Name: 肺換気の過偏波 129Xe磁気共鳴画像の取得 (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2023-11-21T14:40:00.000+00:00
Duration: 9 min 8 s
Description: 学ぼう、過偏波¹²⁹Xe MRIによる肺換気評価法。COPDや喘息など閉塞性肺疾患の換気欠損を可視化し、患者ケアと転帰改善に貢献する臨床ツールとしての標準化プロトコルを解説します。

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この研究は、米国国立衛生研究所(認可番号R01-CA172595-01、R01-HL132177、R01-HL167202、S10-OD018079、UL1-TR003015)およびシーメンスメディカルソリューションズから資金提供を受けました。

肺機能を研究するための過分極 129Xe MRIの標準化されたワークフロー

<ol><li>Roos, J. E., McAdams, H. P., Kaushik, S. S., Driehuys, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hyperpolarized+gas+MRI%3A+Technique+and+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Magn+Reson+Imaging+Clin+N+Am%22%5BJournal%5D)">Hyperpolarized gas MRI: Technique and applications.</a> Magn Reson Imaging Clin N Am. 23 (2), 217-229 (2015).</li>
<li>Mugler, J. P., Altes, T. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hyperpolarized+129Xe+MRI+of+the+human+lung%5BTitle%5D)+AND+%22J+Magn+Reson+Imaging%22%5BJournal%5D)">Hyperpolarized 129Xe MRI of the human lung.</a> J Magn Reson Imaging. 37 (2), 313-331 (2013).</li>
<li>Ebner, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+role+of+hyperpolarized+129xenon+in+MR+imaging+of+pulmonary+function%5BTitle%5D)+AND+%22Eur+J+Radiol%22%5BJournal%5D)">The role of hyperpolarized 129xenon in MR imaging of pulmonary function.</a> Eur J Radiol. 86, 343-352 (2017).</li>
<li>He, M., Driehuys, B., Que, L. G., Huang, Y. C. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Using+hyperpolarized+129Xe+MRI+to+quantify+the+pulmonary+ventilation+distribution%5BTitle%5D)+AND+%22Acad+Radiol%22%5BJournal%5D)">Using hyperpolarized 129Xe MRI to quantify the pulmonary ventilation distribution.</a> Acad Radiol. 23 (12), 1521-1531 (2016).</li>
<li>Walkup, L. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Xenon-129+MRI+detects+ventilation+deficits+in+paediatric+stem+cell+transplant+patients+unable+to+perform+spirometry%5BTitle%5D)+AND+%22Eur+Respir+J%22%5BJournal%5D)">Xenon-129 MRI detects ventilation deficits in paediatric stem cell transplant patients unable to perform spirometry.</a> Eur Respir J. 53 (5), 1801779(2019).</li>
<li>Virgincar, R. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quantitative+analysis+of+hyperpolarized+129Xe+ventilation+imaging+in+healthy+volunteers+and+subjects+with+chronic+obstructive+pulmonary+disease%5BTitle%5D)+AND+%22NMR+Biomed%22%5BJournal%5D)">Quantitative analysis of hyperpolarized 129Xe ventilation imaging in healthy volunteers and subjects with chronic obstructive pulmonary disease.</a> NMR Biomed. 26 (4), 424-435 (2013).</li>
<li>Ebner, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hyperpolarized+129Xenon+magnetic+resonance+imaging+to+quantify+regional+ventilation+differences+in+mild+to+moderate+Asthma%3A+A+prospective+comparison+between+semiautomated+ventilation+defect+percentage+calculation+and+pulmonary+function+tests%5BTitle%5D)+AND+%22Invest+Radiol%22%5BJournal%5D)">Hyperpolarized 129Xenon magnetic resonance imaging to quantify regional ventilation differences in mild to moderate Asthma: A prospective comparison between semiautomated ventilation defect percentage calculation and pulmonary function tests.</a> Invest Radiol. 52 (2), 120-127 (2017).</li>
<li>Woodhouse, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Combined+helium-3%2Fproton+magnetic+resonance+imaging+measurement+of+ventilated+lung+volumes+in+smokers+compared+to+never-smokers%5BTitle%5D)+AND+%22J+Magn+Reson+Imaging%22%5BJournal%5D)">Combined helium-3/proton magnetic resonance imaging measurement of ventilated lung volumes in smokers compared to never-smokers.</a> J Magn Reson Imaging. 21 (4), 365-369 (2005).</li>
<li>Mugler, J. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Simultaneous+magnetic+resonance+imaging+of+ventilation+distribution+and+gas+uptake+in+the+human+lung+using+hyperpolarized+xenon-129%5BTitle%5D)+AND+%22Proc+Natl+Acad+Sci+U+S+A%22%5BJournal%5D)">Simultaneous magnetic resonance imaging of ventilation distribution and gas uptake in the human lung using hyperpolarized xenon-129.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 107 (50), 21707-21712 (2010).</li>
<li>Qing, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Assessment+of+lung+function+in+asthma+and+COPD+using+hyperpolarized+129Xe+chemical+shift+saturation+recovery+spectroscopy+and+dissolved-phase+MRI%5BTitle%5D)+AND+%22NMR+Biomed%22%5BJournal%5D)">Assessment of lung function in asthma and COPD using hyperpolarized 129Xe chemical shift saturation recovery spectroscopy and dissolved-phase MRI.</a> NMR Biomed. 27 (12), 1490-1501 (2014).</li>
<li>Cleveland, Z. I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hyperpolarized+129Xe+MR+imaging+of+alveolar+gas+uptake+in+humans%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+One%22%5BJournal%5D)">Hyperpolarized 129Xe MR imaging of alveolar gas uptake in humans.</a> PLoS One. 5 (8), 12192(2010).</li>
<li>Wang, Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Using+hyperpolarized+129Xe+gas-exchange+MRI+to+model+the+regional+airspace%2C+membrane%2C+and+capillary+contributions+to+diffusing+capacity%5BTitle%5D)+AND+%22J+Appl+Physiol%22%5BJournal%5D)">Using hyperpolarized 129Xe gas-exchange MRI to model the regional airspace, membrane, and capillary contributions to diffusing capacity.</a> J Appl Physiol. 130 (5), 1398-1409 (2021).</li>
<li>Guan, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((3D+single-breath+chemical+shift+imaging+hyperpolarized+Xe-129+MRI+of+healthy%2C+CF%2C+IPF%2C+and+COPD+subjects%5BTitle%5D)+AND+%22Tomography%22%5BJournal%5D)">3D single-breath chemical shift imaging hyperpolarized Xe-129 MRI of healthy, CF, IPF, and COPD subjects.</a> Tomography. 8 (5), 2574-2587 (2022).</li>
<li>Ouriadov, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Lung+morphometry+using+hyperpolarized+%28129%29+Xe+apparent+diffusion+coefficient+anisotropy+in+chronic+obstructive+pulmonary+disease%5BTitle%5D)+AND+%22Magn+Reson+Med%22%5BJournal%5D)">Lung morphometry using hyperpolarized (129) Xe apparent diffusion coefficient anisotropy in chronic obstructive pulmonary disease.</a> Magn Reson Med. 70 (129), 1699-1706 (2013).</li>
<li>Yablonskiy, D. A., Sukstanskii, A. L., Quirk, J. D., Woods, J. C., Conradi, M. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Probing+lung+microstructure+with+hyperpolarized+noble+gas+diffusion+MRI%3A+theoretical+models+and+experimental+results%5BTitle%5D)+AND+%22Magn+Reson+Med%22%5BJournal%5D)">Probing lung microstructure with hyperpolarized noble gas diffusion MRI: theoretical models and experimental results.</a> Magn Reson Med. 71 (2), 486-505 (2014).</li>
<li>Chan, H. F., Stewart, N. J., Norquay, G., Collier, G. J., Wild, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((3D+diffusion-weighted+129+Xe+MRI+for+whole+lung+morphometry%5BTitle%5D)+AND+%22Magn+Reson+Med%22%5BJournal%5D)">3D diffusion-weighted 129 Xe MRI for whole lung morphometry.</a> Magn Reson Med. 79 (6), 2986-2995 (2018).</li>
<li>Walkup, L. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((tolerability+and+safety+of+pediatric+hyperpolarized+129Xe+magnetic+resonance+imaging+in+healthy+volunteers+and+children+with+cystic+fibrosis%5BTitle%5D)+AND+%22Pediatr+Radiol%22%5BJournal%5D)">tolerability and safety of pediatric hyperpolarized 129Xe magnetic resonance imaging in healthy volunteers and children with cystic fibrosis.</a> Pediatr Radiol. 46 (12), 1651-1662 (2016).</li>
<li>Driehuys, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Chronic+obstructive+pulmonary+disease%3A+safety+and+tolerability+of+hyperpolarized+129Xe+MR+imaging+in+healthy+volunteers+and+patients%5BTitle%5D)+AND+%22Radiology%22%5BJournal%5D)">Chronic obstructive pulmonary disease: safety and tolerability of hyperpolarized 129Xe MR imaging in healthy volunteers and patients.</a> Radiology. 262 (1), 279-289 (2012).</li>
<li>Myc, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Characterisation+of+gas+exchange+in+COPD+with+dissolved-phase+hyperpolarised+xenon-129+MRI%5BTitle%5D)+AND+%22Thorax%22%5BJournal%5D)">Characterisation of gas exchange in COPD with dissolved-phase hyperpolarised xenon-129 MRI.</a> Thorax. 76 (2), 178-181 (2021).</li>
<li>Kaushik, S. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Measuring+diffusion+limitation+with+a+perfusion-limited+gas-Hyperpolarized+129Xe+gas-transfer+spectroscopy+in+patients+with+idiopathic+pulmonary+fibrosis%5BTitle%5D)+AND+%22J+Appl+Physiol%22%5BJournal%5D)">Measuring diffusion limitation with a perfusion-limited gas-Hyperpolarized 129Xe gas-transfer spectroscopy in patients with idiopathic pulmonary fibrosis.</a> J Appl Physiol. 117 (6), 577-585 (2014).</li>
<li>Dournes, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+clinical+use+of+lung+MRI+in+cystic+fibrosis%3A+What%2C+now%2C+how%5BTitle%5D)+AND+%22Chest%22%5BJournal%5D)">The clinical use of lung MRI in cystic fibrosis: What, now, how.</a> Chest. 159 (6), 2205-2217 (2021).</li>
<li>Thomen, R. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hyperpolarized+129Xe+for+investigation+of+mild+cystic+fibrosis+lung+disease+in+pediatric+patients%5BTitle%5D)+AND+%22J+Cyst+Fibros%22%5BJournal%5D)">Hyperpolarized 129Xe for investigation of mild cystic fibrosis lung disease in pediatric patients.</a> J Cyst Fibros. 16 (2), 275-282 (2017).</li>
<li>Mammarappallil, J. G., Rankine, L., Wild, J. M., Driehuys, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((New+developments+in+imaging+idiopathic+pulmonary+fibrosis+with+hyperpolarized+xenon+magnetic+resonance+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22J+Thorac+Imaging%22%5BJournal%5D)">New developments in imaging idiopathic pulmonary fibrosis with hyperpolarized xenon magnetic resonance imaging.</a> J Thorac Imaging. 34 (2), 136-150 (2019).</li>
<li>Rankine, L. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((129Xenon+gas+exchange+magnetic+resonance+imaging+as+a+potential+prognostic+marker+for+progression+of+idiopathic+pulmonary+fibrosis%5BTitle%5D)+AND+%22Ann+Am+Thorac%22%5BJournal%5D)">129Xenon gas exchange magnetic resonance imaging as a potential prognostic marker for progression of idiopathic pulmonary fibrosis.</a> Ann Am Thorac. 17 (1), 121-125 (2020).</li>
<li>Mata, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Evaluation+of+regional+lung+function+in+pulmonary+fibrosis+with+xenon-129+MRI%5BTitle%5D)+AND+%22Tomography%22%5BJournal%5D)">Evaluation of regional lung function in pulmonary fibrosis with xenon-129 MRI.</a> Tomography. 7 (3), 452-465 (2021).</li>
<li>Svenningsen, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hyperpolarized+%283%29+He+and+%28129%29+Xe+MRI%3A+Differences+in+asthma+before+bronchodilation%5BTitle%5D)+AND+%22J+Magn+Reson+Imaging%22%5BJournal%5D)">Hyperpolarized (3) He and (129) Xe MRI: Differences in asthma before bronchodilation.</a> J Magn Reson Imaging. 38 (3), 1521-1530 (2013).</li>
<li>Stewart, N. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Comparison+of+3He+and+129Xe+MRI+for+evaluation+of+lung+microstructure+and+ventilation+at+1.5T%5BTitle%5D)+AND+%22J+Magn+Reson+Imaging%22%5BJournal%5D)">Comparison of 3He and 129Xe MRI for evaluation of lung microstructure and ventilation at 1.5T.</a> J Magn Reson Imaging. 48 (3), 632-642 (2018).</li>
<li>Hughes, P. J. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Assessment+of+the+influence+of+lung+inflation+state+on+the+quantitative+parameters+derived+from+hyperpolarized+gas+lung+ventilation+MRI+in+healthy+volunteers%5BTitle%5D)+AND+%22J+Appl+Physiol%22%5BJournal%5D)">Assessment of the influence of lung inflation state on the quantitative parameters derived from hyperpolarized gas lung ventilation MRI in healthy volunteers.</a> J Appl Physiol. 126 (1), 183-192 (2019).</li>
<li>Polarean. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22FDA+Approves+Polarean%27s+XENOVIEWTM+%28xenon+Xe+129+hyperpolarized%29+for+use+with+MRI+for+the+evaluation+of+lung+ventilation%22">FDA Approves Polarean's XENOVIEWTM (xenon Xe 129 hyperpolarized) for use with MRI for the evaluation of lung ventilation</a>. , Polarean. (2022).</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+129Xe+MRI+for+imaging+of+ventilation%2C+alveolar-airspace+size%2C+and+gas+exchange%3A+A+position+paper+from+the+129Xe+MRI+clinical+trials+consortium%5BTitle%5D)+AND+%22Magn+Reson+Med%22%5BJournal%5D)">Protocols for multi-site trials using hyperpolarized 129Xe MRI for imaging of ventilation, alveolar-airspace size, and gas exchange: A position paper from the 129Xe MRI clinical trials consortium.</a> Magn Reson Med. 86 (6), 2966-2986 (2021).</li>
<li>Bier, E. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+thermally+polarized+129+Xe+phantom+for+quality+assurance+in+multi-center+hyperpolarized+gas+MRI+studies%5BTitle%5D)+AND+%22Magn+Reson+Med%22%5BJournal%5D)">A thermally polarized 129 Xe phantom for quality assurance in multi-center hyperpolarized gas MRI studies.</a> Magn Reson Med. 82 (5), 1961-1968 (2019).</li>
<li>He, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dose+and+pulse+sequence+considerations+for+hyperpolarized+129Xe+ventilation+MRI%5BTitle%5D)+AND+%22Magn+Reson+Imaging%22%5BJournal%5D)">Dose and pulse sequence considerations for hyperpolarized 129Xe ventilation MRI.</a> Magn Reson Imaging. 33 (7), 877-885 (2015).</li>
<li>Tustison, N. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Image-+versus+histogram-based+considerations+in+semantic+segmentation+of+pulmonary+hyperpolarized+gas+images%5BTitle%5D)+AND+%22Magn+Reson+Med%22%5BJournal%5D)">Image- versus histogram-based considerations in semantic segmentation of pulmonary hyperpolarized gas images.</a> Magn Reson Med. 86 (5), 2822-2836 (2021).</li>
<li>Tustison, N. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Convolutional+neural+networks+with+template-based+data+augmentation+for+functional+lung+image+quantification%5BTitle%5D)+AND+%22Acad+Radiol%22%5BJournal%5D)">Convolutional neural networks with template-based data augmentation for functional lung image quantification.</a> Acad Radiol. 26 (3), 412-423 (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+%22Magn+Reson+Med%22%5BJournal%5D)">Comparison between 2D and 3D gradient-echo sequences for MRI of human lung ventilation with hyperpolarized 3He.</a> Magn Reson Med. 52 (3), 673-678 (2004).</li>
<li>Willmering, M. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Improved+pulmonary+129+Xe+ventilation+imaging+via+3D-spiral+UTE+MRI%5BTitle%5D)+AND+%22Magn+Reson+Med%22%5BJournal%5D)">Improved pulmonary 129 Xe ventilation imaging via 3D-spiral UTE MRI.</a> Magn Reson Med. 84 (1), 312-320 (2020).</li>
<li>Collier, G. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Single+breath-held+acquisition+of+coregistered+3D+129+Xe+lung+ventilation+and+anatomical+proton+images+of+the+human+lung+with+compressed+sensing%5BTitle%5D)+AND+%22Magn+Reson+Med%22%5BJournal%5D)">Single breath-held acquisition of coregistered 3D 129 Xe lung ventilation and anatomical proton images of the human lung with compressed sensing.</a> Magn Reson Med. 82 (1), 342-347 (2019).</li>
<li>Zha, W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Semiautomated+ventilation+defect+quantification+in+exercise-induced+bronchoconstriction+using+hyperpolarized+helium-3+magnetic+resonance+imaging%3A+a+repeatability+study%5BTitle%5D)+AND+%22Acad+Radiol%22%5BJournal%5D)">Semiautomated ventilation defect quantification in exercise-induced bronchoconstriction using hyperpolarized helium-3 magnetic resonance imaging: a repeatability study.</a> Acad Radiol. 23 (9), 1104-1114 (2016).</li>
<li>Ray, N., Acton, S. T., Altes, T. A., de Lange, E. E., Brookeman, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Merging+parametric+active+contours+within+homogeneous+image+regions+for+MRI-based+lung+segmentation%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+Trans+Med+Imaging%22%5BJournal%5D)">Merging parametric active contours within homogeneous image regions for MRI-based lung segmentation.</a> IEEE Trans Med Imaging. 22 (2), 189-199 (2003).</li>
<li>Hughes, P. J. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Spatial+fuzzy+c-means+thresholding+for+semiautomated+calculation+of+percentage+lung+ventilated+volume+from+hyperpolarized+gas+and+1+H+MRI%5BTitle%5D)+AND+%22J+Magn+Reson+Imaging%22%5BJournal%5D)">Spatial fuzzy c-means thresholding for semiautomated calculation of percentage lung ventilated volume from hyperpolarized gas and 1 H MRI.</a> J Magn Reson Imaging. 47 (3), 640-646 (2018).</li>
<li>Tustison, N. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ventilation-based+segmentation+of+the+lungs+using+hyperpolarized+%283%29He+MRI%5BTitle%5D)+AND+%22J+Magn+Reson+Imaging%22%5BJournal%5D)">Ventilation-based segmentation of the lungs using hyperpolarized (3)He MRI.</a> J Magn Reson Imaging. 34 (3), 831-841 (2011).</li>
<li>Kanhere, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Correlation+of+lung+clearance+index+with+hyperpolarized+129Xe+magnetic+resonance+imaging+in+pediatric+subjects+with+cystic+fibrosis%5BTitle%5D)+AND+%22Am+J+Respir+Crit+Care+Med%22%5BJournal%5D)">Correlation of lung clearance index with hyperpolarized 129Xe magnetic resonance imaging in pediatric subjects with cystic fibrosis.</a> Am J Respir Crit Care Med. 196 (8), 1073-1075 (2017).</li>
<li>Rayment, J. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hyperpolarised+129Xe+magnetic+resonance+imaging+to+monitor+treatment+response+in+children+with+cystic+fibrosis%5BTitle%5D)+AND+%22Eur+Respir+J%22%5BJournal%5D)">Hyperpolarised 129Xe magnetic resonance imaging to monitor treatment response in children with cystic fibrosis.</a> Eur Respir J. 53 (5), 1802188(2019).</li>
</ol>

著者のJ.F.M.、J.P.M.、およびY.M.S.は、Polarean, Inc.がサポートする臨床試験に参加しています。 著者のJ.F.M.、Y.M.S.は、Polarean, Inc.にコンサルティングサービスを提供しています(5000ドル未満)。著者J.P.M.がPolarean, Inc.から研究支援を受ける

上記の換気および解剖学的MRIアプローチは、実装のシンプルさを維持しながら、画質とSNRを最大化するように設計されています-これらのシーケンスプロトコルは、多核操作が有効になっていれば、一般にベンダー製品のパルスシーケンスから適応することができ、画像はスキャナーコンピュータ上で自動的に再構築されます。ここで説明する2Dアプローチの1つの欠点は、スライス選択的励起RFパルスの使用であり、スキャン中に吸入された過分極129XeのT1緩和により、129Xe換気取得の早い段階で収集されたスライスと後で収集されたスライスの間に信号差が生じます。ここで説明する手順のもう1つの欠点は、129Xe換気スキャンとそれに対応する1H解剖学的スキャンが異なる息止めで取得されるため、換気と解剖学的スキャンの間で肺の膨張レベルまたは位置にばらつきが生じる可能性があることです。
129Xeと1Hの両方の3D換気イメージングとシングルブレスホールドイメージング...

過偏波129Xe MRIは、肺機能の特定の側面の非侵襲的で空間的に分解された特性評価と定量化のためのエキサイティングなツールです1,2,3。解剖学的陽子線MRIで使用されるものと同様の取得および再構成アプローチにより、肺に吸入された129Xeの画像が得られ、非換気肺領域の視覚化と換気分布の領域分解定量化が可能になります4,5,6,7,8.より高度なパルスシーケンスと分析技術により、分光MRIによる肺胞と肺毛細血管間のガス交換効率の定量化9,10,11,12,13や、拡散強調MRIによる肺胞微細構造の完全性の特性評価14,15,16など、さらに補完的な情報が得られます。
吸入された129Xeは、肺疾患のある被験者を含む成人および小児被験者において安全で忍容性が高いことが証明されています17,18。129回のXe MRIによる肺機能の測定では、慢性閉塞性肺疾患6,10,19、嚢胞性線維症20,21,22、特発性肺線維症23,24,25、喘息7,10など、多くの肺疾患の状況における構造的および機能的変化に対する感受性が示されています、26。129Xe MRIの高い安全性と忍容性を考えると、他の一般的なイメージングアプローチと比較してMRIには電離放射線がなく、129Xe MRIの結果の高い再現性27,28、129Xe MRIは、特に慢性肺疾患の経時的な治療を受けている個人の正確な連続モニタリングに大きな期待が寄せられています。
129Xe MRIの安全性と臨床的有望性により、2022年12月に12歳以上の29歳の人を対象とした肺換気画像検査のFDA承認に至りました。このため、今後数年間で、129回のXe MRIを実施できる研究施設や臨床施設(現在、世界中で~20施設)が大幅に増加すると予想されます。129Xe MRIが新しい施設に広がるにつれて、施設が臨床的に関連性のある129Xe MRI技術を迅速に構築し、スキャンを実行して既存の施設と密接に比較できる結果を生成できるようにするための堅牢な方法論リソースが存在することが重要です。
この作業では、129Xe MRI 臨床試験コンソーシアム (Xe MRI CTC) のメンバー機関によって合意され、最近のポジションペーパー 30 に要約された、肺換気のヒト過分極 129Xe MRI の現在のベスト プラクティスを概説します。トピックには、完全な 129Xe MRI ワークフローに最適なカスタマイズされたパルス シーケンスの準備、過偏波 129Xe ガスの準備と投与、ヒト 129Xe MRI セッション用に最適化されたワークフロー、および MRI セッション中の被験者の安全性と快適性を監視するためのベスト プラクティスが含まれます。

<table><tbody><tr><td>1.5Tまたは3Tの人間のMRIの走査器</td><td>Siemens</td><td></td><td>MAGNETOM Symphony(1.5T)またはVida(3T;古いモデルは、多核選択が取付けられている/取付けられている限り、問題ない;走査器はまたGEおよびPhilipsから利用できる</td></tr><tr><td>129Xeのhyperpolarizer</td><td>Polarean</td><td>9820</td><td></td></tr><tr><td>129Xe MRIのファントム</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>129Xe MRIのベスト コイル</td><td>臨床MRの解決</td><td></td> また他の<td>から利用できるベンダー</td></tr><tr><td>129Xe 偏光測定ステーション</td><td>Polarean</td><td>2881</td><td></td></tr><tr><td>1H MRI ファントム</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>129Xe MRIベストコイル</td><td></td><td></td>用コイルファイル <td>他のベンダーからも入手可能</td></tr><tr><td>それぞれのコイル ECGマシン</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>ヘリウムバッファガス</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>コイルからスキャナーへのインターフェースボックス</td><td></td><td></td><td>コイルに組み込むことができますが、そうでない場合は別途含める必要があります</td></tr><tr><td>液体窒素</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>MRI対応パルスオキシメータ</td><td>フィリップス</td><td>式 MR200</td><td></td></tr><tr><td>窒素バッファーガス</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>PFTマシン</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>プログラミング/画像解析ソフトウェア</td><td>MATLAB</td><td>R2023a</td><td>その他さまざまなオプション利用可能な</td></tr><tr><td>パルスシーケンス設計ソフトウェア</td><td>シーメン</td><td></td><td>スIDEAソフトウェアパッケージ;また、それぞれのスキャナーのためにGEとフィリップスから利用可能</td></tr><tr><td>スキャナー多核オプション</td><td>シーメン</td><td></td>ス<td>スキャナー統合ハードウェア/ソフトウェアパッケージ;また、それぞれのスキャナーのためにGEとフィリップスから利用可能</td></tr><tr><td>テドラーガスサンプリングバッグ(500、750、1000、1250、1500 mL)</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>キセノンガス(129Xe同位体濃縮)</td><td></td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

肺換気の過偏波 129xe磁気共鳴画像の取得

Acquiring Hyperpolarized 129Xe Magnetic Resonance Images of Lung Ventilation

過偏波 129Xe MRIは、構造的および機能的な肺イメージング技術のユニークな配列で構成されています。 129XeがMR造影剤として最近FDAに承認され、研究機関や臨床機関の間で 129Xe MRIへの関心が高まっていることを考えると、施設間の技術標準化はますます重要になっています。 129Xe MRI Clinical Trials Consortium(Xe MRI CTC)のメンバーは、 129Xe MRIワークフローの主要な側面のそれぞれについてベストプラクティスに合意しており、これらの推奨事項は最近の出版物にまとめられています。この研究は、Xe MRI CTC の推奨事項に従って、肺換気の 129枚の Xe MR 画像を収集するためのエンドツーエンドのワークフローを開発するための実用的な情報を提供します。MR 研究のための 129Xe の準備と投与について議論し、実証し、研究全体および個々の MR スキャンの適切なガス量の選択、個々の 129Xe 用量の準備と送達、および研究中の被験者の安全性と 129Xe 忍容性を監視するためのベスト プラクティスなどの特定のトピックを使用します。また、パルスシーケンスタイプと最適化されたパラメータ、 129Xeフリップ角度と中心周波数のキャリブレーション、 129Xe MRI換気画像解析など、MRの主要な技術的考慮事項についても説明します。

図1 は、健康な人の代表的な換気と3面ローカライザーの画像を示しています。換気画像では、肺全体で高い 129Xe信号が観察され、この個人では換気障害は明らかではありません。
図2、 図3、 図4 は、罹患した個人の代表的な換気と解剖学的画像を示しています。 図2 は、α-1アンチトリプシン欠乏症の患者で、 129枚のXe画像の斑点状の外観を観察することで、重度の換気障害を容易に検出できます。同様に、重度の換気障害が 図3に見られ、重度の嚢胞性線維症の個人が描かれています。 図4 は、慢性閉塞性肺疾患の患者を描いており、 <su...

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

Hyperpolarized 129Xe MRI comprises a unique array of structural and functional lung imaging techniques. Technique standardization across sites is ...

私たちの研究は、キセノンMRIを肺機能を評価するための臨床ツールとして確立することを目指しています。キセノンMRIは、COPD、喘息、嚢胞性線維症などの閉塞性肺疾患の患者さんの換気不良を直接可視化することができます。通常のMRIや肺機能検査では得られない情報を提供します。キセノンMRIは最近、肺換気の臨床評価のためにFDAによって承認されました。これは、この分野の人々による多大な努力の集大成であり、キセノンMRIが肺疾患の患者ケアと転帰をどのように改善できるかを示すエキサイティングな機会です。キセノンMRIはまだ比較的新しい技術ファミリーであり、標準化はまだ進行中のプロセスです。このプロトコルは、キセノン換気MRIの既存の基準を、これらのスキャンを初めて実行しようとしている臨床現場での研究に役立つことを期待する形式に抽出します。肺機能検査などの肺機能の一般的な臨床測定では、肺全体の数値が1つしかなく、空間情報は含まれていません。キセノンMRIは、肺の健康と機能のいくつかの側面の局所評価を行うことができ、臨床で非常に役立つと信じています。現在、キセノンMRIを実施している施設はごくわずかですが、最近のFDAの承認を考慮すると、まもなくさらに多くの施設が実施されると予想されます。このキセノン換気MRIプロトコルが、新しい施設の青写真として機能し、キセノンMRIの運用をより迅速に立ち上げるのに役立つことを願っています。

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Research

JoVE Journal

Medicine

医学

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。...

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

CTおよび 129Xe MRIは、画像レジストレーションを使用した局所分析に利用できる補完的な肺構造機能情報を提供します。ここでは、オープンソースプラットフォームを使用した 129Xe...

マルチモーダル肺イメージング:CTおよび過分極 129Xe MRIからの補完情報を使用して肺の構造機能を評価する

心筋組織の歪みのようなパラメータを測定するために正確で実用的な方法は、それが示されているので、その株が頻繁に使用されるパラメータEFより収縮不全のためのより高感度およびそれ以前のマーカーである、偉大な臨床的価値があります。...

特徴追跡を用いた磁気共鳴が派生心筋ストレインの評価

人工呼吸器誘発肺障害モデルマウスは、急性肺損傷を研究する重要なツールです。...

マウスにおける急性肺障害を誘発するために圧力制御された換気

拡散テンソル画像（DTI）は、基本的に識別するためのMRIベースのツールと​​して機能します...

神経変性疾患の分析における拡散テンソル磁気共鳴画像

神経筋疾患は、多くの場合、時間的に変化する、空間的に不均質な、と多面的な病態を呈します。このプロトコルの目的は、非侵襲的磁気共鳴画像法を用いてこの病変を特徴づけることです。...

骨格筋疾患の定量的磁気共鳴イメージング

ここに提示された方法は、各々が温熱（24°Cに2時間暴露後にスキャンし、18 F-フルオロデオキシ（18 F-FDG）陽電子放出断層撮影/コンピュータ断層撮影法（PET-CT）および脂肪-水分離、磁気共鳴イメージング（MRI）を使用し）と成人のヒト対象における褐色脂肪組織（BAT）をマッピングするために冷たい条件（17℃）。...

人間の褐色脂肪組織デポは自動的に陽電子放射断層撮影/コンピュータ断層撮影法で区分されると磁気共鳴画像登録

ここに提示された方法は、同時陽電子放出断層撮影法および磁気共鳴イメージングを使用します。脳低酸素虚血モデルでは、拡散およびグルコース代謝の動的変化は、負傷中および後に発生します。意味のあるマルチモーダルイメージングデータを取得する場合は、このモデルにおける進化と再生不可能な損傷が同時取得を必要とします。...

マウス脳低酸素性虚血の間に同時PET / MRIイメージング

この研究は、ヒトの骨格筋におけるミトコンドリア酸化的リン酸化的リン酸化）能力（OXPHOS）能力を定量化するin vivo phosphorus-31磁気共鳴分光法（31PMRS）技術の実現可能性を示しています。...

リン-31磁気共鳴分光法：測定するためのツールインビボミトコンドリア酸化的リン酸化能力

超高磁場磁気共鳴する固有の感度利得は、心臓の高空間分解能イメージングのための約束を保持しています。ここでは、高度なマルチ チャンネル高周波コイル、磁気フィールドをシミングとトリガーの概念を使用して 7 テスラで機能的心臓血管磁気共鳴 (CMR) 用にカスタマイズされたプロトコルについて述べる.

7 テスラで心臓磁気共鳴イメージング

学ぼう、過偏波¹²⁹Xe MRIによる肺換気評価法。COPDや喘息など閉塞性肺疾患の換気欠損を可視化し、患者ケアと転帰改善に貢献する臨床ツールとしての標準化プロトコルを解説します。

肺換気の過偏波 ¹²⁹Xe磁気共鳴画像の取得

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