Obrazowanie metodą rezonansu magnetycznego Kwantyfikacja perfuzji płucnej przy użyciu skalibrowanego znakowania wirowania tętnic

Podsumowanie

Opisano metodę obrazowania MR do badania rozkładu przepływu krwi w płucach w różnych warunkach fizjologicznych, w tym przypadku ekspozycję na trzy różne wdechu stężenia tlenu: hipoksję, normoksję i hiperoksję. Technika ta wykorzystuje techniki badawcze fizjologii płuc człowieka w środowisku skanowania MR.

Streszczenie

To demonstruje metodę obrazowania MR do pomiaru przestrzennego rozkładu przepływu krwi w płucach u zdrowych osób podczas normoksji (wdychanie O₂, frakcja (F_IO₂) = 0,21), niedotlenienie (F_IO₂ = 0,125) i hiperoksja (F_IO₂ = 1,00). Ponadto reakcje fizjologiczne pacjenta są monitorowane w środowisku skanowania MR. Obrazy MR uzyskano na skanerze MRI GE o masie 1,5 T podczas wstrzymania oddechu z strzałkowego wycinka w prawym płucu przy funkcjonalnej pojemności resztkowej. Tętnica Sekwencja znakowania wirowego (ASL-FAIRER) została wykorzystana do pomiaru przestrzennego rozkładu przepływu krwi w płucach ^1,2 i postu wieloechowego sekwencja echa gradientowego (mGRE) ³ została wykorzystana do ilościowego określenia regionalnej gęstości protonów (tj._H2O), co umożliwiło kwantyfikację perfuzji znormalizowanej gęstością dla każdego woksela (mililitrów krwi na minutę na gram tkanki płucnej).

Z pneumatycznym zaworem przełączającym i maską na twarz wyposażoną w 2-drogowy zawór bez ponownego oddychania, różne stężenia tlenu zostały wprowadzone do obiektu w skanerze MR przez rurki z gazem wdychanym. Wózek metaboliczny zbierał gaz wydechowy przez rurkę wydechową. Mieszane stężenia_O2 i CO₂ w wydechu, zużycie tlenu, produkcja dwutlenku węgla, współczynnik wymiany oddechowej, Mierzono częstość oddechową i objętość oddechową. Tętno i saturację tlenem monitorowano za pomocą pulsoksymetrii. Dane uzyskane od osoby zdrowej wykazały, że zgodnie z oczekiwaniami częstość akcji serca była wyższa w niedotlenieniu (60 uderzeń na minutę) niż podczas normoksji (51) lub hiperoksji (50), a nasycenie tlenem tętniczym (SpO₂) było zmniejszone podczas niedotlenienia do 86%. Średnia wentylacja wynosiła 8,31 l/min BTPS podczas niedotlenienia, 7,04 l/min podczas normoksji i 6,64 l/min podczas hiperoksji. Objętość oddechowa wynosiła 0,76 l podczas niedotlenienia, 0,69 l podczas normoksji i 0,67 l podczas hiperoksji.

Reprezentatywne ilościowe dane ASL wykazały, że średnia gęstość znormalizowanej perfuzji wynosiła odpowiednio 8,86 ml/min/g podczas niedotlenienia, 8,26 ml/min/g podczas normoksji i 8,46 ml/min/g podczas hiperoksji. W tym przypadku względna dyspersja⁴, wskaźnik globalnej heterogeniczności, była zwiększona w niedotlenieniu (1,07 podczas niedotlenienia, 0,85 podczas normoksji i 0,87 podczas hiperoksji), podczas gdy wymiar fraktalny (Ds), kolejny wskaźnik niejednorodności odzwierciedlający strukturę rozgałęzień naczyniowych, pozostał niezmieniony (1,24 podczas niedotlenienia, 1,26 podczas normoksji i 1,26 podczas hiperoksji).

Przegląd. Protokół ten zademonstruje pozyskiwanie danych w celu nieinwazyjnego pomiaru rozkładu perfuzji płucnej w warunkach normoksji, niedotlenienia i hiperoksji przy użyciu techniki obrazowania rezonansu magnetycznego znanej jako znakowanie spinu tętniczego (ASL).

Uzasadnienie: Pomiar przepływu krwi w płucach i gęstości protonów w płucach za pomocą techniki MR oferuje obrazy o wysokiej rozdzielczości przestrzennej, które można określić ilościowo, oraz możliwość wykonywania powtarzających się pomiarów w kilku różnych warunkach fizjologicznych. W badaniach na ludziach PET, SPECT i CT są powszechnie stosowane jako techniki alternatywne. Jednak techniki te wiążą się z ekspozycją na promieniowanie jonizujące, a zatem nie nadają się do powtarzania pomiarów u ludzi.

Protokół

1. Rekrutacja podmiotu

1. Populacja badana
   1. Uczestnicy są rekrutowani za pomocą reklamy, aby dopasować się do określonych grup demograficznych wymaganych w badaniu.
   2. Przedmiotem tego konkretnego badania jest zdrowa, niepaląca osoba w wieku od 19 do 45 lat, bez historii chorób serca lub płuc.
2. Świadoma zgoda
   1. Badanie to zostało zatwierdzone przez Uniwersytet Kalifornijski w San Diego, Human Research Protections Program.
   2. Uczestnik jest informowany o potencjalnych zagrożeniach związanych z tym badaniem, np. narażeniu na pole magnetyczne (MRI) oraz o wdychaniu gazów hipoksycznych i hiperoksycznych.
      Jeśli pacjentka jest kobietą i jest zdolna do zajścia w ciążę, przed rozpoczęciem badania pobiera się próbkę moczu, aby wykluczyć ciążę. Chociaż jest bardzo mało prawdopodobne, aby narażenie na pola magnetyczne było szkodliwe dla rozwijającego się płodu, dokładne potencjalne ryzyko nie jest znane. Ponadto niedotlenienie może stanowić zagrożenie dla płodu. Z tych powodów kobiety w ciąży są wykluczone z badania.
3. Kontrola bezpieczeństwa MR
   Wszyscy nasi badani muszą wypełnić kwestionariusz dotyczący elementów, które stanowiłyby przeciwwskazanie do badania rezonansem magnetycznym. W przypadku stwierdzenia przeciwwskazania uczestnik zostaje wykluczony z badania.

2. Przygotowanie

1. Fizykalne
   1. Pacjent jest przesłuchiwany na temat swojego zdrowia fizycznego i nawyków, a następnie jest poddawany krótkiemu badaniu fizykalnemu przez licencjonowanego lekarza.
   2. Mierzony jest również wzrost i waga obiektu. Wartości te służą do oszacowania przewidywanych wartości testu czynnościowego płuc i współczynnika absorpcji swoistej (SAR). Oszacowanie SAR jest ważne, ponieważ istnieje możliwość podgrzania tkanki badanego przez energię o częstotliwości radiowej (RF) niezbędną do wytworzenia obrazów MR.
2. Test czynnościowy płuc
   Objętość płuc mierzy się za pomocą spirometrii w pozycji wyprostowanej. Pacjent przeprowadza badanie funkcji płuc poprzez w ręczny spirometr (EasyOne Spirometer, Medical Technologies Andover). Klips na nos służy do zapewnienia, że całe powietrze zostanie usunięte z ust. Dane spirometryczne są pozyskiwane w trzech egzemplarzach, aby zapewnić wiarygodne dane. Jakość testu czynnościowego płuc musi spełniać kryteria Amerykańskiego Towarzystwa Klatki Piersiowej / Europejskiego Towarzystwa Chorób Układu Oddechowego⁵.

3. Badanie rezonansu magnetycznego

1. Sesja treningowa mająca na celu uzyskanie wiarygodnej funkcjonalnej pojemności resztkowej (FRC) objętości płuc podczas wstrzymywania oddechu.
   Nasze obrazy płuc są pozyskiwane, gdy płuco znajduje się w FRC. Jest to łatwo osiągalna objętość płuc i wzmacnia stosunek sygnału do szumu na obrazie poprzez zwiększenie gęstości protonów. Nasi pacjenci są szkoleni, aby komfortowo odtworzyć tę objętość płuc. Jeśli uczestnik jest pierwszym uczestnikiem jednego z naszych badań, ta sesja szkoleniowa jest kończana, zanim uczestnik wejdzie do skanera MR. Ponieważ skaner wydaje dźwięki podczas akwizycji, nagranie dźwiękowe akwizycji obrazu jest odtwarzane dla obiektu, a badany jest trenowany, podczas gdy ćwiczy synchronizację oddechu z nagraniem dźwiękowym.
2. Konfiguracja oddychania
   1. Zestaw wdechowy
      Rurka wdechowa jest podłączona do worków gazowych Mylar, które będą zawierać gazy hiperoksyczne i hipoksyjne lub powietrze normoksyczne i są podawane przez zawór przełączający (zawór przesuwny™ z pojedynczym tłokiem i sterownikiem 4285A, Hans Rudolph). Zawór jest sprawdzany pod kątem normalnego działania.
      Worki z gazem, które podają wdychane gazy do badanego, znajdują się w pomieszczeniu skanera i są podłączone do zbiorników z gazem o różnych stężeniach tlenu w pomieszczeniu konsoli MR. Gaz jest dodawany do worka przez badacza poprzez manipulację regulatorami zbiornika gazu.
      Badacz musi monitorować torbę przez okno w pomieszczeniu konsoli, aby upewnić się, że objętość gazu jest wystarczająca, aby upewnić się, że tester ma wystarczającą ilość gazu do normalnego wdechu. F_IO₂ gazów hiperoksycznych i hipoksycznych wynosi odpowiednio 1,0 i 0,125. Powietrze w pomieszczeniu jest wykorzystywane do produkcji gazu normoksycznego.
   2. Konfiguracja wygaśna
      Rurka do oddychania wydechowego jest wystarczająco długa, aby połączyć się z badanym w skanerze MR przez przejście do wózka metabolicznego (TrueOne 2400, ParvoMedics) w pomieszczeniu konsoli MR.
      Wózek metaboliczny mierzy objętość wydychanego powietrza, a także mieszane stężenia O₂ i CO₂ w wydechu. Na podstawie tych parametrów oblicza również różne objętości oddechowe, takie jak objętość oddechowa, zużycie tlenu (V. O₂), produkcja dwutlenku węgla (V. CO₂) i iloraz oddechowy.
      Przed każdym badaniem konieczna jest kalibracja czujników_O2 i CO₂ oraz przepływomierza. Badacz kalibruje system wózka metabolicznego, postępując zgodnie z wbudowanymi instrukcjami zgodnie z oprogramowaniem operacyjnym wózka metabolicznego. Czujniki O₂ i CO₂ są regulowane za pomocą dwupunktowej kalibracji między gazem kalibracyjnym (FO₂ = 0,16 i FCO₂ = 0,04) a powietrzem w pomieszczeniu (FO₂ = 0,2098 i FCO₂ = 0,00). Przepływomierz jest kalibrowany za pomocą znormalizowanej 3-litrowej strzykawki. Badacz pompuje 3-litrowe objętości powietrza (o temperaturze pokojowej i ciśnieniu atmosferycznym) do wózka metabolicznego przez rurkę do oddychania wydechowego wyposażoną w 2-drogowy zawór Hansa Rudolpha, który jest identyczny z tym, który jest przymocowany do maski badanego. Aby uwzględnić różne natężenia przepływu podczas oddychania, kalibracja ta jest wykonywana co najmniej pięć razy przy przepływach szczytowych w zakresie od 50 l/min ATPS do 80 l/min dla pomiarów spoczynkowych. Objętość w wężyku i ustniku jest obliczana, a w połączeniu z danymi oddechowymi badanych pozwala to na skorygowanie czasu opóźnienia spowodowanego długością rurki wydechowej.
   3. Maska
      Sterylizowana na zimno maska silikonowa (seria 7400 Oro-Nosal Mask, Hans Rudolph) jest dopasowana do pacjenta, aby umożliwić dostarczanie różnych mieszanin gazów i pozyskiwanie danych metabolicznych i oddechowych podczas sesji obrazowania (rozmiar: mały, mały, średni, duży i bardzo duży). Większość dorosłych osób jest wyposażona w małe, średnie lub duże maski.
      Maska wyposażona we wstępnie wysterylizowany zawór bez ponownego oddychania (konfiguracja dwukierunkowego zaworu bez ponownego oddychania w kształcie™ litery T, 2600 Medium, 2700 Large, Hans Rudolph) jest mocowana na twarzy osoby badanej za pomocą siatkowej nasadki i sprawdzana pod kątem wycieków. Następnie podłącza się rurki wdechowe i wydechowe.
3. Konfiguracja MR
   1. Tester leży na wznak, ze stopami skierowanymi w stronę skanera wydrążonego na przesuwanym stole, który przesuwa się do skanera rezonansu magnetycznego.
   2. Poduszki i podkładki piankowe służą do maksymalizacji komfortu fotografowanej osoby. Pulsoksymetr (7500 FO, Nonin) jest umieszczany na palcu pacjenta w celu monitorowania saturacji tlenem i tętna, co jest szczególnie ważne, gdy pacjent jest narażony na niedotlenienie.
   3. Elektrodę EKG umieszcza się na klatce piersiowej pacjenta. Pozwala to na bramkowanie sekwencji MR znakowania spinu tętniczego (ASL) do kompleksu QRS.
   4. Gdy pacjent nosi maskę, nie może łatwo komunikować się z personelem badawczym. Kulka do wyciskania jest umieszczana w dłoni fotografowanej osoby i przyklejana taśmą. Dzięki temu podmiot może w każdej chwili powiadomić śledczych, że potrzebuje pomocy.
   5. Zatyczki do uszu są podawane osobie badanej, aby chronić ją przed hałasem wytwarzanym przez skaner.
   6. Trzy fantomy MR są umieszczane na klatce piersiowej podmiotu. Fantomy są wykorzystywane do ilościowego określania sygnału MR podczas przetwarzania końcowego i zostały wcześniej scharakteryzowane.
   7. Cewka tułowia jest również umieszczona nad fantomami na klatce piersiowej podmiotu. Cewka tułowia służy do zwiększenia stosunku sygnału do szumu obrazu MR w porównaniu z cewką ciała poprzez zmniejszenie fizycznej odległości między odbiornikiem a obiektem. Na koniec obiekt przykrywa się kocem, aby zapewnić mu wygodę.

4. Skanowanie MR

1. Przed skanowaniem
   1. Osoba badana jest proszona o położenie stóp do przodu na stole do skanowania MRI. Następnie stół skanowania przesuwa obiekt do środka otworu skanera MRI.
   2. Operator skanera często rozmawia z osobą, aby upewnić się, że pacjent czuje się komfortowo i przypomnieć mu, aby ścisnął kulkę do ściskania, jeśli potrzebuje pomocy.
   3. Badacze monitorują EKG, nasycenie_O2, objętość oddechową, V. O₂ i V. CO₂ . Pierwsze kilka minut monitorowania jest szczególnie ważne dla zapewnienia dobrej jakości danych; Jeśli te liczby nie mieszczą się w oczekiwanym zakresie, kalibrację należy powtórzyć, a maskę twarzową i rurkę sprawdzić, czy nie ma wycieków.
2. Sekwencje badań obrazowych
   1. Sekwencja lokalizacyjna jest pobierana najpierw w celu uzyskania obrazów anatomicznych w celu określenia umiejscowienia wycinka obrazowania w tułowiu.
   2. Plaster wybiera się w płaszczyźnie strzałkowej z części prawego płuca, w której odległość przednia – tylna jest największa. Grubość plastra wynosi zwykle 15 mm, a pole widzenia to 40 cm x 40 cm.
3. Etykietowanie wirowania tętniczego
   Znakowanie spinu tętniczego - wrażliwe na przepływ naprzemienne odzyskiwanie inwersji z dodatkową sekwencją impulsów RF (ASL-FAIRER) z pół-Fourierowskim schematem obrazowania z pojedynczym turbo spin-echo (HASTE) jest wykorzystywane do uzyskania regionalnych danych perfuzji ^1,2.
   1. Osoba badana usłyszy serię par dźwięków, przy czym "bang-bang" oznacza znacznik magnetyczny i akwizycję obrazu. Pierwszy odgłos jest krótszy niż drugi. Ta różnica w dźwięku jest zauważalna. Pomiędzy tymi parami dźwięków, badany musi wykonać jeden cykl oddychania: wdech i wydech, przed następną parą. Podczas par dźwięków tester musi wstrzymać oddech na FRC.
   2. Badany jest poddawany próbnej akwizycji obrazu, podczas której badani ćwiczą oddychanie, z którym byli zaznajomieni przed umieszczeniem ich w skanerze (opisanym powyżej).
   3. Operator rezonansu magnetycznego ocenia jakość obrazów płuc na podstawie ruchu przepony. Jeśli ruch jest minimalny, rozpoczynają się pomiary ASL. Badacze monitorują objętość oddechową. Przybliżona docelowa objętość oddechowa wynosi 500-700 ml, co jest zgodne z normalną wentylacją z dodatkową martwą przestrzenią od zaworu.
   4. Podstawowa zasada ilościowego oznaczania perfuzji płucnej jest szczegółowo opisana w odniesieniach 1 i 2. W tej sekwencji MR rejestrowane są dwa różne obrazy bramkowane sercem w odstępie 5 sekund między nimi. Czas obrazu między znacznikiem a akwizycją obrazu (tj. między pierwszym dźwiękiem huku a drugim dźwiękiem wybuchu) jest ustawiony na 80% przedziału R-R, aby umożliwić pobranie jednego skurczowego wyrzutu krwi. Sygnał z krwi jest przygotowywany na dwa różne sposoby. Na jednym obrazie podłużne namagnesowanie zarówno krwi, jak i tkanki wewnątrz i na zewnątrz wycinka obrazu jest odwrócone, co skutkuje bardzo słabym sygnałem zarówno z krwi, jak i tkanki. Na drugim obrazie inwersja jest stosowana tylko do obrazowanego wycinka, w wyniku czego napływ krwi spoza wycinka obrazu do wycinka ma silny sygnał MR. Gdy dwa obrazy zostaną odjęte, niwelując w ten sposób sygnał stacjonarny, wynikiem jest ilościowa mapa krwi dostarczonej do wycinka obrazu w ciągu jednego okresu wyrzutu skurczowego. Rozdzielczość wynosi 256 x 128 pikseli; Dlatego rozmiar woksela wynosi ̃1,5 x ̃3,1 x 15 mm ( ̃0,07 cm³).
4. Gęstość protonów w płucach
   Oprócz obrazów ASL używamy również sekwencji multi-echo fast gradient echo (mGRE) do pomiaru gęstości protonów w płucach ³. Pozwala to na wyrażenie pomiarów perfuzji w ml/min/g i uwzględnia deformację tkanki płucnej wewnątrz klatki piersiowej⁶. Ta sekwencja jest uruchamiana dwukrotnie, raz dla cewki tułowia i jedna dla cewki ciała.
   1. Podczas akwizycji obrazu gęstości protonów obiekt będzie słyszał ciągły dźwięk, który będzie trwał przez około 10 sekund. W tym czasie tester musi wstrzymać oddech i pozostać w FRC.
      Podstawowa zasada ilościowego określania gęstości protonów w płucach jest opisana w odnośniku 3. Rozdzielczość wynosi 64 x 64 piksele; Dlatego rozmiar woksela wynosi ̃6,3 x ̃6,3 x 15 mm ( ̃0,59 cm³).
5. Przełączanie gazów wdechowych
   1. W tym badaniu gazy o F_IO₂ = 0,21 (normoksja/powietrze w pomieszczeniu), F_IO₂ = 0,125 (hipoksja) i F_IO₂ = 1,00 (hiperoksja) są prezentowane w zrównoważonej kolejności między badanych, chociaż mogą być one zmieniane według potrzeb, zgodnie z celami badawczymi
   2. Po tym, jak badany osiągnie stan stacjonarny w określonym stanie ( ̃20 minut dla określonego gazu) ⁷, wykonywane są pomiary MR perfuzji i gęstości protonów. W tym przypadku wybrano 20-minutowy okres ekspozycji na gaz przed obrazowaniem, ponieważ chociaż inicjacja reakcji niedotlenienia naczyń płucnych następuje w ciągu kilku sekund, odpowiedź na niedotlenienie pęcherzyków płucnych nie jest maksymalna do 20 minut ⁸, co jest zgodne z celem tego konkretnego badania.

5. Przetwarzanie końcowe

Przetwarzanie końcowe jest wykonywane przy użyciu specjalnie opracowanego oprogramowania w środowisku programistycznym MATLAB.

1. Korekcja niejednorodności cewki
   Korzystając ze sparowanych obrazów mGRE z jednorodnej cewki ciała i niejednorodnej cewki tułowia (sekcja 4.1), wszystkie obrazy przepływu krwi i gęstości protonów są korygowane pod kątem niejednorodności cewki dla każdego pacjenta ⁶. Metoda ta jest opisana w pozycjach bibliograficznych 6 i 9.
2. Perfuzja znormalizowana gęstością
   1. Po skorygowaniu odjętego obrazu ASL pod kątem niejednorodności cewki, regionalny przepływ krwi w płucach określa się ilościowo w mililitrach (krew) na minutę na centymetr sześcienny (woksel).
   2. Gęstość znormalizowanej perfuzji wyrażonej w mililitrach (krew) na minutę na gram wody oblicza się, dzieląc obraz ASL przez obraz gęstości protonów, aby uzyskać perfuzję w mililitrach na minutę na gram płuc (tkanka + krew).
   3. Technika oparta na wzajemnych informacjach, która obejmuje translację i rotację, jest wykorzystywana do rejestracji obrazów ASL i gęstości protonów, a obraz perfuzji ASL jest dzielony przez obraz gęstości protonów uzyskany za pomocą cewki tułowia na podstawie woksela ^6,9. Metoda ta jest również opisana w odniesieniach 6 i 9.
3. Analiza danych
   Dla każdego obrazu uzyskanego w sposób opisany powyżej (gęstość protonów w płucach i znormalizowana perfuzja gęstości) dane są analizowane w następujący sposób.
   1. Dla każdego obrazu obliczana jest średnia perfuzja znormalizowana gęstością.
   2. Obliczane są trzy różne wskaźniki niejednorodności perfuzji. Są to: 1) dyspersja względna^4,10,11, znana również jako współczynnik zmienności, globalna skala niejednorodności definiowana jako stosunek odchylenia standardowego do średniej perfuzji, w której im większa dyspersja względna, tym bardziej niejednorodny rozkład perfuzji; 2) wymiar fraktalny (Ds) ⁷, wskaźnik niejednorodności przestrzennej niezależny od skali, gdzie wartość waha się między 1,0 (jednorodna) a 1,5 (przestrzennie losowa); oraz 3) geometryczne odchylenie standardowe, również globalne skale niejednorodności, ale oparte na logarytmicznym rozkładzie modelu normalnego ².

6. Reprezentatywne wyniki

Dane fizjologiczne są podane w Tabeli 1. Częstość akcji serca była zwiększona w niedotlenieniu, a saturacja była zmniejszona. Wentylacja wynosiła 8,31 l/min BTPS podczas niedotlenienia, 7,04 l/min podczas normoksji i 6,64 l/min podczas hiperoksji. Objętość oddechowa wynosiła 0,72 l podczas niedotlenienia, 0,69 l podczas normoksji i 0,67 l podczas hiperoksji. Narażenie na niedotlenienie zwiększa zarówno wentylację, jak i objętość oddechową, podczas gdy hiperoksja zmniejsza wentylację i objętość oddechową.

Trzy obrazy perfuzji o znormalizowanej gęstości zebrane podczas trzech różnych wdech stężeń tlenu (Niedotlenienie: 0,125, Normoksja: 0,21 i Hiperoksja: 1,00) uzyskane od jednego badanego (mężczyzna, 30 lat) są pokazane na rysunku 1. Wyniki analizy danych dotyczących niejednorodności perfuzji przedstawiono w tabeli 2. Można zauważyć, że niedotlenienie zwiększyło względne rozproszenie, jednak pozostałe wskaźniki pozostały w dużej mierze niezmienione.

Rysunek 2 pokazuje wpływ wdychanych stężeń tlenu na pionowy rozkład gęstości znormalizowanej perfuzji, średnio co 1 cm poniżej 10 cm wysokości od najbardziej zależnej części płuca i powyżej 10 cm. Wszystkie punkty danych powyżej 10 cm są uśredniane i wyświetlane jako jeden punkt danych.

  Niedotlenienie Normoksja Hiperoksja Tętno (bpm) 60 Rozdział 51 Rozdział 51 50 Rozdział Jednostka o.p.o.₂ Rozdział 86 99 Rozdział 100 szt. V_E BTPS (L/min) Godzina 8,31 7,04 Klasa 6,64 V_t BTPS (L) 0,76 pkt. 0,69 pkt. 0,67 pkt. F_EO₂ (%) Godzina 8,85 godz. 17.27 - F_{ECO 2} (%) Pytanie 3,41 Godzina 3,60 Godzina 3,20 VO₂ STPD (l/min) 0,25 pkt. 0,22 pkt. -* VCO₂ STPD (l/min) 0,23 pkt. 0,21 pkt. 0,18

Tabela 1. Dane fizjologiczne podczas sesji skanowania.

* Gdy badany oddycha 100% tlenem, VO₂ nie może być łatwo zmierzone (szczegóły w ¹²).

  Niedotlenienie Normoksja Hiperoksja Dyspersja względna 1,07 0,85 pkt. 0,87 pkt. Wymiar fraktalny Pytanie 1,24 Pytanie 1,26 Pytanie 1,26 Geometryczne odchylenie standardowe Godzina 2,41 Pytanie 2.11 Klasa 2,38

Tabela 2. Trzy wskaźniki niejednorodności perfuzji płucnej.

Rysunek 1. Wpływ trzech różnych wdychanych stężeń tlenu na gęstość znormalizowaną perfuzję. 1,1: Niedotlenienie (0,125), 1,2: Normoksja (0,21), 1,3: Hiperoksja (1,00). Skala ma 3 cm (biała ciągła linia). A: przedni, P: tylny, I: dolny i S: górny, odpowiednio.

Rysunek 2. Wpływ trzech różnych stężeń wdychanego tlenu na pionowy rozkład gęstości znormalizowanej perfuzji. Perfuzja znormalizowana gęstością jest uśredniana w obrębie 1 cm pojemników w tej samej płaszczyźnie grawitacyjnej, zaczynając od 0 cm w najbardziej zależnej części płuc i kontynuując do najbardziej niezależnej części. Wszystkie punkty danych powyżej 10 cm są uśredniane i wyświetlane jako jeden punkt danych.

Słupki błędów reprezentują odchylenie standardowe wartości gęstości znormalizowanej perfuzji w tej płaszczyźnie. Dane dotyczące hipoksyji są oznaczone kolorem czerwonym, dane normoksyczne są oznaczone kolorem niebieskim, a dane hiperoksyczne są oznaczone kolorem zielonym.

Dyskusja

Metoda ta umożliwia pomiar wpływu wdychanego stężenia tlenu na przestrzenny rozkład płuc przepływ krwi z wykorzystaniem podstawowych technik fizjologicznych w środowisku rezonansu magnetycznego. Stosowanie technik fizjologicznych w połączeniu z Ilościowe obrazowanie protonowe płuc jest stosunkowo łatwe do wdrożenia.

Aby zapewnić dobrą jakość testu, najważniejszym krokiem jest nauczenie pacjenta wstrzymywania oddechu przy prawidłowej objętości płuc i w synchronizacji z sekwencją obrazowania....

Materiały

Lista materiałów użytych w tym artykule

Nazwa	Firma	Numer katalogowy	Komentarze
MRI	GE Healthcare		1,5 T Dwubiegowy skaner GE HDx EXICITE
Wózek metaboliczny	ParvoMedics		TrueOne 2400
Pulsoksymetr	Nonin		7500 FO
Spirometr	Technologie medyczne Maska	do spirometru diagonostycznego
	serii Hans Rudolph		7400, mała, średniai duży
zawór	Hans Rudolph		Dwudrogowe zawory bez ponownego oddychania Konfiguracja w kształcie litery T, 2600 Średni. 2700 Duży
zestaw głowic	Hans Rudolph		Nasadka na głowę (rozmiar dla dorosłych), pasek i Klipsy blokujące.
Pneumatyczny kierunkowy zawór sterujący i sterownik	Hans Rudolph		Jednotłokowy zawór przesuwny i sterownik 4285A
Niedyfuzyjny worek na gaz	Hans Rudolph		6100 (100 litrów).
Rurka	VacuMed		Clean-Bor 108”, 1-3/8” Okucia
OD Phantoms	Mentor		Brest Implant Round, 250cc
matlab	Mathworks