Snellere* scans in alle lichaamszones met Compressed SENSE

Tot 50%* snellere individuele scans met hoge beeldkwaliteit in het Kantonsspital Winterthur dankzij Compressed SENSE

Vanaf het moment dat de Compressed SENSE-technologie van Philips ter beschikking werd gesteld aan het MRI-team in het Kantonsspital Winterthur (Zwitserland), begon het team te onderzoeken hoe het de MRI-scans van de hersenen, de wervelkolom en de gewrichten kon versnellen, evenals die van het bekken en het abdomen. Compressed SENSE bleek een krachtige manier om MRI-scans voor verschillende contrasttypes en sequenties te versnellen, zowel in 2D als in 3D. De kortere scantijden overtuigden het team om al hun ExamCards aan te passen met de bedoeling eerst de onderzoekstijd per patiënten te verkorten en vervolgens het aantal MRI-patiënten per dag te verhogen. Dit is van strategisch belang om inkomsten te genereren in tijden van lagere vergoedingen door zorgverzekeraars.

Dr. Sartoretti is hoofd Neuroradiologie binnen de afdeling radiologie en nucleaire geneeskunde van het Kantonsspital Winterthur in Winterthur (Zwitserland). Ze is gespecialiseerd in diagnostische neuroradiologie. Haar focus ligt voornamelijk op beeldvorming van beroertes, intra- en extracraniale vaatwanden, hersentumoren, perfusiegewogen en diffusiegewogen beeldvorming en MR-spectroscopie.

We willen de scantijd inkorten, maar mét behoud van dezelfde beeldkwaliteit.”

Hoe snel kunnen we scannen zonder verlies van beeldkwaliteit?

De nieuwe Compressed SENSE-technologie is een krachtige versnellingstechniek voor tal van MRI-sequenties in bijna alle delen van het lichaam. De methode combineert ‘compressed sensing’ en 'sensitivity encoding', SENSE, in één krachtige versnellingstechniek, Compressed SENSE.

Kantonsspital Winterthur (KSW) was een van de eerste tien ziekenhuizen in de wereld waar Compressed SENSE werd geïnstalleerd op de Ingenia 1.5T en Achieva 3.0T MRI-scanners. Neuroradioloog Dr. Sabine Sartoretti en radioloog Dr. Rene Patzwahl gebruiken de technologie sinds september 2017 en zijn uiterst tevreden over de resultaten.

“Compressed SENSE werkt in vrijwel alle zones van lichaam en met verschillende scantechnieken en contrasttypes; precies daarom kan deze technologie ons helpen de scantijd per patiënt in te korten. Zo kunnen we bijvoorbeeld een veelgebruikt hersenprotocol met 6 sequenties (DWI, transverse T2, transverse T1 IR, SWIp, 3D FLAIR, 3D T1 TFE met gadolinium) met 22% versnellen, door drie sequenties (SWIp, 3D FLAIR, 3D T1 TFE met gadolinium) met 30 tot 40% te versnellen. Deze kortere scantijden zijn in de eerste plaats goed nieuws voor onze patiënten, maar ook voor ons omdat we meer patiënten kunnen scannen.“

Om breed resultaat te bereiken, diende Compressed SENSE te worden geïmplementeerd in de set van ExamCards die het ziekenhuis gebruikt. “We willen de scantijd inkorten, maar mét behoud van dezelfde beeldkwaliteit, omdat de meeste van onze ExamCards heel zorgvuldig op basis van onze voorkeuren zijn geoptimaliseerd.“

De afgelopen weken hebben we een extra sequentie met Compressed SENSE aan het originele onderzoek toegevoegd en vervolgens de beelden vergeleken. Tijdens deze aanpak hebben we eerst de door Philips aanbevolen Compressed SENSE (CS)-factor gebruikt, en daarna hogere of lagere CS-factoren toegepast. Door dit bij een volgende patiënt en bij de verschillende sequenties te herhalen en achteraf de beelden te bekijken en vergelijken, kunnen we beslissen wat voor ons de beste CS-factor is.”

Sequenties één voor één versnellen leidt tot kortere onderzoekstijden

Dr. Sartoretti weet nog goed hoe ze meteen tijdens de eerste scans onder de indruk was van Compressed SENSE. “Onze eerste sequentie met Compressed SENSE was een 3D FLAIR in de hersenen op de Ingenia 1.5T, waarbij we een Compressed SENSE-factor van 8.2 toepasten. Daarna hebben we een 3D TSE mDIXON post-contrastsequentie met een CS-factor van 7 uitgetest. In beide gevallen was de kwaliteit bijzonder goed.“

Binnen de neuroradiologie begon Dr. Sartoretti eerst met het gebruiken van Compressed SENSE in 3D-beeldvorming. “Nu gebruiken we het voor 3D FLAIR, 3D DIR, 3D T1 TFE, 3D mDIXON T1 TFE, 3D TOF, 3D PCA en ook voor SWIp en 3D T1 Black Blood. We hebben ervoor gekozen om eerst op 3D te concentreren vanwege de grote impact op 3D-sequenties, maar we willen het uiteraard ook bij 2D-sequenties toepassen. Als opmerkelijke voorbeelden haalt Dr. Sartoretti de venografie met 3D PC aan die 50% sneller is, en ook de 3D T1 TFE zonder contrast, waar de snelheid met 50% kon worden opgevoerd. Hun TOF-sequenties werden met 40% versneld.

“Voor de wervelkolom willen we Compressed SENSE gebruiken om de overstap te maken naar 3D SpineVIEW. In de lumbale wervelkolom bijvoorbeeld, kunnen we de scantijd voor 3D T2W SpineVIEW 27% korter maken tot 4:46 minuten, met een voxelgrootte van 0,8 x 0,8 x 1 mm.

“Uiteindelijk zouden we graag gewoon een 3D T2W, een 3D T1W en een STIR T2W voor een beeldvorming van de cervicale en lumbale wervelkolom willen uitvoeren, en dan extra reconstructies maken. Daarom hebben we een hoge resolutie voor de 3D-sequenties nodig; gecombineerd met Compressed SENSE kunnen we dan de scantijd inkorten. Op die manier is overstappen van 2D- naar 3D ook veel beter voor de patiënt omdat we daarmee de duur van de scan kunnen inkorten. Een ander voordeel is dat, wanneer een scan soms niet helemaal correct wordt gepland, we met de 3D-sequenties meer flexibiliteit hebben om achteraf reconstructies te maken en toch nog tot een betrouwbare diagnose op basis van het onderzoek kunnen komen.”

Op het niveau van de wervelkolom willen we alle 2D-sequenties door 3D-sequenties vervangen.”

Snellere scans van de lumbale wervelkolom

In dit voorbeeld heeft Compressed SENSE een 26% kortere scantijd en tegelijk een betere ruimtelijke resolutie.

3D T2 SpineVIEW, scantijd 6:29 min, voxelgrootte 1x1x1,4 mm.

3D T2 SpineVIEW, scantijd: 4:46 min., voxelgrootte 0,8x0,8x1 mm.

Kortere scantijd in de hersenen

Compressed SENSE verkort de scantijd met 28%, mét behoud van dezelfde ruimtelijke resolutie.

3D FLAIR, scantijd 5:02 min, voxelgrootte 1,1x1,1x1,1 mm, Ingenia 1.5T.

3D FLAIR, scantijd 3:36 min, voxelgrootte 1,1x1,1x1,1 mm, Ingenia 1.5T.

We kunnen misschien onze onderzoeken met 20 tot 40% versnellen, en dat is goed nieuws voor de patiënt.”

Aanzienlijke versnelling* bij MRI van gewrichten, romp, abdomen, lever

Het ziekenhuisteam is ook gestart met de implementatie van Compressed SENSE bij MRI-onderzoeken van de enkel, ellenboog, knie en pols, om de 2D PD scan met vetonderdrukking te vervangen door 3D PD met vetonderdrukking. Tot nog toe zien de resultaten er goed uit: het is mogelijk een goede scantijd met een hoge resolutie te verkrijgen.

Het team wil uiteindelijk komen tot ExamCards met slechts drie sequenties voor gewrichten, bijvoorbeeld 3D PD-gewogen vetverzadiging (de belangrijkste sequentie in gewrichten) plus een T1- en een STIR-sequentie. Of twee T1-sequenties en de 3D-sequentie.

In het KSW-ziekenhuis wordt Compressed SENSE ook toegepast om de scantijd bij een MRI onderzoek van de borsten te verkorten. 2D STIR is nu sneller en sequenties die silicone zichtbaar maken zijn bijvoorbeeld 30% sneller. De post-contrast 3D T1 THRIVE kan met ongeveer 40% worden versneld en Compressed SENSE wordt momenteel toegevoegd aan de dynamische T1-sequentie om een hogere resolutie te krijgen in dezelfde scantijd.

Er zijn ook al eerste resultaten voor het abdomen, de lever en de pancreas. Bij een MRCP is het doel om 50% sneller te kunnen scannen. Tot nog toe zijn nog maar enkele patiënten gescand met een versnelde dynamische T1-sequentie, kortere tijd van adem inhouden en kortere in-fase- en uit-fasesequenties. Zodra meer onderzoeken gedaan zijn, zal het team de beelden zorgvuldig vergelijken en vastleggen wat naar hun oordeel de beste combinatie van parameters is. Momenteel lijkt het hen mogelijk om de ademinhouding tot ongeveer 10 tot 12 seconden te verkorten.

2D met 3D vergelijken met behulp van Compressed SENSE

Er wordt een goede scantijd met hoge resolutie verkregen wanneer van drie 2D-sequenties in drie verschillende richtingen wordt overgestapt naar één 3D-opname met Compressed SENSE. In dit voorbeeld is Compressed SENSE met 3D VIEW PD SPAIR 50% sneller dan de drie afzonderlijke 2D-scans, mét een betere ruimtelijke resolutie.

Zonder Compressed SENSE
Drie afzonderlijke 2D PD-scans in drie richtingen

Scantijd 2:55 + 3:37 + 3:51 = 10:23 min.

Voxelgrootte 0,55x0,65x3 mm.

PD-FS-SPAIR-knee-without-Compressed-SENSE-cor

Met Compressed SENSE factor 10
3D VIEW PD SPAIR knie in hoge resolutie

Scantijd 5:03 min.

Voxelgrootte 0,6x0,6x0,6 mm.

Snellere 2D-MRI van de borst

Compressed SENSE verkort de scantijd met 29%, mét behoud van een gelijkaardige ruimtelijke resolutie.

2D STIR, scantijd 3:39 min, voxelgrootte 1x1,25x3 mm.

2D STIR, scantijd 2:36 min, voxelgrootte 1x1,26x3 mm.

Een standaard hersenscan in onze patiëntengroep duurt 24 minuten; we hebben deze tijd met 5 minuten kunnen inkorten tot 19 minuten.”

Impact op de onderzoekstijd, de patiënt en de diagnose

Dr. Sartoretti onderscheidt twee belangrijke effecten van Compressed SENSE. “Ten eerste kunnen we de benodigde tijd per patiënt inkorten. Door het aan meerdere sequenties in een onderzoek toe te voegen, kunnen we misschien onze onderzoeken met 20 tot 40% versnellen, wat fors sneller is; en dat is goed nieuws voor de patiënt. Een ander effect is dat we geleidelijk onze 2D-sequenties door 3D-sequenties aan het vervangen zijn, wat ons zal helpen bij de diagnostische interpretatie van de beelden, vooral voor gewrichten.“

In bepaalde gevallen is het volgens Dr. Sartoretti ook goed om de opnametijd onveranderd te laten, maar juist de resolutie van de beelden te verhogen. “In de beeldvorming van zenuwen (bijvoorbeeld van de plexus en het perifere zenuwstelsel) helpen meer gedetailleerde beelden om kleine zenuwen te kunnen zien. We willen Compressed SENSE ook toevoegen aan de 3D T1 Black Blood-sequentie om een hogere resolutie te verkrijgen wanneer we moeten kijken naar de gedetailleerde anatomie van vaatwanden of de pathologie van kleine bloedvaatjes onderzoeken.“ In het bovenstaande voorbeeld van de lumbale wervelkolom is ook een verbetering van de ruimtelijke resolutie te zien wanneer Compressed SENSE wordt gebruikt.

Dr. Sartoretti zou uiteindelijk Compressed SENSE in alle ExamCards willen integreren. “Elke dag wijzigen we enkele ExamCards, maar het zal wat tijd vergen om ze allemaal aan te passen; we hebben immers tussen de 200 en de 300 ExamCards.”
Dr. Sartoretti zou uiteindelijk Compressed SENSE in alle ExamCards willen integreren. “Elke dag wijzigen we enkele ExamCards, maar het zal wat tijd vergen om ze allemaal aan te passen; we hebben immers tussen de 200 en de 300 ExamCards.”

Doel: de algemene scantijd per patiënt fors inkorten

Dr. Sartoretti is ervan overtuigd dat de implementatie van Compressed SENSE het ziekenhuis in staat zal stellen om volledige MRI-onderzoeken fors te versnellen. “Bij onderzoeken van de hersenen zouden we zo'n 10 minuten per scan willen winnen. We maken hier momenteel werk van. Een standaard hersenonderzoek zonder contrast duurt nu ongeveer 30 minuten; we zouden deze duur willen verlagen naar zo’n 20 minuten. Hierin zit uiteraard ook de tijd inbegrepen die nodig is om de patiënt correct op de onderzoekstafel te plaatsen.“

“Voor onderzoeken van het ruggenmerg en de lumbale wervelkolom werken we nu met onderzoekstijden van 30 minuten, wat we graag zouden willen terugbrengen tot 20 minuten in totaal voor plaatsing van de patiënt én scantijd. We zouden de scantijd zelf graag met 40% willen inkorten, aanmerkelijk korter dus. Mijn collega die gespecialiseerd is in MRI van gewrichten, vertelde me dat hij daar de scantijd graag tot 15 minuten zou willen beperken.”

Meer patiënten scannen verlaagt de economische druk

Dr. Sartoretti is Compressed SENSE heel snel aan het implementeren omdat de technologie volgens haar de afdeling kan helpen om te gaan met de economische druk en de workflow. “In 2018 zal hier in Zwitserland in de vergoeding door zorgverzekeraars worden gesnoeid; we ontvangen dus minder per patiënt. Tegelijkertijd worden de onderzoeken ook complexer en hebben we meer tijd nodig om ze te interpreteren. En, uiteraard, hebben we om goed te presteren voortdurend middelen nodig om steeds over de meest moderne machines met goede software, goede sequenties en goede spoelen te beschikken. Om dit te compenseren moeten we meer patiënten aantrekken om rendabel te zijn. Precies daarom zijn we ervan overtuigd dat Compressed SENSE ons kan helpen; sneller scannen geeft ons de mogelijkheid om meer patiënten per dag te scannen.”

“Momenteel scannen we tussen de 40 en de 45 patiënten per dag op onze drie MRI-scanners. We zijn relatief traag omdat we veel oudere patiënten hebben, patiënten van de intensivecareafdeling en patiënten met ernstige medische problemen. Er kost ons dus relatief veel tijd oom deze patiënten op de MRI tafel te positioneren. We willen Compressed SENSE gebruiken om meer patiënten te scannen, tussen 50 en 55 per dag.”

Daarnaast wil Dr. Sartoretti ook de MRI-patiëntenmix enigszins aanpassen. “Omdat complexe onderzoeken voor opgenomen patiënten meer tijd vergen (onderzoekstijd én interpretatie) dan de meeste MR-onderzoeken van poliklinische patiënten zouden we ook aantrekkelijker willen worden voor poliklinische patiënten, die meestal sneller gepositioneerd zijn, beter samenwerken en dus makkelijker te scannen. Daarnaast is de diagnose vaak makkelijker te interpreteren is omdat ze minder complex is. In onze partnerinstelling waar vooral poliklinische patiënten worden gescand, kunnen ze op één MRI-machine 16 tot 20 patiënten per dag scannen.”

“We zouden graag een betere mix van opgenomen en poliklinische patiënten hebben, want we verwachten dat we daardoor tijdwinst kunnen maken. Momenteel is onze wachtlijst voor poliklinische patiënten te lang, vaak meer dan een week. Als we meer patiënten per dag zouden kunnen scannen, dan zouden poliklinische patiënten bijvoorbeeld de volgende dag al een afspraak kunnen krijgen. En zouden we ook meer poliklinische patiënten via doorverwijzende artsen krijgen.”

Snellere* scans in vrijwel alle lichaamszones, met Compressed SENSE

Het kunnen maken van snellere MRI-scans zonder verlies aan beeldkwaliteit is essentieel om MRI-onderzoeken sneller, goedkoper en dus ook voor meer patiënten toegankelijker te maken. Philips bracht als eerste commercieel beschikbare parallelle beeldvorming uit, SENSE, dat door voortdurende innovatie geleid heeft tot het krachtige dS SENSE en tot MultiBand SENSE dat neurowetenschappers een grote flexibiliteit geeft. En nu, met Compressed SENSE kan een extra versnelling worden verkregen bij MRI overal in het lichaam.

“Compressed SENSE biedt de mogelijkheid om onderzoekstijden fors in te korten. Snelle scantijden zijn prettig voor de patiënten, omdat ze minder tijd in de scanner moeten doorbrengen. En voor ons zijn snellere scans synoniem met een grotere patiëntenstroom. En aangezien we ook meer details kunnen zien, bijvoorbeeld met 3D, kunnen we betrouwbare diagnoses stellen", besluit Dr. Sartoretti.

We zouden graag een betere mix van interne en externe patiënten hebben, zodat we onze werklast in een betere tijdspanne kunnen uitvoeren.”

* Ten opzichte van scans zonder Compressed SENSE
Resultaten uit casestudies zijn niet voorspellend voor resultaten in andere gevallen. Resultaten in andere gevallen kunnen variëren.