립 각도가 더 짧은 수정된 GRE 시퀀스입니다.
      1. 1.5 T에서 수행된 HASTE T2의 경우 권장 파라미터⁸을 사용하십시오: 반복 시간(TR) 744ms, 에코 시간 104ms, 플립 각도 150°, 시야각 230mm, 매트릭스 256 × 156, 획득 횟수 1, 슬라이스 두께 4mm(1mm 스킵) 및 I-PAT 계수 2.
      2. 3 T에서 수행된 HASTE T2의 경우 권장 매개변수⁸을 사용하십시오: 3-Tesla: TR 358ms, 에코 시간 90ms, 플립 각도 150°, 시야각 220mm, 매트릭스 256 × 156, 획득 횟수 1, 슬라이스 두께 4mm, 스킵 1mm 및 I-PAT 계수 2.
         참고: HASTE T2 중량 이미지는 심실 평가를 위한 최상의 영상 품질을 제공합니다. 카테터를 삽입하면 TurboFLASH T1 가중치 이미지가 카테터 시각화에 더 적합합니다.
   5. TurboFLASH T1 가중 시퀀스에 대해 다음 이미징 프로토콜을 사용하십시오: 슬라이스 두께 4.0mm, FoV 230mm, TE 2.46ms, TR 240ms. 왼쪽의 Exam(검사) 탭을 보면 두 시퀀스가 모두 축, 시상, 관상동의 세 가지 평면에 있는지 확인합니다. 다평면 이미징은 단평면 이미징과 비교할 때 카테터를 더 잘 시각화합니다.
   6. 2.3.7-2.3.8 단계를 사용하여 이미지를 전송합니다.
3. 션트 평가
   1. 수두증 평가를 위해 위의 프로토콜을 따르십시오. 션트 카테터의 명확한 시각화를 얻을 때까지 이미징 순서를 반복합니다.
      참고: 권장 염기서열에 대한 요약은 아래 표 1에서 확인할 수 있습니다. 고수율 염기서열만 포함됩니다.

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