مايو 30, 2011
يوصف نقص الأكسجين ، normoxia ، وفرط التأكسج ، : أسلوب التصوير بالرنين المغناطيسي لدراسة توزيع تدفق الدم الرئوي في إطار مجموعة من الظروف الفسيولوجية ، في هذه الحالة التعرض لثلاثة تركيزات مختلفة مستوحاة الأوكسجين. هذه التقنية تستخدم البحوث الفيزيولوجيا البشرية الرئوي التقنيات في بيئة المسح MR.
الهدف العام من التجربة التالية هو استخدام التقنيات الفسيولوجية جنبا إلى جنب مع التصوير بالرنين المغناطيسي لقياس توزيع التروية الرئوية بشكل غير جراحي في ظل ظروف الأكسجين المستوحاة المختلفة. يتم تحقيق ذلك من خلال تدريب الموضوع أولا على حبس التنفس بسعة وظيفية متبقية أثناء الحصول على الصورة ، والتنفس خلال الفترة الفاصلة بين الصور للسماح بجمع صور متعددة. كخطوة ثانية ، يتم تزويد الموضوع بقناع الوجه ويتم إرفاق أنبوب الشهيق والزفير من أجل تزويد الموضوع بمخاليط الغازات المختلفة وجمع عينات غاز الزفير لإجراء قياسات التمثيل الغذائي.
بعد ذلك في ماسح التصوير بالرنين المغناطيسي ، بعد صورة المترجم ، ووضع العلامات على الدوران الشرياني والتدرج السريع للصدى المتعدد ، يتم استخدام تسلسلات الصدى من أجل الحصول على صور تدفق الدم الرئوي وكثافة البروتونات. يتم تحديد الصور الناتجة كميا لإعطاء توزيع تدفق الدم الرئوي معبرا عنه بالملليلتر في الدقيقة لكل جرام مشتق من صورتي التصوير بالرنين المغناطيسي المختلفتين. الميزة الرئيسية لهذه التقنية هي أن التروية الرئوية يتم قياسها بشكل غير جراحي في الجسم الحي دون التعرض للإشعاع المؤين ، مما يسمح بإجراء قياسات متكررة.
يمكن أن توفر هذه الطريقة نظرة ثاقبة للآليات التي تتحكم في التوزيع المكاني للتروية الرئوية ، ويمكن استخدامها أيضا لدراسة الآليات الفسيولوجية الأخرى داخل بيئة فحص التصلب العصبي المتعدد. سيظهر الإجراءات اليوم الجاودار TSIA ، وطالب الدراسات العليا سيباستيان فيرتا وزملاء ما بعد الدكتوراه في RU Carlos SA من مختبرنا قبل إجراء التجربة. احصل أولا على موافقة خطية ومستنيرة من موضوع البحث واطلب منه ملء نموذج فحص سلامة التصوير بالرنين المغناطيسي.
قم أيضا بإجراء فحص بدني واختبار وظائف الرئة وجلسة تدريبية يتعلم فيها الشخص كيفية حبس أنفاسه بالقدرة الوظيفية المتبقية. أو تبدأ FRC في إعداد معدات التنفس عن طريق تركيب القناع أولا على وجه الهدف. مع ملحق شبكي ، تم تجهيز القناع بصمام وأنابيب معقمة مسبقا وغير قابلة لإعادة التنفس.
تأكد من فحص القناع بحثا عن التسريبات. قم بإعداد أكياس الغاز في غرفة الماسح الضوئي وتوصيلها بخزان في غرفة وحدة التحكم بالرنين المغناطيسي. يجب إعداد هذا بحيث يمكن للمحقق إضافة الغاز إلى الكيس من خلال التلاعب بخزان الغاز.
يضمنالمنظم أن كيس الغاز في مرأى العرض. كما هو الحال أثناء التجربة ، يجب على المحقق مراقبة الحقيبة من خلال نافذة غرفة وحدة التحكم للتأكد من أن حجم الغاز كاف. خلاف ذلك ، قد لا يكون الموضوع قادرا على إلهام جزء الأكسجين المستوحى من غازات فرط التأكسج ونقص الأكسجين في هذه الحالة هو 1.0 و 0.125 على التوالي ويمكن استخدام هواء الغرفة للغاز النورموكسيك.
تأكد من أن أنبوب التنفس الزفيري طويل بما يكفي للاتصال من الموضوع في ماسح التصوير بالرنين المغناطيسي من خلال دليل موجة وعربة التمثيل الغذائي في غرفة وحدة التحكم بالرنين المغناطيسي. تقيس عربة التمثيل الغذائي التي تظهر هنا حجم الهواء منتهي الصلاحية بالإضافة إلى تركيزات الأكسجين الزفيري وثاني أكسيد الكربون المختلط. بناء على هذه المعلمات ، فإنه يحسب أيضا أحجام الجهاز التنفسي المختلفة.
EG ، حجم المد والجزر VO اثنين VC O2 ، وكذلك حاصل الجهاز التنفسي. اجعل الشخص يستلقي على قدميه المستلقين أولا على سرير الماسحة الضوئية ، واستخدم الوسائد والوسادات الرغوية لتحقيق أقصى قدر من الراحة. بعد ذلك ، قم بتوصيل أنبوب التنفس الشهيق بجانب الشهيق من قناع الهدف.
سيتم استخدام الأنبوب لإدارة غازات فرط التأكسج ونقص الأكسجين أو الهواء الطبيعي من أكياس مايلر عبر صمام التبديل. ضع أيضا وسادة مخطط كهربية القلب على صدر الشخص. سيسمح ذلك بربط الدوران الشرياني الذي يضع علامة Mr.Sequence على مركب QRS في مخطط كهربية القلب الخاص بالموضوع.
تأكد من فحص الصمام للتأكد من أنه يعمل بشكل طبيعي. توفير سدادات أذن لحماية الهدف من ضوضاء الماسح الضوئي. أيضا ، نظرا لأن الموضوع يرتدي قناعا وغير قادر على التواصل بسهولة مع موظفي الدراسة ، ضع كرة ضغط في يد الموضوع وقم بتثبيتها في مكانها.
هذا يسمح بالتواصل مع المحققين إذا كانت هناك حاجة إلى المساعدة. أخيرا ، ضع مقياس التأكسج النبضي على إصبع الشخص لمراقبة تشبع الأكسجين ، وهو أمر بالغ الأهمية عندما يتعرض الشخص لنقص الأكسجة. الآن ، ضع اثنين من السيد فانتوم على صدر الموضوع.
يجب استخدام هذه الأشباح لتحديد إشارة MR أثناء المعالجة اللاحقة. ثم ضع ملف الجذع فوق الأشباح. يتم استخدام ملف الجذع لزيادة نسبة الإشارة إلى الضوضاء لصورة MR مقارنة بملف الجسم عن طريق تقليل المسافة المادية بين جهاز الاستقبال والهدف.
أخيرا ، قم بتغطية الموضوع ببطانية لضمان الراحة قبل إرساله إلى وسط تجويف الماسح الضوئي بالرنين المغناطيسي. بمجرد أن يكون الموضوع في الماسح الضوئي ، يجب على المشغل التحدث بشكل متكرر إلى الموضوع للتأكد من أنه مرتاح وتذكير الشخص باستخدام كرة الضغط إذا كانت هناك حاجة إلى المساعدة. وسنقوم بإعداد المترجم ، وهو أول فحص.
سيستغرق الأمر حوالي 30 ثانية. أريدك أن تسترخي وتتنفس بشكل طبيعي بينما تستمر كل الانفجارات والنقرات. تأكد من مراقبة حجم المد والجزر لتشبع الأكسجين EKG VO O2 و VC O2. الدقائق القليلة الأولى من المراقبة مهمة بشكل خاص لضمان جودة البيانات الجيدة.
إذا كانت هذه القيم خارج القيم المتوقعة ، فيجب إعادة المعايرة وفحص قناع الوجه والأنبوب بحثا عن التسريبات. أولا ، احصل على تسلسل مترجم للحصول على الصور التشريحية في جذع الموضوع. سيكون هذا مترجما يستمر حوالي 20 ثانية.
فقط استرخ. تنفس بشكل طبيعي طوال الوقت. هنا حيث نذهب.
الآن قم بإعداد وضع العلامات على الدوران الشرياني ، وهو تسلسل SL farer مع اكتساب نصف فورييه. استخدم مخطط تصوير صدى الدوران التوربيني لطلقة واحدة مثل التسرع للحصول على بيانات التروية الرئوية الإقليمية. ثم حدد المستوى السهمي من جزء الرئة اليمنى حيث تكون المسافة الأمامية إلى الخلفية هي الأكبر.
سمكشريحة يبلغ 15 ملم ومجال رؤية 40 سم × 40 سم نموذجي. هنا يتم الحصول على عمليات المسح باستخدام ماسح ضوئي مزدوج السرعة 1.5 Tesla GE HDX exite. سيسمع الموضوع سلسلة من أصوات الضجيج العالية في أزواج.
هناك فاصل زمني مدته خمس ثوان بين هذه الانفجارات يجب أن يكمل فيها الموضوع دورة تنفس واحدة. تنفس ، ثم زفر إلى السعة المتبقية الوظيفية. أثناء صوت الضجيج ، يجب أن يحبس الشخص أنفاسه ويظل عند حجم الرئة FRC.
على الرغم من أن الأشخاص على دراية بتقنية التنفس قبل المسح الضوئي ، إلا أن الجولة الأولى من الحصول على الصور يجب أن تكون اختبارا حتى يتمكن الشخص من ممارسة التنفس وحبس التنفس أثناء وجوده في الماسح الضوئي. يجب على مشغل التصوير بالرنين المغناطيسي تقييم جودة صور الرئة بناء على حركة الحجاب الحاجز. إذا كانت الحركة ضئيلة ، فيمكن أن تبدأ قياسات A SL في مراقبة حجم المد والجزر أثناء المسح.
الهدف التقريبي. حجم المد والجزر البالغ 500 مل يتوافق مع التهوية العادية. في تسلسل A SL.
يتم الحصول على صورتين مختلفتين للقلب مسور. يجب ضبط توقيت الصورة بنسبة 80٪ من فترة RR بشكل فردي لكل موضوع وحالة تجريبية والتأكد من أن الصورة تحتوي على إشارة دم من فترة طرد انقباضي واحدة عند طرح الصورتين ، وبالتالي إلغاء الإشارة الثابتة. والنتيجة هي خريطة كمية للدم الذي يتم تسليمه إلى مستوى الصورة خلال فترة طرد انقباضي واحدة.
بالإضافة إلى صور A SL ، احصل على صورة كثافة بروتون الرئة باستخدام تسلسل صدى متدرج سريع متعدد الصدى. يسمح قياس كثافة البروتون بالتعبير عن قياسات التروية بالملليلتر في الدقيقة لكل جرام ، ويفسر تشوه أنسجة الرئة. داخل الصدر ، سيسمع الشخص ضوضاء مستمرة تستمر حوالي 10 ثوان أثناء هذا الفحص ويجب أن يحبس أنفاسه ويبقى في FRC طوال مدة الضوضاء.
استرخ ، تنفس بشكل طبيعي بدا رائعا لهذه التجربة. يتم تقديم غازات نورموكسيا أو هواء الغرفة ونقص الأكسجة وفرط التأكسج بترتيب متوازن بين الموضوعات. على الرغم من أنه يمكن أن تختلف بين الأشخاص إذا رغبت في ذلك ، يجب على الشخص أن يتنفس غازا معينا لمدة 20 دقيقة تقريبا من أجل إنشاء ظروف حالة مستقرة داخل أنسجة الرئة قبل الحصول على قياسات التصوير بالرنين المغناطيسي للوفرة وكثافة البروتون.
ثم اتبع نفس بروتوكول التصوير الموضح في القسم السابق ، وهي فترة التعرض للغاز البالغة 20 دقيقة قبل اختيار التصوير. لأنه على الرغم من بدء استجابة تضيق الأوعية الرئوية الناقصة يحدث في غضون ثوان ، إلا أن الاستجابة لنقص الأكسجة السنخية ليست قصوى حتى حوالي 20 دقيقة بما يتفق مع هدف هذه الدراسة بالذات. يمكن إجراء المعالجة اللاحقة باستخدام برنامج مطور مخصص قائم على MATLAB باستخدام صور MGRE المقترنة من ملف الجسم المتجانس وملف الجذع المتجانس.
يمكن تصحيح جميع صور تدفق الدم وكثافة البروتون للملف في التجانس على أساس موضوع على حدة. بمجرد تصحيح صورة SL المطروحة للملف في التجانس ، يمكن قياس تدفق الدم الرئوي الإقليمي بالملليلتر من الدم في الدقيقة لكل فوكسيل. ثم يمكن إنشاء صور الكثافة والتروية الطبيعية.
يتم التعبير عن التروية الطبيعية للكثافة بوحدات المليلتر من الدم لكل جرام من الماء ، ويتم حسابها بقسمة صورة A SL على صورة كثافة البروتون لإعطاء صور التروية بالملليلتر في الدقيقة لكل جرام من الرئة ، تظهر البيانات الفسيولوجية هنا. زاد معدل ضربات القلب في نقص الأكسجة وانخفض التشبع. كانت التهوية 8.31 لتر في الدقيقة.
BTPS أثناء نقص الأكسجة ، 7.04 لتر في الدقيقة خلال نورموكسيا و 6.64 لتر في الدقيقة. أثناء فرط التأكسج ، كان حجم المد والجزر 0.76 لتر لنقص الأكسجة ، و 0.69 لتر لنورموكسيا و 0.67 لتر لفرط التأكسج. يؤدي التعرض لنقص الأكسجة إلى زيادة كل من التهوية وحجم المد والجزر بينما يقلل فرط التأكسج من التهوية وحجم المد والجزر.
يتمهنا عرض ثلاث صور نضحية طبيعية للكثافة تم جمعها من موضوع واحد تحت تركيزات الأكسجين الثلاثة المختلفة المستوحاة. ترد نتائج تحليل المعطيات لعدم تجانس التروية في الجدول الثاني. يمكن ملاحظة أن نقص الأكسجة زاد من التشتت النسبي ، ومع ذلك ، فإن المؤشرات الأخرى لم تتغير إلى حد كبير.
بمجرد إتقانها ، يمكن إكمال هذه التقنية في أقل من ساعتين إذا تم إجراؤها بشكل صحيح. بعد مشاهدة هذا الفيديو ، يجب أن يكون لديك فهم جيد لكيفية قياس الوفرة الرئوية وتشكيل دراسات فسيولوجية أخرى داخل التصوير بالرنين المغناطيسي. بيئة الماسح الضوئي.
اعرض النص الكامل واحصل على الوصول إلى آلاف الفيديوهات العلمية
تصف هذه الدراسة طريقة التصوير بالرنين المغناطيسي (MRI) لقياس توزيع تدفق الدم الرئوي بطريقة غير باضعه تحت ظروف الأكسجين المستنشق المتغيرة، بما في ذلك نقص الأكسجة، الأكسجة العادية، وفرط الأكسجة. تدمج هذه التقنية أبحاث الفسيولوجيا الرئوية البشرية مع تقنية التصوير بالرنين المغناطيسي.
This MRI-based pulmonary perfusion method enables non-invasive, repeated measurement of lung blood flow under controlled oxygen conditions, supporting mechanistic studies of vascular response without ionizing radiation exposure. It provides quantitative, voxel-level perfusion data that can inform target validation in pulmonary disease models by linking physiological stimuli to functional hemodynamic outcomes. The technique supports preclinical continuity by allowing longitudinal assessment of vascular function in disease-relevant systems, reducing reliance on terminal endpoints and enhancing predictive confidence in early discovery.
The method fits within the discovery-to-preclinical continuum by enabling hemodynamic phenotyping after target modulation but before functional efficacy assessment, particularly in pulmonary vascular research.