Metal Artifact Reduction for Total Hip Replacement in MRI

Abstract

Projektets baggrund: Philips 1.5 T-scanneren gennemgik en hardware-og softwareopgradering. Under denne proces var nogle af protokollerne ikke blevet opgraderet. Den gyldne standard pseudotumor hofte protokol bestod af 4 originale metal artefakt reducerende sekvenser (MARS) kombineret med View Angle Tilting (VAT), der hedder Orthopedic Metal Artefakt Reduktion (OMAR). 2 optimerede MARS Slice-Encodning for Metal Artefakt Correktion (SEMAC) med VAT ved navnet OMAR XD anvendes i det tværgående plan. Sidstnævnte OMAR XD reducerer artefakter betydeligt i forhold til de oprindelige OMAR sekvenser. Metoder: Fantomundersøgelser blev udført ved hjælp af 2 hyppigt anvendte samlede hofte alloplastikker (THA) ved hjælp af en agargel med Gadolinium. OMAR og OMAR XD sekvenser af STIR, T1W og T2W blev testet og optimeret. De sekvenser, der viste den mindst målte artefakt udbredelse blev derefter testet på en sund frivillig med en THA. Resultater: Billederne fra den raske frivillige blev præsenteret for 4 erfarne muskuloskeletale radiologer, der graduerede et spørgeskema bestående af anatomi og billedkvalitet med en 5-punkts Likert-skala. Den optimerede OMAR XD STIR distribuerede en mindre artefakt fordeling. Fantomstudiet viste, at tæt på alle de optimerede OMAR XD sekvenser var overlegne i målinger af artefakt reduktion. Signal-støj- og kontrast-støj-forhold var overlegne ved hjælp af OMAR XD, men opløsningen var overlegen ved hjælp af OMAR-sekvenserne, selvom artefakt distributionen var dyb større. Ikke-parametriske tests blev udført fra 5-punkts Likert-resultaterne. Konklusion: Den gyldne standardprotokol blev foretrukket af alle 4 radiologer. Ændringen fra koronal sekvensen STIR OMAR til OMAR XD var den eneste ændring af pseudotumor protokollen.

Project background: The Philips 1.5T scanner underwent a hardware and software upgrade. During that process, some of the protocols had not been upgraded. The golden standard pseudotumor hip protocol consisted of 4 original Metal Artifact Reducing Sequences (MARS) combined with View Angle Tilting (VAT) named Orthopedic Metal Artifact Reduction (OMAR). 2 optimized MARS Slice-Encoding for Metal Artifact Correction (SEMAC) with VAT named OMAR XD aided in the transversal plane. The latter OMAR XD reduce artifacts significantly compared with the original OMAR sequences. Methods: A phantom study was conducted using 2 frequently used total hip arthroplasty’s (THA) using an agar gel with gadolinium. OMAR and OMAR XD sequences of STIR, T1W, and T2W were tested and optimized. The sequences that demonstrated the smallest measured artifact distribution was then tested on a healthy volunteer with a THA. Results: The images from the healthy volunteer were presented to 4 experienced musculoskeletal-radiologists, that graded a questionnaire consisting of anatomy and image quality by a 5-point Likert scale. The optimized OMAR XD STIR distributed a smaller artifact distribution. The phantom study showed that close to all the optimized OMAR XD sequences were superior in artifact reduction measurements. Signal-to-Noise and Contrast-to-Noise were superior using the OMAR XD, but the resolution was superior using the OMAR sequences, even though the artifact distribution was profound larger. Non-parametric tests were conducted from the 5-point Likert results. Conclusion: The golden standard protocol was preferred by all 4 radiologists. The change from coronal STIR OMAR to OMAR XD was the only alteration to the pseudotumor protocol.