Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.

Artykuł metodologiczny

Pozyskiwanie hiperspolaryzowanych obrazów rezonansu magnetycznego 129xe wentylacji płuc

1.9K wyświetleń

⸱

DOI:

10.3791/65982

⸱

21 listopada 2023

W tym artykule

Podsumowanie

Hiperspolaryzowany rezonans magnetyczny 129Xe (MRI) to metoda badania regionalnie rozdzielonych aspektów funkcji płuc. Praca ta przedstawia kompleksowy, ustandaryzowany przepływ pracy dla hiperspolaryzowanego rezonansu magnetycznego 129Xe wentylacji płuc, ze szczególnym uwzględnieniem projektowania sekwencji impulsów, przygotowania dawki 129Xe, przebiegu skanowania i najlepszych praktyk w zakresie monitorowania bezpieczeństwa pacjenta.

Streszczenie

Hiperspolaryzowany rezonans magnetyczny 129Xe zawiera unikalny zestaw technik strukturalnego i funkcjonalnego obrazowania płuc. Standaryzacja techniki we wszystkich ośrodkach jest coraz ważniejsza, biorąc pod uwagę niedawne zatwierdzenie przez FDA 129Xe jako środka kontrastowego MR oraz wzrost zainteresowania 129Xe MRI wśród instytucji badawczych i klinicznych. Członkowie Konsorcjum Badań Klinicznych 129XE MRI (XE MRI CTC) uzgodnili najlepsze praktyki dla każdego z kluczowych aspektów przepływu pracy 129Xe MRI, a zalecenia te zostały podsumowane w niedawnej publikacji. Praca ta dostarcza praktycznych informacji do opracowania kompleksowego przepływu pracy do zbierania 129obrazów Xe MR wentylacji płuc zgodnie z zaleceniami Xe MRI CTC. Omówione i zademonstrowane zostanie przygotowanie i podawanie 129Xe do badań MR, z konkretnymi tematami, w tym wyborem odpowiednich objętości gazu dla całych badań i dla poszczególnych skanów MR, przygotowaniem i podawaniem indywidualnych dawek 129Xe oraz najlepszymi praktykami monitorowania bezpieczeństwa uczestników i tolerancji 129Xe podczas badań. Omówione zostaną również kluczowe zagadnienia techniczne MR, w tym typy sekwencji impulsów i zoptymalizowane parametry, kalibracja kąta odwrócenia i częstotliwości środkowej 129Xe oraz analiza obrazu wentylacji 129Xe MRI.

Wprowadzenie

Hiperpolaryzowany 129Xe MRI to ekscytujące narzędzie do nieinwazyjnej, przestrzennie rozdzielczej charakterystyki i kwantyfikacji określonych aspektów funkcji płuc1,2,3. Metody akwizycji i rekonstrukcji podobne do tych stosowanych w anatomicznym rezonansie magnetycznym protonów dają obrazy wdychanych 129Xe w płucach, co pozwala na wizualizację niewentylowanych obszarów płuc i ilościowe określenie rozkładu wentylacji z rozdzielczością regionu4,5,6....

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Protokół

Wszelkie badania z udziałem ludzi muszą zostać zatwierdzone przez instytucjonalną komisję etyki (IRB). Udział IRB nie jest wymagany w przypadku klinicznego zastosowania MRI z wykorzystaniem 129Xe zatwierdzonego przez organy regulacyjne. Przed przystąpieniem do badania naukowego potencjalni uczestnicy muszą otrzymać zatwierdzony dokument świadomej zgody. Osoba pozyskująca zgodę musi wyjaśnić treść dokumentu, w tym cel, procedury, korzyści i ryzyko związane z badaniem, odpowiedzieć na wszelkie pytania oraz uzyskać zgodę uczestnika na przeprowadzenie badania, co należy udokumentować podpisem uczestnika na dokumencie świadomej zgody. W przypadku uczestników ped....

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Wyniki

Rycina 1 przedstawia reprezentatywne obrazy wentylacji oraz obrazy lokalizacyjne w trzech płaszczyznach u zdrowej osoby. Na obrazach wentylacyjnych w całym obszarze płuc widoczny jest wysoki sygnał 129Xe, a u tej osoby nie stwierdzono zaburzeń wentylacji.

Rysunek 2, Rysunek 3 i Rysunek 4 przedstawiają reprezentatywne obrazy wentylacji i obrazy anatomiczne osób chor.......

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Dyskusja

Opisane powyżej podejścia do wentylacji i anatomicznego rezonansu magnetycznego zostały zaprojektowane tak, aby zmaksymalizować jakość obrazu i SNR przy zachowaniu prostoty implementacji - te protokoły sekwencji można na ogół zaadaptować z sekwencji impulsów produktu dostawcy, pod warunkiem, że włączona jest operacja wielojądrowa, a obrazy będą automatycznie rekonstruowane na komputerze skanera. Jedną z wad opisanych tutaj podejść 2D jest zastosowanie selektywnych impulsów RF wzbudzenia warstwowego, które wprowadzają róż.......

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Oświadczenia

Autorzy J.F.M., J.P.M. i Y.M.S. uczestniczą w badaniach klinicznych wspieranych przez Polarean, Inc. Autorzy J.F.M. i Y.M.S. świadczą usługi konsultingowe na rzecz Polarean, Inc. (mniej niż 5000 USD). Autor J.P.M. otrzymuje wsparcie badawcze od Polarean, Inc.

Podziękowania

Ta praca została sfinansowana przez National Institutes of Health (granty o numerach R01-CA172595-01, R01-HL132177, R01-HL167202, S10-OD018079 i UL1-TR003015) oraz przez Siemens Medical Solutions.

....

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Materiały

Lista materiałów użytych w tym artykule
NazwaFirmaNumer katalogowyKomentarze
Skaner MRI człowieka 1,5T lub 3TSiemensMAGNETOM Symphony (1,5T) lub Vida (3T); starsze modele są w porządku, o ile opcja multinuclear jest/może być zainstalowana; skanery dostępne również od GE i Philips
Hiperpolaryzator 129XePolarean9820
129Xe Fantom
Cewka kamizelki MRIKliniczne rozwiązaniaDostępne również w innych dostawcy
Stacja pomiaru polaryzacji 129XePolarean2881
1H Fantom
Plik cewki do cewkiDostępne również u innych dostawców dla ich odpowiednich cewek
Aparat
Bufor helowy gazu
Skrzynka interfejsu od cewki do skaneraMoże być wbudowany w cewkę, ale jeśli nie jest dołączony osobno
Pulsoksymetr z ciekłym azotem
PhilipsExpression MR200
Bufor azotu
PFT Oprogramowanie
do programowania/analizy obrazuMATLABR2023aRóżne inne opcje dostępne
oprogramowanie do projektowania sekwencji impulsówPakiet oprogramowania SiemensIDEA; dostępny również w firmach GE i Philips dla ich skanerów
Opcja wielojądrowapakiet sprzętowo-programowy skanera Siemens Scanner; dostępny również w GE i Philips dla ich odpowiednich skanerów Worki
Gaz ksenonowy (129Xe wzbogacony izotopowo)
129Xe MR MRI kamizelki 129Xe MRI EKG gaz Zintegrowany do pobierania próbek gazu Tedlar (500, 750, 1000, 1250, 1500 mL)

Bibliografia

  1. Roos, J. E., McAdams, H. P., Kaushik, S. S., Driehuys, B. Hyperpolarized gas MRI: Technique and applications. Magn Reson Imaging Clin N Am. 23 (2), 217-229 (2015).
  2. Mugler, J. P., Altes, T. A. Hyperpolarized 129Xe MRI of the human lung. J Magn Reson Imaging. 37 (2), 313....

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Przedruki i uprawnienia

Tagi

MRI z wykorzystaniem hiperpolaryzowanego ksenonuobrazowanie wentylacji płucMRI ksenonu 129obrazowanie rezonansem magnetycznymfunkcja płucobturacyjna choroba płucsekwencja impulsów MRprzygotowanie dawki ksenonumonitorowanie bezpieczeństwa pacjentakliniczny protokół MRI