Name: 過偏波キセノン磁気共鳴画像法におけるトラブルシューティングと品質保証:高品質画像取得のためのツール (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2024-01-05T14:10:00.000+00:00
Duration: 9 min 55 s
Description: 学ぶ過偏波キセノン-129磁気共鳴画像法のトラブルシューティングと品質保証プロトコル。ハードウェア設定、データ取得、ノイズ解析を含む高品質肺画像取得の実践的ガイドです。

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高画質な超分極キセノン-129磁気共鳴画像の取得

<ol><li>Pellegrino, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Interpretative+strategies+for+lung+function+tests%5BTitle%5D)+AND+%22European+Respiratory+Journal%22%5BJournal%5D)">Interpretative strategies for lung function tests.</a> European Respiratory Journal. 26 (5), 948-968 (2005).</li>
<li>Ebner, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hyperpolarized+129Xenon+MRI+to+quantify+regional+ventilation+differences+in+mild+to+moderate+asthma%3A+A+prospective+comparison+between+semi-automated+ventilation+defect+percentage+calculation+and+pulmonary+function+tests%5BTitle%5D)+AND+%22Investigative+Radiology%22%5BJournal%5D)">Hyperpolarized 129Xenon MRI to quantify regional ventilation differences in mild to moderate asthma: A prospective comparison between semi-automated ventilation defect percentage calculation and pulmonary function tests.</a> Investigative Radiology. 52 (2), 120-127 (2017).</li>
<li>Abuelhia, E., Alghamdi, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Evaluation+of+arising+exposure+of+ionizing+radiation+from+computed+tomography+and+the+associated+health+concerns%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Radiation+Research+and+Applied+Sciences%22%5BJournal%5D)">Evaluation of arising exposure of ionizing radiation from computed tomography and the associated health concerns.</a> Journal of Radiation Research and Applied Sciences. 13 (1), 295-300 (2020).</li>
<li>Kern, A. L., Vogel-Claussen, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hyperpolarized+gas+MRI+in+pulmonology%5BTitle%5D)+AND+%22The+British+Journal+of+Radiology%22%5BJournal%5D)">Hyperpolarized gas MRI in pulmonology.</a> The British Journal of Radiology. 91 (1084), 20170647(2018).</li>
<li>Möller, H. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((MRI+of+the+lungs+using+hyperpolarized+noble+gases%5BTitle%5D)+AND+%22Magnetic+Resonance+in+Medicine%22%5BJournal%5D)">MRI of the lungs using hyperpolarized noble gases.</a> Magnetic Resonance in Medicine. 47 (6), 1029-1051 (2002).</li>
<li>Salerno, M., Altes, T. A., Mugler, J. P., Nakatsu, M., Hatabu, H., de Lange, E. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hyperpolarized+noble+gas+MR+imaging+of+the+lung%3A+Potential+clinical+applications%5BTitle%5D)+AND+%22European+Journal+of+Radiology%22%5BJournal%5D)">Hyperpolarized noble gas MR imaging of the lung: Potential clinical applications.</a> European Journal of Radiology. 40 (1), 33-44 (2001).</li>
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<li>Nikolaou, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Near-unity+nuclear+polarization+with+an+open-source+129Xe+hyperpolarizer+for+NMR+and+MRI%5BTitle%5D)+AND+%22Proceedings+of+the+National+Academy+of+Sciences%22%5BJournal%5D)">Near-unity nuclear polarization with an open-source 129Xe hyperpolarizer for NMR and MRI.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences. 110 (35), 14150-14155 (2013).</li>
<li>Birchall, J. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((XeUS%3A+A+second-generation+automated+open-source+batch-mode+clinical-scale+hyperpolarizer%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Magnetic+Resonance%22%5BJournal%5D)">XeUS: A second-generation automated open-source batch-mode clinical-scale hyperpolarizer.</a> Journal of Magnetic Resonance. 319, 106813(2020).</li>
<li>He, M., Zha, W., Tan, F., Rankine, L., Fain, S., Driehuys, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+comparison+of+two+hyperpolarized+129Xe+MRI+ventilation+quantification+pipelines%3A+The+effect+of+signal+to+noise+ratio%5BTitle%5D)+AND+%22Academic+Radiology%22%5BJournal%5D)">A comparison of two hyperpolarized 129Xe MRI ventilation quantification pipelines: The effect of signal to noise ratio.</a> Academic Radiology. 26 (7), 949-959 (2019).</li>
<li>Niedbalski, P. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Protocols+for+multi-site+trials+using+hyperpolarized+129+Xe+MRI+for+imaging+of+ventilation%2C+alveolar-airspace+size%2C+and+gas+exchange%3A+A+position+paper+from+the+129+Xe+MRI+clinical+trials+consortium%5BTitle%5D)+AND+%22Magnetic+Resonance+in+Medicine%22%5BJournal%5D)">Protocols for multi-site trials using hyperpolarized 129 Xe MRI for imaging of ventilation, alveolar-airspace size, and gas exchange: A position paper from the 129 Xe MRI clinical trials consortium.</a> Magnetic Resonance in Medicine. 86 (6), 2966-2986 (2021).</li>
<li>Möller, H. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((MRI+of+the+lungs+using+hyperpolarized+noble+gases%5BTitle%5D)+AND+%22Magnetic+Resonance+in+Medicine%22%5BJournal%5D)">MRI of the lungs using hyperpolarized noble gases.</a> Magnetic Resonance in Medicine. 47 (6), 1029-1051 (2002).</li>
<li>Bier, E. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+thermally+polarized+129Xe+phantom+for+quality+assurance+in+multi-center+hyperpolarized+gas+MRI+studies%5BTitle%5D)+AND+%22Magnetic+Resonance+in+Medicine%22%5BJournal%5D)">A thermally polarized 129Xe phantom for quality assurance in multi-center hyperpolarized gas MRI studies.</a> Magnetic Resonance in Medicine. 82 (5), 1961-1968 (2019).</li>
<li>Wild, J. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Comparison+between+2D+and+3D+gradient-echo+sequences+for+MRI+of+human+lung+ventilation+with+hyperpolarized+3He%5BTitle%5D)+AND+%22Magnetic+Resonance+in+Medicine%22%5BJournal%5D)">Comparison between 2D and 3D gradient-echo sequences for MRI of human lung ventilation with hyperpolarized 3He.</a> Magnetic Resonance in Medicine. 52 (3), 673-678 (2004).</li>
<li>Garrison, W. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Lung+volume+dependence+and+repeatability+of+hyperpolarized+129Xe+MRI+gas+uptake+metrics+in+healthy+volunteers+and+participants+with+COPD%5BTitle%5D)+AND+%22Radiology%3A+Cardiothoracic+Imaging%22%5BJournal%5D)">Lung volume dependence and repeatability of hyperpolarized 129Xe MRI gas uptake metrics in healthy volunteers and participants with COPD.</a> Radiology: Cardiothoracic Imaging. 5 (3), e220096(2023).</li>
<li>Ni, W., Qi, J., Liu, L., Li, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+pulse+signal+preprocessing+method+based+on+the+Chauvenet+criterion%5BTitle%5D)+AND+%22Computational+and+Mathematical+Methods+in+Medicine%22%5BJournal%5D)">A pulse signal preprocessing method based on the Chauvenet criterion.</a> Computational and Mathematical Methods in Medicine. 2019, 2067196(2019).</li>
<li>129Xe MRI Clinical Trials Consortium. , https://www.129xectc.org (2023).</li>
</ol>

Robert Thomenは、Polarean, LLCにコンサルティングを提供しています。

129の Xe MRI の問題をトラブルシューティングする能力は必要なスキルであり、リアルタイムで問題を軽減するのに役立つ可能性があります。超分極ガスインフラを1つの当事者から購入し、スキャナーメーカーからサポートを得るまでは、これらの品質管理作業は個々のラボの責任となります。この原稿の目的は、データ取得が不十分であるという避けられないイベントに役立つプラクティスと提案を読者に提供することです。私たちはできるだけ多くの潜在的な問題に対処しようとしていますが、129Xe MRIの他の多くの課題はスキャナーメーカーに固有のものであり、知的財産の制限により詳細に議論することはできません。しかし、129Xe MRIを使用したマルチサイト試験の開発という明確な目標を持つコミュニティである129Xe Clinical Trials Consortiumは、多くのサイト参加者と、複数のプラットフォームとソフトウェアで129Xe MRIを運用した経験を持つベテランの専門家で構成されています17。ここで取り上げられていない実装やトラブルシューティングに関する質問については、サイト参加者に連絡することをお勧めします。
コイルの定期的な性能チェックを実行して、信号の低下や新たなノイズの問題の兆候を早期に特定する必要があります。これらのチェックには、コイルのインターフェースと内部接続の検査、およびコイルへの落下や過度の重量の潜在的な影響の評価が含まれます。物理的な検査に加えて、分光スキャンを頻繁に比較することで、コイルの性能に関する問題を特定することができます。MRIシステムの多核機能は陽子線施設と共有されているコンポーネントであるため、磁気室に新しく導入されたデバイスまたは機器は、キセノン周波数の潜在的な干渉を防ぐためにテストを受ける必要があります。技術的な考慮事項に加えて、実験手順の細部に注意を払う必要があります。これには、被験者の効果的なコーチング、研究コーディネーターとの明確なコミュニケーションの確保、QCスキャン中のキセノンバッグの正確な配置が含まれます。これらの一見些細なディテールは、画質と全体的な研究結果を大幅に向上させる可能性があるため、見落とすべきではありません。
この論文で紹介するプロトコールは、イメージングプロセス中の潜在的な問題を特定して対処するための包括的なフレームワークを研究者に提供します。トラブルシューティングの手順を体系的に実行することで、研究者は画質を最適化し、データの精度を高め、過偏光キセノンMRIの分野を前進させることができます。これらのトラブルシューティング戦略の継続的な改良と適応は、イメージング技術の進歩と相まって、過分極キセノンMRI研究の質と信頼性のさらなる向上に貢献します。

100年以上にわたり、肺機能評価は、主にスパイロメトリーと身体プレチスモグラフィーによる全体的な測定に依存してきました。しかし、これらの従来の肺機能検査(PFT)では、初期段階の疾患の局所的なニュアンスや肺組織の微妙な変化を捉える能力に限界があります1。肺塞栓症によく見られる換気/灌流ミスマッチの評価には、吸入放射性トレーサーを用いた核医学が広く用いられているが、これは電離放射線を伴い、分解能が低くなる。対照的に、コンピュータ断層撮影(CT)は、肺画像診断のゴールドスタンダードとして浮上しており、核画像と比較して並外れた空間的および時間的明瞭さを提供します2。低線量CTスキャンは放射線被曝を軽減できますが、潜在的な放射線リスクを考慮する必要があります3,4。肺の陽子線MRIは、肺の組織密度が低く、肺組織からの信号が急速に減衰するため、まれですが、最近の進歩により、信号が低い可能性があるにもかかわらず機能情報が提供されます。一方、過分極キセノン磁気共鳴画像法(HP 129Xe MRI)は、局所特異性5,6で肺機能のイメージングを可能にする非侵襲的なモダリティです。それはリットル量でガスの高い非平衡核磁化を生成します。不活性ガスは、MRスキャナー内の被験者によって1回の呼吸で吸入され、スキャナーによって直接画像化されます。したがって、吸入されたガスは、組織自体とは対照的に直接画像化されます。この技術は、喘息、慢性閉塞性肺疾患(COPD)、嚢胞性線維症、特発性肺線維症、コロナウイルス病2019(COVID-19)など、多くの疾患で肺換気を評価するために使用されています3。2022年12月、HP 129Xe MRIは、米国(USA)で12歳以上の成人および小児患者に使用されるMRI換気造影剤として米国FDAによって承認されました7。医師は、129Xe MRIを使用して、改善/パーソナライズされた治療計画で患者をより適切にケアできるようになりました。
歴史的に、臨床MRIは、ほぼすべてのヒト内臓に豊富に存在する水素原子核(陽子)のイメージングにのみ焦点を当てています。MRIスキャナー、シーケンス、および品質管理は、通常、サイトのライセンスと保証の一部としてスキャナーの製造元によって維持されます。しかし、129Xeには多核対応のMRスキャナーが必要であり、ハイパーポラライザ、特注の無線周波数(RF)コイル、専用のパルスシーケンス、オフライン再構成/分析ソフトウェアを運用するための専任の研究チームが必要でした。これらの各コンポーネントは、サードパーティベンダーから供給することも、社内で開発することもできます。したがって、品質管理の負担は、スキャナーメーカーや個々のサードパーティではなく、129Xe研究チームにあるのが一般的です。したがって、高品質の129Xeデータを一貫して取得することは、129Xe MRIプロセスの各コンポーネントがエラーの可能性をもたらすため、129Xeチームが綿密に監視する必要があるため、他に類を見ないほど困難です。このような状況は、研究者が発生した可能性のある課題のトラブルシューティングと考えられる原因の調査を行う必要があるため、非常に苛立たしいだけでなく、患者の画像診断と被験者の募集が遅くなるため、非常にコストがかかる可能性があります。トラブルシューティングに関連するコストには、MRIの時間コスト、さまざまなガスの消費を伴う129Xeの過分極、および材料の使用が含まれます。さらに、最近のFDAの承認と129Xeイメージングの成長に伴い、129Xe操作における一般的な問題や挫折を回避するために、品質管理のための標準化されたプロトコルを提供する必要があります8,9。
ここでは、RFコイルの故障、低信号対雑音比(SNR)につながるさまざまなノイズプロファイルの出現、低品質の画像など、 129Xe MRIでより一般的に発生する問題のいくつかを紹介します10。私たちは、高品質の画像データを確実に取得し、 129Xe MRIで発生する可能性のあるより一般的な問題のいくつかをトラブルシューティングするために、いくつかの簡潔な品質管理(QC)ガイドラインとプロトコルを提供することを目指しています。ここで紹介する洞察は、過偏波ヘリウム 3 のトラブルシューティングにも関連しています。

<table><tbody><tr><td>偏波測定局&nbsp;</td><td>ポレリアン</td><td>42881</td><td></td></tr> <tr><td>https://polarean.com/ プランジャーバルブ付き圧力容器</td><td>エースガラス</td><td>8648-85</td><td>https://www.aceglass.com/html/3dissues/Pressure_Vessels/offline/download.pdf</td></tr><tr><td>テドラーバッグ</td><td>ジェンセン 不活性</td><td>GST381S-0707TJO&nbsp;&nbsp;</td><td>http://www.jenseninert.com/</td></tr><tr><td>キセノン超偏光子9820</td><td>Polerean</td><td>49820</td><td></td></tr> <tr><td>https://polarean.com/ キセノンループコイル</td><td>クリニカルMRソリューション</td><td>カスタムデバイス</td><td>https://www.sbir.gov/sbc/clinical-mr-solutions-llc</td></tr><tr><td>キセノンベストコイル</td><td>クリニカルMRソリューション</td><td>カスタムデバイス</td><td>https://www.sbir.gov/sbc/clinical-mr-solutions-llc</td></tr></tbody></table>

過偏波キセノン磁気共鳴画像法におけるトラブルシューティングと品質保証:高品質画像取得のためのツール

Troubleshooting and Quality Assurance in Hyperpolarized Xenon Magnetic Resonance Imaging: Tools for High-Quality Image Acquisition

過偏波(HP)キセノン磁気共鳴画像法(129Xe MRI)は、最近連邦医薬品局(FDA)が承認した画像モダリティであり、肺機能を調べるためにキセノンガスの吸入呼の高解像度画像を生成します。しかし、 129Xe MRIの実装には、過偏波のための特殊なハードウェアと機器、キセノンイメージングコイルとコイルソフトウェアの調達、多核MRイメージングシーケンスの開発と編集、および取得したデータの再構成/解析が必要になるため、他に類を見ない困難があります。適切な専門知識がなければ、これらの作業は困難になる可能性があり、高品質の画像を取得できないと、イライラし、費用がかかる可能性があります。ここでは、最適化された高品質のデータと正確な結果の取得に役立つ可能性のある、129のXe MRIサイトの品質管理(QC)プロトコル、トラブルシューティング方法、および役立つツールを紹介します。まず、HP 129Xe MRIの実装プロセスの概要について、ハイパーポラライザーラボの要件、 129Xe MRIコイルのハードウェア/ソフトウェアの組み合わせ、データ収集とシーケンスに関する考慮事項、データ構造、k空間と画像特性、測定された信号とノイズの特性などについて説明します。これらの必要な各ステップの中には、画質の低下やイメージングの失敗につながるエラー、課題、および好ましくない出来事の可能性があり、このプレゼンテーションは、より一般的に遭遇する問題のいくつかに対処することを目的としています。特に、画像アーチファクトや低品質の画像を回避するために、取得したデータ内の異常なノイズパターンの識別と特性評価が必要です。例を挙げ、緩和戦略について議論します。私たちは、 129Xe MRIの導入プロセスを新しい施設でより簡単にすると同時に、リアルタイムのトラブルシューティングのためのガイドラインと戦略を提供することを目指しています。

図4は、ノイズスキャンで実行したノイズ特性解析の結果を示しています。このプロットは、理想的な y=x 基準線からの偏差が観測される k 空間に対する規則的ノイズと不規則ノイズの両方の影響を示しています。規則的なノイズは k 空間に連続的なパターンをもたらし、不規則なノイズは QQ プロットに高い値の外れ値をもたらします。
図5に移ると、HPG MRIを使用して取得した一連の肺画像が示されています。一番上の行には、リファレンススキャン、規則的および/または不規則なノイズの影響を受ける肺画像、信号のない画像など、画像空間の例が示されています。一番下の行には、対応する k 空間モジュラス表現が表示されます。
図5Aでは、k空間の中心に明瞭な輝点があり、低ノイズで明瞭な肺信号を示しています。逆に、図5Bは、画像全体に広がる規則的なノイズ(ガウスノイズ)の存在を示しています。図5Cでは、不規則なノイズが明らかであり、k空間に高い値のスパイクを引き起こし、画像空間にストライプパターンが生じています。図5Dは、規則的なノイズと不規則なノイズの両方が同時に存在し、肺画像に影響を与えるシナリオを示しています。最後に、図5Eは、取得した肺画像に信号が検出されない場合を表しています。
図 6 は、適切にスケーリングされた k 空間データと比較した粗いデータの離散化の例を示しています。S/N比を計算すると、離散化されたデータの信号レベルが低いことが明らかになります。
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/65972/65972fig01.jpg"> 図1:キセノンファントムの作成イメージ。 圧力容器を少量の液体窒素に入れて、キセノンを約-203.15°C(70K)で凍結させます。 129Xeの袋は容器に直接接続されています。キセノンが容器内に拡散すると、冷たい壁に触れると凍りつき、凍った雪のような構造になります。完全に凍結したら、容器を密封し、キセノンを解凍して、容器内の圧力を高めます。 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65972/65972fig01large.jpg" target="_blank">この図の拡大版をご覧になるには、ここをクリックしてください。</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/65972/65972fig02.jpg"> 図2:分光法の配置。 (A) 129-キセノンファントムは、2つの陽子ファントムの間にあり、すべて 129Xeベストコイルに収められています。(B)キセノンベストコイルをストラップで固定します。(C)アセンブリを磁石の穴に挿入して位置を特定します。 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65972/65972fig02large.jpg" target="_blank">この図の拡大版をご覧になるには、ここをクリックしてください。</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/65972/65972fig03.jpg"> 図3:一定のキセノン周波数(34,081,645 Hz)での可変帯域幅励起に対する信号応答。 帯域幅を大きくすると、ノイズフロアが高くなります。 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65972/65972fig03large.jpg" target="_blank">この図の拡大版をご覧になるには、ここをクリックしてください。</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/65972/65972fig04.jpg"> 図4:3種類のノイズスキャン:許容ノイズ、規則的ノイズ、不規則ノイズ。 (A)パネルAは、各ノイズパターンのk空間モジュラス表現を表示し、通常のノイズはストライプパターンを示し、不規則なノイズはスパイク(輝点)を示します。(B) 各ノイズスキャンのk空間データの実数部と虚数部のヒストグラム。 (C)取得したデータセットを、平均と標準偏差が等しい正規分布データセットと昇順で比較した、k空間データの実数/虚数成分のQQプロット。赤い線は、y = x の基準線を表します。この線からの偏差は、集録されたデータ内に非ガウス成分が存在することを示します。 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65972/65972fig04large.jpg" target="_blank">この図の拡大版をご覧になるには、ここをクリックしてください。</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/65972/65972fig05.jpg"> 図5:HPG 129Xe肺イメージングにおけるさまざまなノイズパターンの図。 一番上の行には、リファレンススキャン、規則的および/または不規則なノイズのある肺画像、信号のない画像など、画像空間の例が表示されます。一番下の行は、対応する k 空間モジュラス表現を示しています。信号のある画像では、明るいスポットが k 空間の中心にあり、肺信号を表しています。 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65972/65972fig05large.jpg" target="_blank">この図の拡大版をご覧になるには、ここをクリックしてください。</a>
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/65972/65972fig06.jpg"> 図6: 129個のXeテストバッグの再構成データにおけるデジタル精度の高低の影響の図。 デジタル精度の高い画像(上段)では、画像のSNRは600と高く、K空間の55行目の モジュラスは、データの細部を示す滑らかな曲線を示しています。しかし、デジタル精度の低い画像(下段)では、個々のデータポイントが信号範囲をカバーする限られた数のデジタルレベルに「ビニング」され、その結果、再構成された画像のSNR(SNR = 98)が低下します。この問題は、一見満足のいく画像の生成を妨げるものではないため、生の信号データを注意深く調べることによってのみ特定できます。 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/65972/65972fig06large.jpg" target="_blank">この図の拡大版をご覧になるには、ここをクリックしてください。</a>

ここでは、ハードウェア、ソフトウェア、データ収集、シーケンス選択、データ管理、k空間利用、ノイズ解析など、高品質の超偏波キセノン129磁気共鳴画像を取得するためのプロトコルを紹介します。

Hyperpolarized (HP) xenon magnetic resonance imaging (129Xe MRI) is a recently federal drug administration (FDA)-approved imaging modality that produces ...

過偏光キセノンMRIでは、実際に吸入したガスを直接画像化します。ガスは健康な人の肺に均一に分布しますが、喘息、COPD、嚢胞性線維症などの肺疾患のある人には分布しません。私たちは、この技術を用いて、これらの疾患をよりよく理解することを目指しています。X線コンピュータ断層撮影(CT)は、肺構造画像における現在の臨床標準を提供しますが、電離放射線を伴い、吸入ガスではなく肺組織のみを示します。放射性トレーサーの吸入または注射による核医学は、肺の換気と濁液の評価にも使用できますが、電離性であり、比較的低い分解能です。しかし、キセノンMRIは、個人の肺の換気とガス交換の高解像度スナップショットを提供します。キセノンMRIの導入は、特殊なハードウェア、キセノンイメージングコイル、およびシーケンス開発を必要とする、非常に困難です。旅はこれで終わりではありません。取得したデータは、綿密な再構築と分析を行う必要があります。適切な専門知識がなければ、これらのタスクは困難になり、フラストレーションが溜まり、コストのかかる結果につながる可能性があります。このプロトコルは、キセノンMRIサイトの品質管理、トラブルシューティング、およびツールに関する洞察を提供し、ハイパーポラライザーラボ、キセノンMRIコイルのセットアップ、データ収集の考慮事項、および画像特性を調査しました。私たちの目標は、画質や結果に影響を与える可能性のある潜在的なエラー、課題、および発生について視聴者を導くことです。キセノンMRIの問題のトラブルシューティングは、実際の問題を軽減するために必要です。専用の超分極ガスインフラがなく、スキャナーメーカーからのサポートも限られているため、品質管理のタスクは個々のラボにのみ委ねられています。このビデオは、課題に対処し、データ取得を成功させるための実践的なヒントを視聴者に提供することを目的としています。

troubleshooting-quality-assurance-hyperpolarized-xenon-magnetic

Research

JoVE Journal

Bioengineering

バイオエンジニアリング（生体工学）

光ポンピングスピン交換（ヒソプ）により過分極キセノンの生産が記載されている。このメソッドは、Xe-129の核スピン偏極の約10000倍増強をもたらし、核磁気共鳴分光法とイメージングのアプリケーションを持っています。気相と溶液状態実験の例が出されます。...

NMRやMRIのアプリケーションのための過分極キセノン

過偏波129Xe磁気共鳴画像法(MRI)は、肺機能の局所的に分解された側面を研究するための方法です。この作業は、パルスシーケンス設計、129Xe線量の準備、スキャンワークフロー、および被験者の安全性モニタリングのベストプラクティスに特に注意を払って、肺換気の過分極129XeMRIのエンドツーエンドの標準化されたワークフローを提示します。...

肺換気の過偏波 129Xe磁気共鳴画像の取得

この原稿では、過分極Xenon-129化学シフト飽和回復法(CSSR)を使用して肺ガス交換を追跡し、見かけ上の肺胞中隔壁の厚さを評価し、表面と体積の比率を測定するための詳細なプロトコルを示しています。この方法は、肺疾患の診断と監視の可能性を秘めています。...

過分極キセノン分光法による肺の構造と機能の定量的測定

負染色電子顕微鏡（EM）で視覚化するタンパク質サンプルは、ポピュラーな構造解析の方法となっている。それは、タンパク質製剤の品質の定性試験のためにもそのような研究されている分子の三次元再構成を計算すると、定量的な構造解析に有用である、と。この記事では、EMグリッドを準備する試料を染色し、電子顕微鏡で試料を可視化するための詳細なプロトコールを提示する。初心者ユーザーは、簡単にこれらのプロトコルに従うことができますし、それらのタンパク質サンプルを評価するため、他の生化学的アッセイに加えて、ルーチン分析としてEMを染色陰性活用する。...

ネガティブステインEMによるタンパク質と高分子複合体の可視化：グリッドの準備から画像取り込みに

レーザー旋盤リソグラフィ製マイクロコイル先端が血管内マイクロカテーテルに適用されている現在では、さまざまな血管内処置時の脈管構造のナビゲーションの速度と効率を向上させることができ、磁気共鳴（MR）の指導の下で制御可能な偏向を実現することができます。...

磁気共鳴イメージング下磁気アシストリモート制御マイクロカテーテルの先端偏向

本論文では、ファントムは、このような超音波（米国）、コンピュータ断層撮影（CT）や磁気などの動物の画像診断法における腫瘍サイズ測定の品質保証（QA）のための（TM）材料組織模倣で作られた前臨床マルチモダリティを構築する社内手順について説明します共鳴イメージング（MRI）。...

腫瘍サイズ測定における品質保証のために組織模倣材料を用いた前臨床マルチモダリティファントムの構築

蛍光媒介断層撮影法(FMT)とマイクロコンピュータ断層撮影法(μCT)を組み合わせたハイブリッドイメージングのプロトコルについて説明します。融合・再建後、相互作用による臓器セグメンテーションを行い、蛍光分布の定量的測定値を抽出します。...

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MRI互換カスタム設計レーザーベースの加熱装置は、具体的には、腫瘍領域で感熱性リポソームからの薬剤の放出を活性化するために、皮下腫瘍の局所加熱を提供するために開発されてきました。...

磁気共鳴画像誘導による感熱リポソームからのシスプラチンのトリガリリースのためのカスタム設計されたレーザーベースの加熱装置

新しい電子常磁性共鳴（EPR）法、高速走査EPR（RS-EPR）は、従来の連続波（CW）技術に優れており、in vivoイメージングのための新しい会場を開き、2Dスペクトル空間イメージングのために実証されています。結果は、250 MHzで実証されていますが、技術は、任意の周波数においても適用可能です。...

高速走査電子常磁性共鳴イメージング生理学的に重要なパラメータのための新しい道を開きます。<em&gt;インビボ</em

現在のプロトコルでは、ユーザーは磁気共鳴顕微鏡データの収集中に急性海馬と大脳皮質のスライス標本の生存率を維持できる方法について説明します。...

代謝サポートの切除、生体脳磁気共鳴顕微鏡集録時に

学ぶ過偏波キセノン-129磁気共鳴画像法のトラブルシューティングと品質保証プロトコル。ハードウェア設定、データ取得、ノイズ解析を含む高品質肺画像取得の実践的ガイドです。

過偏波キセノン磁気共鳴画像法におけるトラブルシューティングと品質保証:高品質画像取得のためのツール

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