2022
09/20
相关创新主体

创新背景

硅胶植入物通常用于乳房切除术后的乳房重建和隆胸。定期检查这些植入物有助于及早发现植入物破裂或植入物相关间变性大细胞淋巴瘤等并发症。磁共振成像(MRI)是监测硅胶植入物的最灵敏的可用方法。然而,到目前为止,在MRI扫描中分离脂肪和硅胶一直具有挑战性,因为这些材料在MRI扫描仪的主磁场下产生相似的频率,会在MRI中产生相似的信号。

 

创新过程

慕尼黑工业大学(TUM)的一个跨学科研究团队开发出一种新算法,可以全自动的方式同时描绘水、脂肪和硅胶来提高MR图像的质量。新方法是基于研究团队先前提出的编码多种化学物质的专用数据采集方案,结合放射技术,实现一次扫描就获得有关水、脂肪和有机硅的可靠信息。

改善硅胶植入物的磁共振图像

新方法的成像过程非常简单,算法主要依靠三个主要原则来解决问题,完全自动化处理数据。算法以层次结构、多分辨率和图形切割为主,沿着一系列步骤处理MRI的输出,创建高质量的水、脂肪和硅胶图像。在每个步骤中,算法会根据可用信息决定如何继续,例如“植入物或不植入物”。

高分辨率图像描绘大量细节,有助于诊断。但容易受到噪声的影响,很难分离水、脂肪和硅胶。算法从低分辨率图像开始,在需要时会沿着不同的步骤增加分辨率和复杂性。为了解决区分几种不同化学物质的复杂问题,3D-MRI图像的每个值都编码在相应的图形中。算法按顺序求解图形,以先前的信息为基础,找到最佳解决方案,这对于图形的约束和整个3D图像的上下文最有意义。

高效监测硅胶植入物

以前的MRI检查方法基于抑制其他材料,同时对所讨论的材料进行成像,例如硅胶。但是这种技术依赖于几个手动校准步骤,这些步骤容易出错。虽然使用这些可用方法可以很好地成像植入物的破裂,但轻微的变化会更难以检测。

新方法是完全自动化的,不需要对操作员进行任何先前的校准和培训。这使得它比依赖于抑制所选材料的技术更强大、更可靠。到目前为止,新算法已经显示出可靠的结果,即使对于不同类型的植入物也是如此。更重要的是,一次获取所有信息而不是一个物种接一个地获取信息可以减少总扫描时间,提高患者的舒适度。

新的成像过程现在正在医院常用的临床MRI扫描仪上与更多的人群一起进行评估。无需额外设备即可适应新方法。因此,一旦新方法在大型患者队列中被证明是成功的,就可能期望在大型常规临床环境中实施。

 

创新意义

开发新算法提高磁共振图像技术对水、脂肪和硅胶的成像清晰度,有助于提高监测硅胶植入物的准确性。从长远来看,新方法或许为评估非植入组织提供了优势,可提供有关测量乳房密度和描绘乳房钙化的额外有用信息。

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