Vollautomatische quantitative Hochdurchsatz-MRT der Leber

Das übergeordnete Ziel dieser Arbeit ist die Entwicklung, Implementierung und Erprobung einer integrierten Kombination innovativer MRT-Lösungen auf Knopfdruck, um eine kostengünstige quantitative Bewertung chronischer Lebererkrankungen in weniger als 5 Minuten echter MRT-Raumzeit zu ermöglichen. Ziel ist es, eine zuverlässige, vollautomatische, hocheffiziente MRT-Untersuchung mit geringer Variabilität zu entwickeln.

Das Hauptziel besteht darin, eine 2D-CSE-MRT-Methode bei freier Atmung zu demonstrieren, die robust gegenüber Bewegungen und frei von Verzerrungen im Vergleich zur 3D-CSE-MRT-Referenzmethode ist.

Sekundäre Ziele sind die Optimierung der Methoden bei gesunden Probanden sowie der technische Erfolg und Durchsatz der Ein-Knopf-Push-Prüfung:

1. Wiederholbarkeit: Wir berechnen die quadrierte Differenz zwischen jedem Paar wiederholter Protonendichte-Fettfraktions- (PDFF) / R2*-Messungen und modellieren diesen Wert einschließlich der Erfassungs-/Rekonstruktionsmethode als Kovariate unter Verwendung von Generalized Estimating Equations (GEE).
2. Reproduzierbarkeit der vorgeschlagenen Methode zwischen 1,5 T und 3 T unter Verwendung des Reproduzierbarkeitskoeffizienten und des Korrelationskoeffizienten zwischen den Klassen (ICC)
3. Technischer Erfolg der Untersuchung auf Knopfdruck (Abschluss der Untersuchung, akzeptable automatische Verschreibung, wie durch Radiologenbeurteilung bestimmt, Bildqualität und Genauigkeit der automatisierten Analyse im Vergleich zur manuellen Analyse)
4. Durchschnitt und Standardabweichung der Gesamtzeit für zweitürige Suiten für die Prüfung mit einem Tastendruck

Spezifische Ziele:

Ziel 1: Entwicklung und Optimierung einer bewegungsunempfindlichen, „fehlersicheren“ CSE-MRT mit hohem SNR (Signal-Rausch-Verhältnis) bei freier Atmung zur genauen und präzisen Messung von PDFF und R2* als Biomarker für Leberfett und Eisen .

Ziel 2: Bestätigung der Genauigkeit (dh: Bias) und Präzision (dh: Wiederholbarkeit und Reproduzierbarkeit über die Feldstärke) der vorgeschlagenen CSE-MRT-Methode bei Patienten mit Leberverfettung und bei Patienten mit Leber-Eisenüberladung.

Ziel 3: Implementieren und validieren Sie ein integriertes, auf Knopfdruck erfolgendes, vollautomatisches CSE-MRT-Protokoll in < 5 Minuten MR-Raumzeit, unter Verwendung i) einer auf künstlicher Intelligenz (KI) basierenden automatisierten Bildvorgabe, ii) einer innovativen MRT „Smart Suite“. " Design und iii) automatisierte quantitative Bildanalyse und Berichterstellung.

Um diese Ziele zu erreichen, werden die Teilnehmer für 6 Teilstudien rekrutiert:

1. Teilstudie 1: Optimierung der frei atmenden 2D-CSE-Methode bei gesunden Probanden
2. Teilstudie 2: Validierung der frei atmenden 2D-CSE-Methode bei gesunden Probanden
3. Teilstudie 3: Validierung bei Patienten mit bekannter oder vermuteter Eisenüberladung oder Fettleber
4. Teilstudie 4: Bewertung der Selbstverschreibung bei gesunden Probanden
5. Teilstudie 5: Round-Robin-Evaluierung der Single-Push-Button-Prüfung bei gesunden Probanden
6. Teilstudie 6: Durchsatzbewertung bei Patienten, die für eine klinische Abdominal-MRT vorgesehen sind

Für die Teilstudien 1, 2 und 4 werden die Teilnehmer gebeten, einen Forschungsbesuch von etwa 1,5 Stunden Dauer zu absolvieren. Die Teilnehmer werden bis zu 1 Stunde lang mit einer einzigen Feldstärke gescannt. Um die Test-Retest-Reproduzierbarkeit zu beurteilen, können die Probanden gebeten werden, sich auf dem Bett des MRT-Scanners aufzusetzen oder vom Scanner herunter- und dann wieder hineinzusteigen.

In Teilstudie 3 werden die Teilnehmer gebeten, einen Forschungsbesuch von etwa 1,5 Stunden Dauer zu absolvieren. Die Teilnehmer werden bis zu 1 Stunde lang auf einem 1,5-T-System gescannt. Um die Reproduzierbarkeit über die Feldstärke der CSE-MRT zur Messung von Lebereisen und -fett zu demonstrieren, werden 10 Teilnehmer mit Leberfett und 10 Teilnehmer mit Lebereisen ein zweites Mal am selben Tag bei 3T gescannt. Für diese 20 Teilnehmer beträgt die Gesamtscanzeit weniger als 2 Stunden und der Studienbesuch wird ungefähr 3 Stunden dauern.

In Teilstudie 5 dauert der Studienbesuch ca. 3,5 Stunden. Die Teilnehmer nehmen in 10er-Gruppen teil. Nach Zustimmung, MRT-Screening und anthropometrischen Messungen bilden die Teilnehmer eine Warteschlange und werden nacheinander gescannt. Nach dem Scannen wird jeder Teilnehmer wieder an das Ende der Warteschlange gestellt. Jeder Teilnehmer wird 3 Mal gescannt. Jede einzelne Scansitzung dauert ungefähr 5 Minuten, und die Gesamtscanzeit jedes Teilnehmers beträgt weniger als 20 Minuten.

Jeder Teilnehmer an Teilstudie 5 wird mit einem Smart Suite RFID (Radio Frequency Identification) oder Bluetooth-Armbandsystem ausgestattet, um die MRT-Suite-Zeit für jeden Teilnehmer zu verfolgen und zu scannen. Die Armbänder werden auch bei klinischen Bildgebungsbesuchen verwendet, um den Arbeitsablauf des Patienten zu verfolgen. Das Armband wird verwendet, um zu verfolgen, wann die Teilnehmer die MRT-Suite betreten und verlassen. Die relativen Zeitangaben zum Ausgangswert werden automatisch aufgezeichnet, in das Studien-RedCap eingegeben und über die Studien-ID des Teilnehmers mit anderen Studiendaten verknüpft.

Für Teilstudie 6 werden die Teilnehmer vor ihrer klinischen Untersuchung mit dem Ein-Knopf-Druck-Protokoll gescannt. Die Forschungsscanzeit beträgt weniger als 10 Minuten und der gesamte Forschungsbesuch dauert ungefähr 20 Minuten. Jeder Teilnehmer an dieser Teilstudie wird außerdem mit einem Smart Suite RFID- oder Bluetooth-Armbandsystem ausgestattet, um die MRT-Suite-Zeit für jeden Teilnehmer zu verfolgen und zu scannen, wie für Teilstudie 5 beschrieben.