Utveckling av nya metoder för kvantifiering av flöde med MRI
- Diarienummer
- SM09-0070
- Start- och slutdatum
- 100101-111130
- Beviljat belopp
- 580 500 kr
- Förvaltande organisation
- Lund University
- Forskningsområde
- Bioteknik, medicinsk teknik och teknik för livsvetenskaperna
Summary
Flödesmätningar med faskontrast MR (PCMR) används i både kliniska kardiovaskulära MR (CMR) undersökningar och i avancerade forskningsprojekt inom CMR. I normala kärl överstiger blodets medelhastighet sällan 2 m/s. Den relevanta viskositeten, hastigheterna och längdskalorna resulterar inte i turbulens, i varje fall inte i raka kärlsegment. I patologiska tillstånd kan blodets hastighet ofta överstiga 5 m/s. Exempel på sådana situationer är medfödda koarktationer av aorta, och stenoser. Förändringar av geometrin och ökning av flödeshastighet kan resultera i turbulens och jet streams. För att kunna visualisera och kvantifiera dessa flöden krävs modifieringar av standard PCMR-sekvenserna. Detta projekt avser att studera fysiken som styr blodflödet vid höga hastigheter och MR teknikerna som används för att kvantifiera dem. Projektets slutliga mål är att kondensera resultaten till en mer robust hög-hastighets PCMR sekvens för kliniskt bruk, validera denna metod och introducera den i kliniken. Målen skall uppnås genom att utforska strukturen på standard PCMR-sekvenserna för att precisera anledningarna till att de är otillförlitliga eller för tidskrävande vid höga flödeshastigheter, och sedan försöka förbättra mätstategierna. Sekvensernas egenskaper skall studeras med väldefinierade fantomer, och MR-mätningarna skall jämföras med ultraljudsundersökningar. Inom ramen för projektet kommer idare kommer in-vivo test att utföras i volontärer såväl som i utvalda patientgrupper.
Populärvetenskaplig beskrivning
Hjärt- och kärlsjukdomar är bland de vanligaste sjukdomstillstånden i västvärlden. Under det senaste årtiondet har diagnostisering av hjärtsjukdom med hjälp av magnetisk resonanstomografi (MRI) ökat kraftigt. MRI passar bra till att undersöka hjärtat eftersom bilderna har fin kontrast mellan till exempel blod och muskler, något andra typer av avbildningstekniker har svårt för. MRI kan avbilda hjärtats anatomi, men kan även användas för att bedöma dess funktion. Denna bedömning kan göras visuellt genom att titta på bildserier som visar hur hjärtat pumpar. Om man istället introducerar kvantitativa mått på hjärtfunktion blir bedömningen mindre subjektiv. Detta leder till en ökad patientsäkerhet, eftersom det objektiva måttet reducerar vikten av vilken läkare som tolkar bilderna. Ett objektivt mått som ofta används i såväl rutinmässiga hjärt-MR undersökningar som i avancerade forskningsprojekt, är kvantifiering av flöde i de stora kärlen med hjälp av faskontrast MR (PCMR). Med denna metod kan man mäta blodets hastighet, och från det beräkna hur stor flödesvolym som går igenom olika kärl. En vanlig tillämpning av denna metod är att kvantifiera shuntar, d.v.s. läckage mellan olika kärl eller olika delar av hjärtat. Hur stort läckaget är avgör om tillståndet skall opereras, och MR-flödesmätningen har alltså stor betydelse för beslutet om patientens behandling. Detta medför också att man ställer höga krav på tillförlitlighet i mätningen. Dagens flödesmätningar är pålitliga vid normala flödeshastigheter, d.v.s. upp till 2-3 m/s. Det finns dock många sjukdomar då blodet accelereras upp till över 5 m/s, och då blir mätningarna osäkra. Exempel på sådana tillstånd är medfödda förträngningar av kroppspulsådern, förkalkningar av densamma, eller läckage i hjärtklaffarna. För att kunna kvantifiera dessa höga hastigheter måste dagens metoder för flödesmätningar utvecklas. Detta projekt siktar till att undersöka fysiken bakom flödesförändringarna i insnävade kärl, att utreda hur de befintliga metoderna fungerar i detalj, samt att använda dessa kunskaper till att utveckla en metod för att mäta höga flödeshastigheter. Den föreslagna metoden skall testas i fantomförsök, i friska frivilliga och i utvalda patienter. Målet är att utrusta kliniken med ett verktyg för att kvantifiera och bedöma förträngningar i blodkärl.