Blog

Aug 08, 2023

Eine tragbare Spulenweste könnte das Spiel in der Brust-MRT verändern

Eine neue Brustbildgebungstechnik namens „Panorama-Brust-MRT“ könnte den Einsatz der Brust-MRT-Bildgebung als Folgeuntersuchung zur Untersuchung verdächtiger Mammographiebefunde erweitern. Der Ansatz wird voraussichtlich

Eine neue Brustbildgebungstechnik namens „Panorama-Brust-MRT“ könnte den Einsatz der Brust-MRT-Bildgebung als Folgeuntersuchung zur Untersuchung verdächtiger Mammographiebefunde erweitern. Es wird erwartet, dass der Ansatz die Bildqualität verbessert, den klinischen Arbeitsablauf vereinfacht, kostengünstiger ist und die Bildinterpretation mithilfe einer Panoramavisualisierung von Brust-MR-Bildern erleichtert.

In einem Schritt zur klinischen Einführung dieser Technologie haben Forscher der Medizinischen Universität Wien einen Prototyp einer MRT-Spule entwickelt, die wie ein Sport-BH getragen werden kann. Die BraCoil, beschrieben in Investigative Radiology, ist eine westenartige Nur-Empfangs-Spulenanordnung aus flexiblen Spulenelementen für die 3-T-MRT. Das Design eignet sich für eine Vielzahl von Körperformen und Brustgrößen, deckt beide Brüste ausreichend ab und ermöglicht die Beurteilung der axillären Lymphknoten. Wichtig ist, dass die BraCoil die MRT-Bildgebung sowohl in Rückenlage (Patient liegt auf dem Rücken) als auch in Bauchlage (Patient liegt auf dem Bauch) ermöglicht.

Der einstellbare BraCoil wurde entwickelt, um den Komfort zu verbessern, die Vorbereitungs- und Aufnahmezeit zu verkürzen und das Signal-Rausch-Verhältnis (SNR) der resultierenden Bilder zu erhöhen. Die Möglichkeit, eine Bildgebung in Rückenlage durchzuführen, gewährleistet eine Übereinstimmung der Brustform mit anderen Bildgebungs- und Therapiemodalitäten. Um die Anzeigeeffizienz zu verbessern, schlägt das Team vor, die Spule zusammen mit einer Panoramarekonstruktion der Bilder zu verwenden, ähnlich der, die üblicherweise bei Panorama-Zahnröntgenaufnahmen verwendet wird.

Der Hauptforscher Elmar Laistler vom Hochfeld-MR-Zentrum der Universität und seine Kollegen stellen fest, dass ihr BraCoil-Design zusammen mit der hohen Feldstärke der 3-T-MRT zu einem hohen SNR führt. Dies liefert Bilder mit hoher Auflösung, um kleine Läsionen in der Brust besser erkennen zu können; Es hat auch Vorteile für MR-Techniken wie die diffusionsgewichtete Bildgebung (DWI).

Die BraCoil besteht aus einem 28-Kanal-Nur-Empfangs-Spulenarray mit einer Gesamtgröße von 55 x 25 cm. Das Array ist in sieben Vierkanalmodule unterteilt, die von 3D-gedruckten Schnittstellengehäusen und Textilschichten umgeben sind. Jedes Modul enthält vier kreisförmige Koaxialspulen mit einem Spalt und einem Durchmesser von 8 cm, die aus dünnem und hochflexiblem Koaxialkabel bestehen. Dieses Design wiegt weniger und ist viel einfacher zu handhaben als handelsübliche Brustspulen und erfordert keine sperrige Positionierungsunterstützung.

Laistler und Kollegen führten eine Pilotstudie durch, um die Fähigkeiten des BraCoil zu bewerten und seine Leistung mit einer speziellen 16-Kanal-Brustspule und einer halbflexiblen 18-Kanal-Mehrzweckspule zu vergleichen. Ihre spezifischen Ziele waren die Messung des SNR und der Signalhomogenität im Brustvolumen, die Beurteilung der Beschleunigungsmöglichkeiten und die Feststellung, ob die Panoramarekonstruktion die Anzahl der zu lesenden Schichten reduzieren kann. An der Studie nahmen 12 gesunde Freiwillige mit unterschiedlich großen Brüsten und eine Patientin mit Verdacht auf Brustkrebs teil.

Die Forscher fanden heraus, dass die BraCoil im Vergleich zu Standardspulen eine bis zu dreifache Verbesserung des SNR bewirkte, wobei die höchste Leistung bei Patientinnen mit kleineren Brüsten erzielt wurde. Parallele bildgebende Verfahren ermöglichten den Einsatz von Beschleunigungsfaktoren von bis zu 6 × 4. Die Panoramavisualisierung von Brustbildern in Rückenlage reduzierte die Anzahl der zu betrachtenden Schichten um den Faktor 2,1–3,7 im Vergleich zu axialen Bildern, die mit einer Standardspule in Bauchlage aufgenommen wurden.

Aufgrund der passenden Brustgeometrie zwischen Ultraschall und Panorama-Brust-MRT mit dem BraCoil konnte eine ursprünglich im Ultraschall nicht gefundene Läsion im Second-Look-Ultraschall lokalisiert werden. Dies ermöglichte die erfolgreiche Durchführung einer ultraschallgesteuerten Biopsie (eine weitaus kostengünstigere Option als die MR-gesteuerte Biopsie).

„Wir stellen uns vor, dass eine Panorama-Mamma-MRT als Nachuntersuchung bei verdächtigen Befunden einer Mammographie durchgeführt wird. Wir gehen nicht davon aus, dass es die Mammographie im Allgemeinen ersetzen wird“, sagt Laistler gegenüber Physics World. „Langfristig denke ich jedoch, dass die Panorama-Mamma-MRT das Mammographie-Screening für bestimmte Untergruppen ersetzen kann, beispielsweise für Patientinnen mit dichten Brüsten und/oder junge Patientinnen unter 45 Jahren mit mittlerem oder hohem Risiko.“

Laistler sagt, dass der Hauptgrund dafür, dass die Brust-MRT die Röntgenmammographie noch nicht ersetzt hat, ihre höhere Komplexität, die mangelnde Zugänglichkeit und die Kosten sind. „Die herkömmlichen großen und schweren Brustspulen sind für Techniker schwierig zu handhaben und liefern bei kleineren Brüsten keine qualitativ hochwertigen Bilder“, erklärt er. „Außerdem muss ein Kontrastmittel injiziert werden, um eine ausreichende Sensitivität und Spezifität zu erreichen. DWI ist die vielversprechendste Kandidatenmethode, um Krebs ohne Kontrastmittel zuverlässig zu erkennen. Aber es ist eine Technik, die hinsichtlich des SNR anspruchsvoll ist und anfällig für Bildartefakte aufgrund von Hardwarefehlern ist.“

Deep Learning verbessert die multimodale Bildgebung zur Brustkrebserkennung

„Unser Ziel bei der Entwicklung des BraCoil ist es, die Brust-MRT kostengünstiger und robuster zu machen, indem wir die Handhabung für den MTRA vereinfachen, die Einrichtungszeit verkürzen und die Bilderfassung und -interpretation beschleunigen“, sagt Laistler. „Mit zukünftigen verbesserten Aufnahme- und Rekonstruktionstechniken ist es unsere Vision, ein MRT-Brustkrebs-Screening sogar ohne Kontrastmittel zu ermöglichen.“

Die Forscher führen derzeit eine Studie mit etwa 60 Brustkrebspatientinnen durch, um die klinische Leistung der Panorama-Brust-MRT zu untersuchen. Die nächste Generation des BraCoil wird über eine zusätzliche Abdeckung der Schlüsselbeinlymphknoten und ein verbessertes Handhabungskonzept verfügen. Gemeinsam mit Mitarbeitern der Université de Lorraine wird derzeit an der Entwicklung von Techniken zur Bewegungserkennung und -korrektur geforscht, um die Panorama-MRT der Brust in Rückenlage robuster gegen Bildunschärfe aufgrund von Atembewegungen zu machen.