Magnetisk resonanstomografi av intrakraniell vaskulopati (VWI)

Magnetisk resonanstomografi (MRT) är en icke-invasiv diagnostisk teknik som gör det möjligt för utredare att bokstavligen "se inuti" kroppen utan kirurgi eller joniserande strålning (d.v.s. röntgenstrålar). MRT-skannern använder ett magnetfält och radiovågor för att producera en bild av den mänskliga anatomin. Magnetisk resonansavbildningsteknik utvecklas och optimeras ständigt för att öka inhämtningshastigheten och utöka informationsinnehållet i de resulterande bilderna och spektra. Sådana utvecklingar är vanligtvis möjliga av framsteg inom maskinvara och datorprogramvara. Förbättrade programvarualternativ för MR-systemet kräver utvärdering för att avgöra hur de bäst kan tillämpas på forskningsstudier som använder utrustningen. MR-programvara utvärderas initialt med hjälp av livlösa testfantomer. Försök som involverar människor är ett nödvändigt steg i utvecklingen av ny MR-mjukvara eftersom testfantomer ofta är otillräckliga för att simulera verkliga förhållanden. Testfantomer kan till exempel inte användas för att visualisera subtila förändringar i vävnadskontrasten eller utvärdera effekterna av frivilliga patientrörelser, andning eller blodflöde. Därför är begränsade tester på människor nödvändiga för att utvärdera och optimera MR-programvarans prestanda. Detta kommer att innebära att parametrarna för MR-pulssekvensen varieras och att specifika bildkvalitetsmått som vävnadskontrast, bildartefaktnivåer och signal-brusförhållande ska bedömas. Undersökningsprogramvara kan innefatta pulssekvenser och rekonstruktionsprogramvara. Pulssekvenser är mjukvarumoduler som styr tidpunkten för strömmen genom bildapparatens olika spolar. Efter mottagning och digitalisering av radiofrekvenssignalen skapar rekonstruktionsprogram digitala bilder som visas på en videomonitor. Denna programvara följer FDA:s definition av icke-signifikant risk.

Syftet med denna studie är att optimera MR-avbildning och MR-angiografisekvenser och bildrekonstruktion för 3T magnetisk resonanstomografi för patienter med eller med misstänkt CNS-vaskulit.

Femtio (50) vuxna försökspersoner med eller med misstänkt intrakraniell vaskulopati kommer att registreras. Dessa patienter kommer att rekryteras av subspecialitetsläkare.

Behörighet kommer att avgöras genom en screeningintervju. Den behandlande läkaren kommer endast att introducera studien för den potentiella försökspersonen och kommer inte att försöka få något samtycke från dem för att undvika eventuellt tvång. Den behandlande läkaren kommer också att försöka få sitt godkännande för att bli kontaktad per telefon för att diskutera studien mer i detalj.

En forskare kommer senare att ringa upp de potentiella försökspersonerna och förklara vad studien handlar om. Ett IRB-godkänt telefonmanus kommer att användas i det fall att en icke-läkare ringer telefonsamtalet.

De flesta försökspersoner förväntas rekryteras från klinikerna. Och som beskrivits ovan kommer dessa behandlande läkare från klinikerna endast att introducera studien och få försökspersonernas godkännande att kontaktas per telefon för mer detaljerad diskussion. Inga ämnen kommer att kallas om förhandsgodkännande eller intresse inte erhållits.

Eftersom detta är en studie av de faktiska MRI-bilderna och spektra som produceras, och inte av den intrakraniella patologin hos försökspersonerna, är det ibland optimalt att skanna samma motiv mer än en gång för direkt bildjämförelse. Detta möjliggör den bästa jämförelsen av bilden och eliminerar variationen mellan motiven. Därför kommer utredarna att fråga försökspersonerna om de vill återvända för ytterligare en MRT-session. De har ingen skyldighet att återvända eller skannas en andra gång, utan kommer att erbjudas valet. Om utredarna skannar samma ämne en andra gång kommer utredarna att få nytt samtycke för den andra skanningssessionen. Även om denna studie anses vara låg risk, kommer vuxna försökspersoner att begränsas till två MRI-skanningar totalt för denna studie.

MR-avbildning - MR-bilder kommer att inhämtas med hjälp av de tre Tesla-skannrarna. Före skanning kommer försökspersonerna att bli ombedda att ta bort metall (inklusive smycken, etc.) från sina kläder och person. Försökspersoner kommer att bära öronproppar som hörselskydd under skanning. Försökspersonerna kommer att ligga stilla i skannern med huvudet bekvämt placerat på en kudde under hela studien. Försökspersonerna kommer att vara i kommunikation med utredarna via tvåvägsintercom hela tiden under bildstudien. Försökspersonerna kommer att uppmuntras att omedelbart kommunicera eventuella känslor av obehag till utredaren. Med jämna mellanrum under MRT-undersökningen kommer utredarna att bekräfta att försökspersonen är bekväm och vill fortsätta. Hela bildbehandlingssessionen tar 1-2 timmar. Flera anatomiska eller funktionella bildsekvenser kommer att köras för att bedöma specifika bildkvalitetsmått.

Samma anatomiska skanningar kommer att upprepas genom att variera ett begränsat intervall av pulssekvensparametrar för att bedöma deras effekt på bildkontrasten, bildartefakter och signal-brusförhållandet. Parametrar som kommer att varieras kan inkludera repetitionstiden för MR-insamlingen (TR), ekotiden för inhämtningen (TE), närvaron av inversionspulser för förförvärv, tidsintervallet mellan inversionspulsen för förförvärvet och exciteringen puls, den rumsliga profilen för den radiofrekvensexciteringspulsen, den spektrala profilen för den före-exciterade fettmättnadspulsen, tidpunkten för när den rumsliga kodningen inträffar inom sekvensens upprepningstid, signaldigitalisatorns bandbredd, amplituden för utläsningskodningsgradient, formen på utläsningsgradientvågformen, varaktigheten och amplituden för diffusionsviktningsgradienterna, den rumsliga upplösningen för MR-bilderna, antalet spin-ekon som förvärvats per excitation och spetsvinkeln för RF-exciteringen. Ovanstående parametrar kommer också att utvärderas i pulssekvenser, som förvärvar parametrar som används vid rekonstruktionen av MR-bilderna. Omfånget av dessa parametrar kommer att hållas inom FDA:s icke-signifikanta riskkriterier som säkerställs av mjukvaru- och hårdvaruförreglingarna som har införts av skannertillverkaren. Anatomisk bildsekvens kan upprepas med olika MR-spolekonfigurationer för att jämföra prestandan hos dessa spolar. Dessa spolar kommer att inkludera volymhuvudspolar, sändar- och mottagarytspolar och fasade arrayspolar för endast mottagning.

Bildutvärdering - Bilder kommer att utvärderas för att bestämma effekten av pulssekvensparametrar och/eller hårdvarukonfiguration på bildkontrast/brusförhållande, signal/brusförhållande och specifika bildartefakter såsom Nyquist-spöknivån. Bilderna som erhållits med olika pulssekvensparametrar eller MR-hårdvarukonfigurationer kommer att jämföras. Jämförelse av MR-bilderna innebär att man jämför resultatet av specifika bildkvalitetsmått som signal-brusförhållande (SNR) och kontrast till brusförhållande (CNR) samt nivån på bildartefakter såsom Nyquist Ghost-nivåer. Mätningen av flera av dessa storheter har standardiserats av National Electronics Manufacturers Association (NEMA). NEMA-standarderna har antagits av FDA som standarder för användning under utvärderingen av premarket-inlämningar för medicintekniska produkter (se "FDA Modernization Act of 1997: Guidance for the Recognition and Use of Consensus Standards; Availability", Federal Register Vol. 63 nr 37 sid 9561). Utredarna kommer att använda dessa standardmått där så är lämpligt.

I de fall en standardmätning inte är tillgänglig eller lämplig kommer utredarna att använda standardmetoder som används i fält. Till exempel kommer mätningen av Nyquist Ghost-nivåer att innebära att man mäter den genomsnittliga bildintensiteten i ett område av intresse som innehåller spökartefakten men inte bilden och uttrycker det som en procent av medelobjektets intensitet över en stor region av intresse (ROI) i objektet.

Mätningen av kontrast-brusförhållandet kommer att jämföra bildintensitetsskillnaden som bestäms från intressanta regioner ritade i de två typerna av vävnadsregioner av intresse (t.ex. grå substans och vit substans) med medelvärdet av bruset i storleksbilden korrigerad för bildens storlek med hjälp av korrigeringsfaktorn som beskrivs i NEMA Signal-to-Noise Ratio mätstandard. Även om det finns en viss subjektivitet i dessa mätningar som uppstår när forskaren placerar ROIs, upplevs det inte vara tillräckligt subjektivt i de flesta MR-forskares ögon för att kräva en blind studie. Därför kommer resultaten av mätningarna att jämföras av studiens utredare på ett oförblindat sätt.

I denna studie kommer utredarna att variera en MR-bildinsamlingsparameter och plotta värdet på ett MR-mått (som SNR, CNR och bildartefaktmått som beskrivs ovan) som en funktion av MR-bildinsamlingsparametervärdet. Bildkvalitetsmåttet kommer att mätas vid fyra till tio värden av MR-insamlingsparametern. För studier som RF-spolejämförelser krävs endast en enda mätning för varje RF-spole och jämförelsen kräver endast jämförelse av bildkvalitetsmåtten eller bildartefaktmåtten för att avgöra vilken spole som är mer önskvärd. I de fall där en kontinuerlig parameter ska optimeras, kommer intervallet för vilket parametern som ska varieras först att bestämmas utifrån vad som är möjligt att utföra på skannern genom hårdvarutid och/eller amplitudgränser och av säkerhetsgränserna enligt definitionen av FDA:s icke signifikanta riskkriterier. Dessa gränser bestäms i fantomstudier före studierna på människa. Räckviddsgränserna för de mänskliga studierna kommer också att minskas med hjälp av den information som finns tillgänglig från litteraturen som beskriver liknande studier och kunskap baserad på modeller i litteraturen och utredarnas tidigare studier och erfarenhet av MR-signalens beroende av sekvensparametern i fråga.

Grafen över MR-kvalitetsmått kontra parametervärde kommer att granskas av utredarna för att avgöra om en delmängd av parametervärdena förtjänar en finare sökning. Om intervallet för grafen överstiger en faktor på 5 % gånger antalet poäng, kommer en finare sökning att utföras i ett försök att bestämma maximalt inom 5 % noggrannhetskriterierna. En vanlig binär sökstrategi kommer att användas. Om de två högsta punkterna ligger intill varandra kommer området mellan dem att sonderas med ytterligare 3-10 mätningar. Förfarandet kommer att anses ha konvergerat när datapunkternas omfång är mindre än 5 % gånger antalet datapunkter. Om grafen visar tecken på flera maxima (de högsta punkterna ligger inte intill varandra), kommer de flera regionerna att utforskas med ytterligare mätningar. Erfarenhet indikerar att mer än 2 maximalt är osannolikt vid optimering av MR-insamlingsparametrar över ett intervall som bestäms med förkunskaper (som fantomstudier eller teoretisk analys). Om grafen ökar eller minskar monotont, kommer gränserna att utökas i lämplig riktning om möjligt. När gränserna inte längre kan utökas eller ett maximum inte avslöjas vid expansion, kommer området nära räckviddsgränsen att utforskas i 3-10 ytterligare mätningar för att verifiera att gränsen är vid begränsningen och för att fastställa det potentiella värdet av ansträngningar att öka den tillgängliga gränsen genom hårdvaruutveckling eller andra avvägningar inom pulssekvensen.