方法論記事

キャリブレーション動脈スピンラベリングを用いた肺血流の磁気共鳴イメージングの定量化

DOI：

10.3791/2712

⸱

2011年5月30日

 ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  , 
1Medicine, University of California San Diego - UCSD, 2Bioengineering, University of California San Diego - UCSD, 3Radiology, University of California San Diego - UCSD

この記事について

サマリー

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

生理的条件の様々な環境下で肺血流の分布を調べるためにMRイメージング法、この場合、3つの異なる吸入酸素濃度への暴露：低酸素、酸素正常状態、および高濃度酸素は、説明されています。この手法は、MRスキャンの環境で、人間の肺生理学の研究技術を利用しています。

要約

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

これは正常酸素状態時の健常低酸素症（F I O 2 = 0.125）、および高酸素（（O 2、分数（F I O 2）= 0.21をインスピレーション）で肺血流の空間分布を測定するためにMRイメージング法を示し、F I O 2 = 1.00）。さらに、被験者の生理的反応は、MRスキャンの環境で監視されます。 MR画像は、機能的残気量で右肺の矢状スライスから息止めの間に1.5 T GE MRIスキャナで得られた。動脈スピンラベリングのシーケンスは、（ASL -公平）肺血流の1,2とマルチエコー高速グラジエントエコー（のmGRE）シーケンス3の空間分布を測定するために使用された地域のプロトン（すなわちH 2 O）を定量化するために使用されていました各ボクセルの密度で正規化した血流（グラムの肺組織1分あたりミリリットルの血液）の定量化を可能に密度、。

2ウェイ、非再呼吸弁を装備したバルブとフェイスマスクを切り替える空気圧で、異なる酸素濃度は、吸入ガス配管を通じてMRスキャナで対象に導入されました。代謝カートは呼気チューブを経由して呼気ガスを採取。混合呼気O 2とCO 2濃度は、酸素消費量、二酸化炭素産生量、呼吸交換比、呼吸頻度と一回換気量を測定した。心拍数と酸素飽和度は、パルスオキシメトリを用いてモニターした。健常者から得られたデータは予想通り、心拍数が正常酸素（51）または高酸素（50）時よりも低酸素症（60 BPM）に高値であったと動脈血酸素飽和度（SPO 2）86％に低酸素時に低下した、ことを示した。換気が8.31 L /分のBTPS低酸素時に、正常酸素状態の間に7.04 L /分、および高濃度酸素中6.64 L /分であったことを意味。一回換気量は正常酸素中の酸素、0.69 Lの間に0.76 L、および高濃度酸素の間に0.67 Lであった。

ASLデータを定量化担当者は、平均密度正規灌流はそれぞれ、低酸素時の8.86ミリリットル/分/ gを、正常​​酸素状態の間に8.26ミリリットル/分/ gと高酸素の間に8.46ミリリットル/分/ gであったことを示した。このテーマでは、相対的な分散4、グローバルな不均質性のインデックスは、（正常酸素状態時に低酸素時の1.07、0.85、および高濃度酸素中0.87）低酸素症で増加したフラクタル次元（DS）、血管分岐構造を反映して異質の別のインデックス、一方、 （正常酸素状態時の低酸素時の1.24、1.26、および高濃度酸素中1.26）変化はなかった。

概要。このプロトコルは、動脈スピンラベリング（ASL）として知られている磁気共鳴画像法を用いて正常酸素、低酸素症、および高酸素の条件の下で非侵襲的に肺血流の分布を測定するためにデータの収集のデモンストレーションを行います。

理由：MR技術を用いた肺血流と肺のプロトン密度の測定は、高空間分解能の定量化できるイメージやいくつかの異なる生理的条件下で繰り返し測定を実行する機能を提供しています。ヒトの研究では、PET、SPECT、およびCTは一般的に代替技術として使用されます。しかし、これらの技術は、電離放射線への曝露を伴うため、人間の被験者で繰り返し測定には適していません。

プロトコル

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

1。被験者募集

  1. 対象人口
    1. 被験者は、研究に必要な特定の人口統計に合うように広告で募集しています。
    2. 心臓や肺疾患の既往のない、45 - この特定の研究の被験者は19歳までの健康な、非喫煙者です。
  2. インフォームドコンセント
    1. この研究は、カリフォルニア大学、サンディエゴ、ヒューマン研究保護プログラムによって承認されています。
    2. 被験者は本研究、例えば、磁界の曝露（MRI）のと低酸素および高酸素ガスを呼吸の潜在的なリスクが通知されます。
      被写体が女性と出産が可能な場合、尿サンプルは、妊娠を排除するために、研究の開始前に収集されます。磁界への曝露は胎児に有害であることが非常に低いですが、正確な潜在的なリスクは不明である。さらに、低酸素症は、胎児へのリスクを与えるかもしれない。これらの理由から妊娠中の女性は研究から除外されています。
  3. MRの安全審査
    すべての私たちの課題は、磁気共鳴検査を禁忌という項目に関するアンケートを完了する必要があります。禁忌が見つかった場合、被験者は研究から除外される。

2。準備

  1. 身体検査
    1. 被験者は、彼らの身体の健康と食生活についてインタビューを行い、ライセンスを受けた医師による簡単な健康診断を受ける。
    2. 被験者の身長と体重も測定さ....

アクセスが制限されています。このコンテンツを表示するにはログインするか、トライアルを開始してください。

ディスカッション

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

このメソッドは、MRスキャン環境の基本的な生理学的手法を用いて肺血流の空間分布に関する吸入酸素濃度の効果を測定することができます。肺の定量的なプロトンのイメージングとの組み合わせの生理学的手法の使用が比較的容易に実装されています。

良好な品質テストを確保するために、最も重要なステップは、正しい肺気量で息止めの対象を訓練し、撮像シーケンスに同期している。 ASLとプロトンの両方の密度イメージはFRC肺気量の再現性に依存しているため、あらゆる横隔膜や胸壁の動きは、それらの画像のずれにつながる。よく訓練された被験者は、一部の被験者はスキャナで呼吸亢進するため、捜査官はまた、代謝カートで測定した一回換気量を監視し、正常な呼吸を確保するために被験者にフィードバックを提供する必要があるMRスキャナで繰り返しFRC肺のボリュームを再現することができます。最後に、特に低酸素暴露時の酸素飽和度は、被験者の安全を監視する必要があります。

次のようにこれらの技術のいくつかの制限があります：1。我々は唯一のbreathholdあたりつのスライスから血.......

アクセスが制限されています。このコンテンツを表示するにはログインするか、トライアルを開始してください。

開示事項

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
利害の衝突は宣言されません。

謝辞

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

NIH HL081171、NIH HL080203によってサポートさ

....

アクセスが制限されています。このコンテンツを表示するにはログインするか、トライアルを開始してください。

材料

この記事で使用された材料の一覧
名前会社カタログ番号コメント
機器会社モデルは
MRI GE 1.5 T GE半二重（HDx）EXICITE twinspeedスキャナ
代謝カート ParvoMedics TrueOne 2400
パルスオキシメータ非反転 7500
肺活量計医療技術アンドーバー EasyOneのdiagonosticのスパイロメーター
マスクハンス＆ルドルフ 7400シリーズロ - 鼻マスク、小規模、中規模、および大規模
バルブハンス＆ルドルフ双方向の非再呼吸弁T形™の構成、2600ミディアム。 2700年大
ヘッドセットハンス＆ルドルフヘッドキャップ（大人サイズ）、ストラップ＆ロッククリップ。
空気圧方向制御弁とコントローラハンス＆ルドルフシングルピストンスライディングタイプ™バルブとコントローラ4285A
非拡散ガスの収集袋ハンス＆ルドルフ 6100（100リットル）。
チューブ VacuMed クリーンボルチューブ108"、1-3/8"ODのフィッティング
ファントムメンターブレストインプラントラウンド、250ccクラス
MathWorks社のMATLAB サイバネットシステム

参考文献

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Bolar, D. S. Quantification of regional pulmonary blood flow using ASL-FAIRER. Magn Reson Med. 55, 1308-1317 (2006).
  2. Henderson, A. C., Prisk, G. K., Levin, D. L., Hopkins, S. R., Buxton, R. B. Characterizing pulmonary blood flow distribution measured using arterial s....

アクセスが制限されています。このコンテンツを表示するにはログインするか、トライアルを開始してください。

再版と許可

このJoVE記事のテキストまたは図の再利用許可をリクエスト

許可をリクエスト

タグ

Proton Density ImagingOxygen Saturation MonitoringFunctional Residual CapacityCardiac Gated ImagingDensity Normalized PerfusionMetabolic Cart MeasurementsBreath Hold Technique

関連記事