방법 논문

조정 아티 스핀 라벨을 사용하여 폐 관류의 자기 공명 이미징 부량

DOI:

10.3791/2712

⸱

2011년 5월 30일

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

이 논문에서

요약

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세 가지 다른 영감 산소 농도에 노출이 경우에 생리 조건에 따라 다양한 폐동맥 혈류의 분포를 연구 MR 이미징 방법 : hypoxia, normoxia, 그리고 hyperoxia가 설명되어 있습니다. 이 기술은 MR 검사 환경에서 인간의 폐 생리학 연구 기술을 활용합니다.

초록

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이것은 normoxia 동안 건강한 과목 hypoxia (F I O 2 = 0.125), 그리고 hyperoxia ((O 2, 분수 (F I O 2) = 0.21 영감을)에서 폐동맥 혈류의 공간적 분포를 측정할 수 MR 이미징 방법을 보여줍니다 F I O 2 = 1.00). 또한, 피사체의 생리적 반응은 MR 검사 환경에서 모니터링하고 있습니다. MR 이미지는 기능 잔류 용량에서 우측 폐의 화살 슬라이스에서 숨을 보류 중 1.5 T MRI GE 스캐너를 획득했다. 동맥 스핀 라벨링 순서 (ASL - 공정한)이 지역 양성자 (예 : H 2 O)를 계량하는 데 사용된 폐 혈액 흐름 1,2 및 다중 에코 빠른 기울기 에코 (mGRE) 순서 3의 공간적 분포를 측정하는 데 사용되었다 각 voxel (g 폐 조직마다 분당 밀리리터 혈액)에 대한 밀도화된 재관류의 부량를 허용 밀도.

밸브와 안면 스위칭 공기는 2 방식이 아닌 rebreathing 밸브가 장착된와 다른 산소 농도는 영감을 가스 튜브를 통해 MR 스캐너의 주제 도입되었습니다. 신진 대사 카트 날숨 튜브를 통해 날숨 가스를 수집했습니다. 혼합 날숨 O 2, CO 2 농도, 산소 소비, 이산화탄소 생산, 호흡 교환 비율, 호흡 주파수 및 갯벌 볼륨이 측정되었다. 심장 박동과 산소 포화도는 펄스 oximetry을 사용하여 모니터링할되었습니다. 일반 과목에서 얻은 데이터는 예상대로, 심장 박동이 normoxia (51) 또는 hyperoxia (50) 동안보다 hypoxia (60 BPM)에 높은되었고 동맥 산소 포화도 (SpO 2) 86%에 hypoxia 동안 감소 되었음 것으로 나타났다. 환기, hypoxia 동안 7.04 L / 분 normoxia 동안, 그리고 hyperoxia 동안 6.64 L / 분 8.31 L / 분 BTPS했습니다 의미합니다. 조수 볼륨 normoxia 동안 hypoxia, 0.69 L 동안 0.76 L, 그리고 hyperoxia 동안 0.67 L되었습니다.

대표 계량 ASL 데이터는 평균 밀도 표준 재관류가 8.26 ML / normoxia 동안 분 / g과 8.46 hyperoxia 동안 ML / 분 / G, 각각 hypoxia 동안 8.86 ML / 분 / G 보였다. 동안이 주제에서는, 상대 분산 4, 글로벌 이질의 인덱스 (normoxia 동안 hypoxia 동안 1.07, 0.85, 그리고 hyperoxia 중 0.87) hypoxia 증가했던 프랙탈 차원 (DS), 혈관 분기 구조를 반영 이질의 다른 인덱스, (normoxia 중 hypoxia 동안 1.24, 1.26, 그리고 hyperoxia 중 1.26) 변경되었습니다.

개요. 이 프로토콜은 동맥 스핀 라벨링 (ASL)로 알려진 자기 공명 이미징 기술을 사용하여 normoxia, hypoxia, 그리고 hyperoxia의 조건 noninvasively 폐의 재관류의 분포를 측정하기위한 데이터의 수집을 설명합니다.

이유 : MR 기법을 사용하여 폐 혈액 흐름과 폐 프로톤 밀도의 측정이 높은 공간 해상도 계량 수있는 이미지와 여러 생리적 조건 하에서 반복 측정을 수행할 수있는 기능을 제공합니다. 인간 연구에서 PET, SPECT, 그리고 중부 표준시은 일반적으로 다른 기법으로 사용됩니다. 그러나 이러한 기술은 이온화 방사선에 노출을 포함하고, 따라서 인간의 과목에서 반복 측정에 적합하지 않습니다.

프로토콜

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1. 제목 모집

  1. 제목 인구
    1. 과목은 연구에 필요한 특정 인구 통계에 맞게 광고에 채용하고 있습니다.
    2. 심장이나 폐 질환의 병력과 45 -이 특정 연구에 대한 주제는 19 세 사이의 건강한, 비흡연자가입니다.
  2. 정보 동의
    1. 이 연구는 캘리포니아 대학, 샌디에고, 인간 연구 보호 프로그램에 의해 승인됩니다.
    2. 제목이 연구, 예를 들어 자기장 노출 (MRI) 및 hypoxic 및 hyperoxic 가스를 호흡의 잠재적인 위험의 정보입니다.
      피사체가 여성과 출산의 능력이있다면, 소변 샘플은 임신을 배제하기 위해 연구의 발병 이전에 수집됩니다. 자기장에 노출이 개발 태아에 해로운 것으로 매우 가능성이 있지만, 정확한 잠재적인 위험이 알 수 있습니다. 또한 hypoxia은 태아에 위험을 선물 할 수도 있습니다. 이러한 이유로 임신 여성은 연구에서 제외됩니다.
  3. MR 안전 심사
    모든 실험체는 자기 공명 검사를 contraindicate 것입 항목에 대해 설문 조사를 완료해야합니다. 금기가 발견되면, 제목은 연구에서 제외됩니다.

2. 준비

  1. 신체 검사
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토론

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이 방법은 MR 검사 환경에서 기본적인 생리 기술을 사용하여 폐동맥 혈류의 공간적 분포에 대한 영감을 산소 농도의 효과 측정이 가능합니다. 폐의 양적 프로톤 이미징와 함께 생리 기법의 사용은 비교적 쉽게 구현됩니다.

좋은 품질 테스트를 보장하기 위해 가장 중요한 단계는 올바른 폐 볼륨에서와 이미지 시퀀스로 synchrony에서 숨을 - 저장할 주제를 훈련합니다. ASL과 프로톤 모두 밀도 이미지 FRC 폐 볼륨의 재현성에 의존하고 있기 때문에, 어떤 횡격막이나 가슴 벽의 운동은 그 이미지의 misregistration로 이어질 것입니다. 잘 훈련된 과목 일부 과목은 스캐너에서 호흡하기 때문에 조사는 또한 신진 대사 장바구니에 의해 측정 갯벌 볼륨을 모니터링하고 정상적인 호흡을 위해 주제에 의견을 제공해야 MR 스캐너에서 반복 FRC 폐 볼륨을 재현 할 수 있습니다. 특히 hypoxic 노출 동안에 마지막 산소 포화도는 대상 안전 감시해야합니다.

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공개 사항

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관심 없음 충돌 선언하지 않습니다.

감사의 글

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

NIH HL081171, NIH HL080203 지원

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재료

이 논문에 사용된 재료 목록
이름회사카탈로그 번호댓글
장비 회사 모델
MRI GE 1.5 T GE HDx E​​XICITE twinspeed 스캐너
신진 대사 장바구니 ParvoMedics TrueOne 2400
펄스 산소 농도계 Nonin FOR 7500
Spirometer 의료 기술 앤도버 EasyOne의 diagonostic의 Spirometer
마스크 한스 & 루돌프 7400 시리즈 오로 - 네이절 마스크, 소형, 중형 및 대형
밸브 한스 & 루돌프 양방향이 아닌 rebreathing 밸브 T - 모양 ™ 구성, 2600 중간. 대형 2,700
헤드 세트 한스 & 루돌프 헤드 캡 (어른 사이즈), 스트랩 및 잠금 클립.
공압 방향 제어 밸브 및 제어기 한스 & 루돌프 싱글 피스톤 슬라이딩 타입 ™ 밸브와 컨트롤러 4285A
비 Diffusing 가스 수집 가방 한스 & 루돌프 6100 (100리터).
튜브 VacuMed 클린 - 보르 튜브 108 ", 1-3/8"OD 부품
유령 맨토 브레스트 임플란트 라운드, 250cc
matlab MathWorks

참고문헌

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

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재인쇄 및 허가

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