MRガイドされた焦点超音波での再焦点計画のためのCTの代替としてのT1加重MRI

正確な焦点は、経頭蓋MRI誘導焦点超音波（TCMRGFUS）にとって不可欠であり、非摂取組織への副次的損傷を最小限に抑え、許容される電力沈着レベルで凝固壊死を誘導できる温度を達成するために不可欠です。CTは通常、この再焦点に使用されますが、TCMRGFUS手順よりも先に個別の研究（CT）が必要です。この研究の目標は、適切なシーケンスを使用してMRIが、TCMRGFUSで超音波再焦点を計画するためのCTの実行可能な代替手段であるかどうかを判断することでした。3つのMRIパルスシーケンス（3D T1加重3Dボリューム補間吸気検査（VIBE）、プロトン密度加重3Dサンプリング完璧さをテストしました。MRIデータに基づいてカルバリアル構造の詳細な測定を行い、それらのいわゆる「仮想CT」を、参照標準として使用されるCTデータに基づくカルバリアル構造の詳細な測定と比較しました。次に、標準CTと仮想CTの両方をTCMRGFUSデバイスにロードし、計算された位相補正値とファントムの温度上昇を比較しました。一連のブランド・アルトマン測定契約分析では、MRI由来の総頭蓋厚測定とCT誘導体総厚さの測定値との測定の不一致を最小限に抑えることに関して、最適なMRIシーケンスとしてT1 3D雰囲気を示しました（平均測定の矛盾：0.025; 95％CL（-0.22-0.27）; P = 0.27）;T1強調配列は、頭蓋骨CT密度と頭蓋層の厚さの推定にも最適でした。T1データセットから再構築された標準CTと仮想CTで計算された位相シフトの平均差は、患者で0.08±1.2 RAD、ファントムで0.1±0.9 RADでした。実際のCTと比較して、MRベースの補正は、ファントムの最高温度上昇（7％相対低下）で1°Cの低下を示しました。補正がなければ、最高温度は6°C（相対低下43％）減少しました。TCMRGFUSで位相補正を実行するために、MRIから仮想CTデータセットの再構築を可能にするアプローチを開発しました。

Precise focusing is essential for transcranial MRI-guided focused ultrasound (TcMRgFUS) to minimize collateral damage to non-diseased tissues and to achieve temperatures capable of inducing coagulative necrosis at acceptable power deposition levels. CT is usually used for this refocusing but requires a separate study (CT) ahead of the TcMRgFUS procedure. The goal of this study was to determine whether MRI using an appropriate sequence would be a viable alternative to CT for planning ultrasound refocusing in TcMRgFUS. We tested three MRI pulse sequences (3D T1 weighted 3D volume interpolated breath hold examination (VIBE), proton density weighted 3D sampling perfection with applications optimized contrasts using different flip angle evolution and 3D true fast imaging with steady state precision T2-weighted imaging) on patients who have already had a CT scan performed. We made detailed measurements of the calvarial structure based on the MRI data and compared those so-called 'virtual CT' to detailed measurements of the calvarial structure based on the CT data, used as a reference standard. We then loaded both standard and virtual CT in a TcMRgFUS device and compared the calculated phase correction values, as well as the temperature elevation in a phantom. A series of Bland-Altman measurement agreement analyses showed T1 3D VIBE as the optimal MRI sequence, with respect to minimizing the measurement discrepancy between the MRI derived total skull thickness measurement and the CT derived total skull thickness measurement (mean measurement discrepancy: 0.025; 95% CL (-0.22-0.27); p = 0.825). The T1-weighted sequence was also optimal in estimating skull CT density and skull layer thickness. The mean difference between the phase shifts calculated with the standard CT and the virtual CT reconstructed from the T1 dataset was 0.08 ± 1.2 rad on patients and 0.1 ± 0.9 rad on phantom. Compared to the real CT, the MR-based correction showed a 1 °C drop on the maximum temperature elevation in the phantom (7% relative drop). Without any correction, the maximum temperature was down 6 °C (43% relative drop). We have developed an approach that allows for a reconstruction of a virtual CT dataset from MRI to perform phase correction in TcMRgFUS.