Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/10400.26/18224
Title: MRI (1.5 and 3 Tesla) sequence optimization for use in Orthopaedics
Other Titles: Optimização de sequências de Imagem por Ressonância Magnética (1,5 e 3 Tesla) para uso em Ortopedia
Author: Pereira, Cláudio
Advisor: Alves, Francisco
Partington, Karen
Keywords: Imagem por Ressonância Magnética
Magnetic Resonance Imaging
Optimização de Sequências
Sequence Optimization
Ortopedia
Orthopaedics
Imagem Músculo-esquelética
Musculoskeletal Imaging
1,5 Tesla
Image Quality
3 Tesla
MRI Parameters
Qualidade de Imagem
Parâmetros de RMI
1,5T
3T
Defense Date: 18-Dec-2016
Abstract: Contexto: Existe, actualmente, uma incessante necessidade por exames imagiológicos melhores e mais rápidos no campo da Ressonância Magnética Imagiológica (RMI) clinica. Isto é particularmente verdade em RMI músculo-esquelética (MSK), na qual longas listas de espera são um problema constante. Para além disto, fundos para adquirir ou actualizar equipamentos imagiológicos encontram-se totalmente ou parcialmente cortados, devido à difícil situação financeira na qual a maioria dos Sistemas de Saúde se encontra. Este projecto pretende avaliar se e até que ponto a Optimização de Sequências de RMI pode ser uma resposta ao desafio de melhorar a qualidade de imagem (QI) e reduzir o Tempo de Aquisição (TA) sem recurso a investimento financeiro. Metodologia: Foram criadas Sequências Optimizadas (SO), para scanners de 1,5 e 3 Tesla, que se focaram em obter a melhor relação QI/TA. As SO foram desenvolvidas pegando em sequências RMI genéricas, já disponibilizadas pelos fabricantes nos scanners, e depois manipulando os seus parâmetros RMI através de um processo iterativo, em conjunção com várias antenas RMI receptoras e fantomas de RMI biológicos e não biológicos. Após a melhor relação QI/TA ter sido estabelecida, para cada sequência, estas foram usadas para criar réplicas dos protocolos padrão do Departamento de RMI. A diferença em TA entre os protocolos velhos e os novos foi calculada para medir a redução de TA obtida. A mudança em QI foi avaliada através análise visual retrospectiva efectuada por avaliadores cegos, os quais tinham extensa experiência em RMI MSK. As respostas dos avaliadores foram registadas através de um questionário padrão que se focou na QI geral e em aspectos técnicos específicos (exemplo: Resolução Espacial, Contraste, Artefactos, etc.) Resultados: A redução média no TA foi de 6 minutos e 48 segundos por exame. Esta redução intensificou-se em protocolos com um maior número de sequências. T1 foi a ponderação que demonstrou maior redução do TA. No geral os avaliadores consideraram que as imagens obtidas com SO tinham melhor ou muito melhor QI que as imagens obtidas com sequências não optimizadas. Esta tendência esteve também presente para todos os aspectos técnicos de QI avaliados (p <0.05), exceptuando: Relação Sinal-Ruído e Artefactos. T1 foi a ponderação na qual houve maior melhoria da QI. Foi notado que as SO produziam mais barulho e maior Taxa de Absorção Especifica que as sequências não optimizadas, embora os níveis de segurança tenham sido respeitados. Conclusões: A Optimização de Sequências é um método útil para melhorar a QI e reduzir o TA, que não precisa de investimento monetário significativo. Naturalmente tem os seus limites mas, caso seja empregue correctamente por técnicos entendidos em RMI, é uma ferramenta versátil que pode fazer a diferença na qualidade de imagem e na carga de trabalho expedida pelo scanner.
Background: There is currently a nonstop necessity for faster and improved imaging, in the field of clinical Magnetic Resonance Imaging (MRI). This is particularly true in Musculoskeletal (MSK) MRI, were long waiting lists are a constant problem. In addition, funds to acquire or upgrade imaging equipment have been fully or partially cut, due to the difficult financial situation that most Healthcare Systems find themselves in. The project developed aims to evaluate if and to what extent MRI Sequence Optimization can be an answer to the challenge of improving Image Quality (IQ) and decreasing scan time duration without financial investment. Methodology: Optimized Sequences (OS) were created, for both 1.5 and 3 Tesla MRI scanners, which focused on providing the best Image Quality (IQ)/Time of Acquisition (TA) relationship. OS were developed by taking generic MRI sequences, already available in the scanners by the manufacturer, and then manipulating their MRI parameters using an iterative process in conjunction with several receiving Coils, and both non-biological and biological MRI phantoms. After the best IQ/TA relation was establish, for each sequence, they were used to create replicas of the MRI Department’s standard MRI protocols. The difference in TA between the old and new MRI protocols was calculated to measure the reduction in TA obtained. IQ change was assessed through retrospective visual analysis by several blinded assessors, which had extensive experience in MSK MRI. The assessor’s answers were recorded using a standard questionnaire that focused on overall IQ and also on specific technical aspects (e.g. Spatial Resolution, Contrast, Artefacts, etc.) Results: The average reduction in TA measured was 6 minutes & 48 seconds per examination. TA reduction was more marked for protocols with a higher number of sequences. T1 was the weight type that showed a more marked TA reduction. Overall the assessors deemed that images produced from OS had either better or significantly better IQ than images produced with non-OS sequences. This trend was also present for all IQ’s technical aspect assessed (p<0.05), with exception on Signal-to-Noise Ratio and Artefacts. T1 was considered the weight type were the most IQ improvement was observed. It was also noted that OS sequences produced higher audio noise and Specific Absorption Rate compared to non-OS, but that the safety levels were respected. Conclusion: Sequence Optimization is indeed a useful method to improve IQ and reduce TA, without requiring any significant monetary investment. Obviously it has its limits but, if employed correctly by MRI knowledgeable technicians, it is a versatile tool that can make a significant improvement in scanner workload output and image quality.
URI: http://hdl.handle.net/10400.26/18224
Designation: Mestrado em Ciências Nucleares Aplicadas na Saúde
Appears in Collections:IPC-ESTeSC - Dissertações de mestrado



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