다중 모드 폐 영상: CT 및 Hyperpolarized 129Xe MRI의 보완 정보를 사용하여 폐 구조-기능 평가

Rachel  L Eddy; George H Xu; Jonathon A Leipsic; Janice M Leung; Don D Sin; Chase S Hall; Roger C Tam

doi:10.3791/66257

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방법 논문

다중 모드 폐 영상: CT 및 Hyperpolarized ¹²⁹Xe MRI의 보완 정보를 사용하여 폐 구조-기능 평가

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DOI:

10.3791/66257

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2024년 4월 12일

Rachel L Eddy¹^,² , George H Xu³ , Jonathon A Leipsic¹^,⁴ , Janice M Leung¹^,² , Don D Sin¹^,² , Chase S Hall⁵ , Roger C Tam³^,⁴

¹UBC Centre for Heart Lung Innovation, St. Paul’s Hospital, ²Division of Respiratory Medicine, Department of Medicine, University of British Columbia, ³School of Biomedical Engineering, University of British Columbia, ⁴Department of Radiology, University of British Columbia, ⁵Division of Pulmonary and Critical Care Medicine, University of Kansas Medical Center

이 논문에서

요약

CT 및 ¹²⁹Xe MRI는 이미지 정합을 사용하여 국소 분석에 활용할 수 있는 보완적인 폐 구조-기능 정보를 제공합니다. 여기에서는 오픈 소스 플랫폼을 사용하여 ¹²⁹Xe MR에서 CT 이미지 등록에 대한 기존 문헌을 기반으로 하는 프로토콜을 제공합니다.

초록

과분극 ¹²⁹Xe 가스 MRI는 폐 가스 분포 및 가스 교환을 포함한 국소 폐 기능을 평가하고 측정하는 새로운 기술입니다. 흉부 컴퓨터 단층 촬영(CT)은 몇 초 만에 고해상도 이미지를 획득하는 신속한 CT 프로토콜과 CT 스캐너의 광범위한 가용성 덕분에 여전히 폐 이미징의 임상 황금 표준으로 남아 있습니다. 정량적 접근법을 통해 흉부 CT에서 구조적 폐 실질, 기도 및 혈관 측정값을 추출할 수 있었으며, 이는 많은 임상 연구 연구에서 평가되었습니다. CT와 ¹²⁹Xe MRI는 함께 국소 폐 구조와 기능을 평가하는 데 사용할 수 있는 보완 정보를 제공하여 폐 건강 및 질병에 대한 새로운 통찰력을 제공합니다. ¹²⁹분Xe MR-CT 영상 정합을 수행하여 국소 폐 구조 기능을 측정하여 폐 질환 병태 생리학을 더 잘 이해하고 영상 유도 폐 중재술을 수행할 수 있습니다. 여기에서는 연구 또는 임상 환경에서의 구현을 지원하기 위해 ¹²⁹Xe MRI-CT 등록 방법을 간략하게 설명합니다. 현재까지 문헌에 사용된 등록 방법 및 응용 프로그램도 요약되어 있으며, ¹²⁹Xe MR-CT 이미지 정합과 관련된 기술적 문제를 더욱 극복하고 국소 폐 구조-기능 평가의 광범위한 구현을 촉진할 수 있는 향후 방향에 대한 제안이 제공됩니다.

서론

과분극 가스 자기 공명 영상(MRI)은 거의 30년 전에 폐 환기 분포를 평가하기 위한 새로운 기능적 폐 영상 방식으로 처음 등장했습니다¹. 그 이후로 과분극 가스 MRI를 사용한 연구는 천식, 만성 폐쇄성 폐질환(COPD) 및 낭포성 섬유증과 같은 만성 폐 질환 환자의 폐 기능 특성에 대한 수많은 통찰력을 보여주었습니다 2,3,4,5,6. 과분극 ³He와 ¹²⁹Xe 가스는 모두 역사적으로 사용되었습니다. 그러나 ¹²⁹Xe는 ³He 가스의 가용성이 제한되어 있기 때문에 현재 주요 흡입제입니다. ¹²⁹분Xe는 또한 폐포막을 가로질러 자유롭게 확산되고 폐 모세혈관의 적혈구에 흡수됩니다. 이 소위 '용해 단계'에서 ¹²⁹Xe는 단일 호흡 참기 스캔 ....