DynaMesh®

Tailored Implants made of PVDF

可视于MRI

DynaMesh® visible – 没有风险的最佳内部视图

MRI扫描过程中,受检的身体部份以图片方式一步一步地被分析和解构成许多“超薄的光学切片”。最后,这些“切片”会被重建成3-维图像或动态序列(重塑)。
DynaMesh® visible植入物的位置可被辨认并详细地监测。它的3D内部视图也能提供有用的信息。

疝气手术

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盆底手术

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监察的难题

若术后患者出现涉及植入物的临床症状,医生必须检查植入物的确切位置和状态。这样的“内部检查”含有风险。放射诊断“看”不见传统的植入补片。因此病人有时必须接受二次检查手术。

一个简单的替代方案

DynaMesh® visible 在技术上虽然非常复杂 - 但也非常有效和安全。简单地说:我们是以自创的内部程序把PVDF纤丝和微铁磁体混为一体。它保证了最佳的染料融合。长期的测试也证明,微型“染料”与PVDF纤丝完全整合, 并被后者密封在其体内。

一个清晰的内部视图

放射科医生通过磁共振成像(MRI)[7]可以选择标准序列形式,高清三维形式、甚至以底片显像的形式来观察DynaMesh® visible 植入物。医生不单可以准确可靠地观察植入物的位置和形态,也可以在有需要的情况下,观察植入物在病人行动时的反应。

有效治疗

因为DynaMesh® visible 能如此简单和安全地让医生们检视,它在医学上开辟了另一个新的前景。它能在无风险的情况下,不只让医生观察病人的恢复进展,在临床研究中能得到最佳监控,也能帮助我们与世界著名的临床合作伙伴更迅速地研发新一代的植入物 。

DynaMesh® visible 是世界上第一个使纺织植入物可视化的技术。它获得了德国联邦教育与研究部颁发奖项(BMBF 01EZ 0849 )。

疝气手术

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盆底手术

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视频: TAPP技术使用visible补片的动画
更多关于 DynaMesh® visible 补片与适用 MRI 的可视化信息

基础原理:

DynaMesh® visible 片可通过磁共振成像(MRI)被呈现。融入补片深色丝线中极精细的Fe3O4铁颗粒使补片本身和其周边区域之间产生的局部磁场梯度。它们在合适的MRI 序列中会被呈现为小的伪像 [1, 2]。这种所谓的感受性噪影在梯度回波序列(GRE)中比在(涡轮)自旋回拨序列中更清晰。所以在对补片的磁共振成像中必须注意诊断问题来选择相应合适的序列。在迄今为止进行的临床研究中[3] 都是在1.5特斯拉的磁场强度下进行的,在这个条件下,下面这些序列被实验证明为合适的。

MRI 序列

补片的最佳细节呈现可以通过GRE序列获得,在此序列下补片呈现的周围结构相对均匀且强度高(图1,左图)。补片的感受性噪影在此序列中虽清晰可见,但不会因过强而覆盖其周围结构。在至今进行的患者研究实验中运用的都是结合了具有相对极小偏角的射频(RF)破坏,更短的重复与回拨时间和很少的平均信号。该序列通过 MRI 图像不单实现了补片网状结构的精确评估,也可清晰分辨术后的空气夹杂。然而,这还不可提供对周围解剖结构令人满意的诊断评估。

为了更清楚的显示含铁补片和其周围结构,一个延深的GRE 序列被开发了(参数见表1)。这无 RF 破坏的序列基于标准临床T1加权GRE序列,例如它在脉冲序列与腹腔和盆腔诊断的使用。通常情况下,因为信号在脂肪/水边界会急剧下降,具有回波时间的序列在反相位(例如,TE = 2.3毫秒)不适合划定可视化补片。表1中显示的是在第一批的患者研究中最适合于补片和解剖评测的序列,并具备对补片和解剖呈现之间的良好折衷; 请也参见图1,中间图像。

和MR,顺磁性,含钆和超顺磁性(SPIO)的造影剂不同,融入丝线中的铁颗粒顺磁性不会影响 T1 和 T2 弛豫时间, 而只会影响T2* 弛豫时间 [4]。这意味着,在与再聚焦脉冲序列和自旋回波序列中补片对 MRI 图像极少或根本没有影响。因此,补片的可视性可以根据所选择的序列类型(TSE代替GRE)被关闭。可视化补片不能被清晰的显现在 T2 加权 TSE 序列中。在盆腔检查中为了得到精确的解剖结构显像,T2 加权 TSE 序列依旧会被使用; 序列参数见表1。初步研究也表明了 [3, 5],在进行周围解剖结构评估时,补片不会对其造成干扰。参见图1,右图像。

其它显像选择

在少数情况下,对噪影和无质子组织或空气之间的鉴别很困难,这种情况下所谓“正对比“技术就会被采用 [1,5]。运用这些方法的目标是对正磁化率,也就是高信号的成像,而同时对其他结构的低信号尽可能的不成像。在科学文献中也描述了许多不同类似的技术,但这通常需要对 MR 脉冲序列做出许多变化或对图像进行相当复杂的后续处理技术。并且这些图像对任何类型的变化都会有很敏感的反应。在适宜条件下(例如,同质的环境中,简单的补片结构等),GRE序列可以被加速到动态模拟或实时序列可以被测量的范围内,也就是说补片的动态就可以被观测了。

总结

DynaMesh® visible 可以通过简单的GRE序列被呈现。补片细节呈现建议使用GRE类似GRE序列,对解剖结构的呈现则用T2加权TSE序列。在补片和解剖结构位置特别重要和复杂的情况下,为良好呈现这两者则建议使用补充GRE序列。到目前成功的最适于病患研究的脉冲序列参数概览请见表1.

TR / TE [ms]


倾角;单位像素带宽;
信号平均

视界;体素大小;层厚
GRE1 (详细的补片) 8.3 / 4.6 20°; 215 Hz; 2 350 mm²; 0.95 x 0.97 mm²; 5 mm
GRE2 (补片加解剖) 244 / 4.7 80°; 567 Hz; 3 350 mm²; 0.9 x 1.1 mm²; 5 mm
T2wTSE (解剖) 4372 / 80 90°; 246 Hz; 3 360 mm²; 0.7 x 1.04 mm²; 4 mm

表 1: 最适合病患研究的脉冲序列参数概览

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图 1: 病患研究所用脉冲序列例图。GRE1(左)最适合于补片的细节呈现(暗线),GRE2(中)最适用于呈现补片在其周围解剖结构的位置,传统TSE序列(右)则最适用于当补片结构成像不清时对解剖结构的呈现。

参考:
1. Kramer NA, Donker HC, Otto J, Hodenius M, Senegas J, Slabu I, Klinge U, Baumann M, Mullen A, Obolenski B, Gunther RW, Krombach GA:
A concept for magnetic resonance visualization of surgical textile implants
Invest Radiol, 2010. 45(8): p. 477-83

2. Slabu I, Guntherodt G, Schmitz-Rode T, Hodenius M, Kramer N, Donker H, Krombach GA, Otto J, Klinge U, Baumann M:
Investigation of superparamagnetic iron oxide nanoparticles for MR-visualization of surgical implants
Curr Pharm Biotechnol, 2012. 13(4): p. 545-51

3. Hansen NL, Barabasch A, Distelmaier M, Ciritsis A, Kuehnert N, Otto J, Conze J, Klinge U, Hilgers RD, Kuhl CK, Kraemer NA:
First In-Human Magnetic Resonance Visualization of Surgical Mesh Implants for Inguinal Hernia Treatment
Invest Radiol, 2013

4. Donker HC, Kramer NA, Otto J, Klinge U, Slabu I, Baumann M, Kuhl CK:
Mapping of proton relaxation near superparamagnetic iron oxide particle-loaded polymer threads for magnetic susceptibility difference quantification
Invest Radiol, 2012. 47(6): p. 359-67

5. Kraemer NA, Donker HC, Kuehnert N, Otto N, Schrading S, Krombach GA, Klinge U, Kuhl CK:
In vivo visualization of polymer-based mesh implants using conventional magnetic resonance imaging and positive-contrast susceptibility imaging
Invest Radiol, 2013. 48(4): p. 200-5


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所举办的创新大赛中获得了奖项

该大赛由 German Federal Ministry of Education and Research 所赞助 (BMBF 01EZ 0849)