Decreased Need for Anesthesia during Ultra-Fast Cranial MRI in Young Children: One-Year Summary

Abstract

Purpose Rapid volume coverage sequences based on real-time MRI allow for scanning of the entire brain within a few seconds. Movements of children become almost irrelevant due to the ultra-fast acquisition of 30 ms per slice. The adoption of these sequences in a real-time cranial MRI protocol (RT-cMRI) is expected to reduce the frequency of examinations requiring anesthesia in infants and toddlers. The aim of the study was to quantify the reduction in the number of anesthesia examinations in young children after the implementation of the new RT-cMRI protocol.

Materials and Methods All cMRI studies of children up to 6 years in the first 12 months after the establishment of the RT-cMRI 2019/2020 were retrospectively compared to a matched group of the same period in 2017/2018. The frequency of examinations under anesthesia vs. non-sedation examinations was analyzed. In addition, the number of follow-up examinations and the effectiveness of RT-cMRI was determined.

Results The launch of RT-cMRI led to a significant decrease in the proportion of cMRI under anesthesia from 92 % to 55 %. Only 2 % of the RT-cMRI failed and required conventional MRI under sedation in the follow-up. The speed and ease of use of RT-cMRI increased the number of follow-up examinations from 1.3 to 1.4 examinations per child.

Conclusion This innovative real-time MRI examination allows a drastic reduction in the number of studies under anesthesia for suitable cranial pathologies in children under 6 years. However, cautious selection of indications as well as adjustments to the workflow in the radiological department are required.

Key Points: 

• Real-time MRI sequences are almost unaffected by patient movement

• The application of real-time cranial MRI can spare children from sedation

• Low-threshold access results in more frequent follow-up examinations

Citation Format

• Sorge I, Hirsch FW, Voit D et al. Decreased Need for Anesthesia during Ultra-Fast Cranial MRI in Young Children: One-Year Summary. Fortschr Röntgenstr 2022; 194: 192 – 198

Zusammenfassung

Ziel Durch schnelle, der Echtzeit-MRT entlehnten Volume-Coverage-Sequenzen kann das gesamte Gehirn innerhalb weniger Sekunden abgebildet werden. Durch die ultraschnelle Akquisition von 30 ms pro Schicht führen selbst Makrobewegungen der Kinder nicht zu bewegungsbedingten Bildartefakten. Es ist erwartbar, dass sich mit der Implementierung dieser Sequenzen in ein Echtzeit-MRT-Protokoll (RT-cMRT) der Sedierungsbedarf bei Kleinkindern und Säuglingen verringert. Das Ziel dieser Studie war, das Ausmaß des Rückgangs an Sedierungsuntersuchungen nach Einführung eines neuen RT-cMRT-Protokolls zu quantifizieren.

Material und Methoden Es wurden retrospektiv alle cMRT-Untersuchungen eines Jahres bei Kindern unter 6 Jahren nach Einführung der RT-cMRT (2019/2020) mit einer gleichen Zeitspanne vor der Umstellung (2017/2018) verglichen. Es wurde die Häufigkeit von Untersuchungen mit oder ohne Sedierung erfasst und die Zahl an Wiederholungsuntersuchungen sowie die Effektivität der RT-cMRT bestimmt.

Ergebnisse Die Einführung der RT-cMRT ging mit einem deutlichen Rückgang des Anteils an Sedierungsuntersuchungen von 92 % auf 55 % einher. Nur 2 % der RT-cMRT-Untersuchungen waren insuffizient und benötigten im Anschluss noch eine konventionelle MRT. Durch die leichte Verfügbarkeit der RT-cMRT wurden 1,4 statt bisher nur 1,3 Untersuchungen pro Kind und somit mehr Follow-up-Untersuchungen durchgeführt.

Schlussfolgerung Mit innovativer Echtzeit-MRT ist es möglich, bei Säuglingen und Kleinkindern die Zahl an Sedierungen für kraniale MRT – bei geeigneten Erkrankungen – drastisch zu reduzieren. Jedoch sind hierfür neben der Auswahl geeigneter Indikationen auch Anpassungen der Arbeitsabläufe in der radiologischen Abteilung vonnöten.

Kernaussagen: 

• Echtzeit-MRT-Sequenzen sind kaum anfällig für Patientenbewegungen.

• Der Einsatz von kranialer Echtzeit-MRT kann Kindern Sedierungen ersparen.

• Durch den niedrigschwelligen Zugang kommt es zu häufigeren Follow-up-Untersuchungen.

Key words

sedation - brain - MR imaging

Publication History

Received: 31 March 2021

Accepted: 13 July 2021

Article published online:
13 October 2021

• References

• 1 Hirsch FW, Frahm J, Sorge I. et al. Real-time magnetic resonance imaging in pediatric radiology – new approach to movement and moving children. Pediatr Radiol 2021; 51: 840-846 DOI: 10.1007/s00247-020-04828-5.
• 2 Gräfe D, Frahm J, Merkenschlager A. et al. Quantitative T1 mapping of the normal brain from early infancy to adulthood. Pediatr Radiol 2021; 51: 450-456 DOI: 10.1007/s00247-020-04842-7.
• 3 Gräfe D, Roth C, Weisser M. et al. Outpacing movement – ultrafast volume coverage in neuropediatric magnetic resonance imaging. Pediatr Radiol 2020; 50: 1751-1756 DOI: 10.1007/s00247-020-04771-5.
• 4 Frahm J, Schätz S, Untenberger M. et al. On the Temporal Fidelity of Nonlinear Inverse Reconstructions for Real- Time MRI – The Motion Challenge. Open Med Imaging J 2014; 8: 1-7 DOI: 10.2174/1874347101408010001.
• 5 Voit D, Kalentev O, Zalk M. et al. Rapid and motion‐robust volume coverage using cross‐sectional real‐time MRI. Magn Reson Med 2020; 83: 1652-1658 DOI: 10.1002/mrm.28029.
• 6 Windram J, Grosse-Wortmann L, Shariat M. et al. Cardiovascular MRI without sedation or general anesthesia using a feed-and-sleep technique in neonates and infants. Pediatr Radiol 2012; 42: 183-187 DOI: 10.1007/s00247-011-2219-8.
• 7 Vutskits L, Xie Z. Lasting impact of general anaesthesia on the brain: Mechanisms and relevance. Nat Rev Neurosci 2016; 17: 705-717 DOI: 10.1038/nrn.2016.128.
• 8 Dong SZ, Zhu M, Bulas D. Techniques for minimizing sedation in pediatric MRI. J Magn Reson Imaging 2019; 50: 1047-1054 DOI: 10.1002/jmri.26703.
• 9 Edwards AD, Arthurs OJ. Paediatric MRI under sedation: Is it necessary? What is the evidence for the alternatives?. Pediatr Radiol 2011; 41: 1353-1364 DOI: 10.1007/s00247-011-2147-7.
• 10 Heller BJ, Yudkowitz FS, Lipson S. Can we reduce anesthesia exposure? Neonatal brain MRI: Swaddling vs. sedation, a national survey. J Clin Anesth 2017; 38: 119-122 DOI: 10.1016/j.jclinane.2017.01.034.
• 11 Rothman S, Gonen A, Vodonos A. et al. Does preparation of children before MRI reduce the need for anesthesia? Prospective randomized control trial. Pediatr Radiol 2016; 46: 1599-1605 DOI: 10.1007/s00247-016-3651-6.
• 12 Carter AJ, Greer MLC, Gray SE. et al. Mock MRI: Reducing the need for anaesthesia in children. Pediatr Radiol 2010; 40: 1368-1374 DOI: 10.1007/s00247-010-1554-5.
• 13 Lindberg DM, Stence NV, Grubenhoff JA. et al. Feasibility and accuracy of fast MRI versus CT for traumatic brain injury in young children. Pediatrics 2019; 144 DOI: 10.1542/peds.2019-0419.
• 14 Dillman JR, Gee MS, Ward CG. et al. Imaging sedation and anesthesia practice patterns in pediatric radiology departments – a survey of the Society of Chiefs of Radiology at Children’s Hospitals (SCORCH). Pediatr Radiol 2021; DOI: 10.1007/s00247-021-04996-y.
• 15 Kralik SF, Yasrebi M, Supakul N. et al. Diagnostic performance of ultrafast brain MRI for evaluation of abusive head trauma. Am J Neuroradiol 2017; 38: 807-813 DOI: 10.3174/ajnr.A5093.
• 16 Rozovsky K, Ventureyra ECG, Miller E. Fast-brain MRI in children is quick, without sedation, and radiation-free, but beware of limitations. J Clin Neurosci 2013; 20: 400-405 DOI: 10.1016/j.jocn.2012.02.048.