Name: Obrazowanie metodą rezonansu magnetycznego Kwantyfikacja perfuzji płucnej przy użyciu skalibrowanego znakowania wirowania tętnic (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2011-05-30T21:00:00.000+00:00
Duration: 12 min 29 s
Description: Poznaj technikę MRI z znakowaniem wirowania tętniczego do nieinwazyjnej kwantyfikacji perfuzji płucnej u ludzi przy różnych stężeniach tlenu. Metoda umożliwia bezpieczne, wielokrotne pomiary bez promieniowania jonizującego.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

playerTrialDesktop

Wspierane przez NIH HL081171, NIH HL080203

<ol><li>Bolar, D. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quantification+of+regional+pulmonary+blood+flow+using+ASL-FAIRER%5BTitle%5D)+AND+%22Magn+Reson+Med%22%5BJournal%5D)">Quantification of regional pulmonary blood flow using ASL-FAIRER.</a> Magn Reson Med. 55, 1308-1317 (2006).</li>
<li>Henderson, A. C., Prisk, G. K., Levin, D. L., Hopkins, S. R., Buxton, R. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Characterizing+pulmonary+blood+flow+distribution+measured+using+arterial+spin+labeling%5BTitle%5D)+AND+%22NMR+Biomed%22%5BJournal%5D)">Characterizing pulmonary blood flow distribution measured using arterial spin labeling.</a> NMR Biomed. 22, 1025-1035 (2009).</li>
<li>Theilmann, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quantitative+MRI+measurement+of+lung+density+must+account+for+the+change+in+T%282%29+%28%2A%29+with+lung+inflation%5BTitle%5D)+AND+%22J+Magn+Reson+Imaging%22%5BJournal%5D)">Quantitative MRI measurement of lung density must account for the change in T(2) (*) with lung inflation.</a> J Magn Reson Imaging. 30, 527-534 (2009).</li>
<li>Hopkins, S. R., Garg, J., Bolar, D. S., Balouch, J., Levin, D. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Pulmonary+blood+flow+heterogeneity+during+hypoxia+and+high-altitude+pulmonary+edema%5BTitle%5D)+AND+%22Am+J+Respir+Crit+Care+Med%22%5BJournal%5D)">Pulmonary blood flow heterogeneity during hypoxia and high-altitude pulmonary edema.</a> Am J Respir Crit Care Med. 171, 83-87 (2005).</li>
<li>Miller, M. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Standardisation+of+spirometry%5BTitle%5D)+AND+%22Eur+Respir+J%22%5BJournal%5D)">Standardisation of spirometry.</a> Eur Respir J. 26, 319-338 (2005).</li>
<li>Hopkins, S. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Vertical+gradients+in+regional+lung+density+and+perfusion+in+the+supine+human+lung%3A+the+Slinky+effect%5BTitle%5D)+AND+%22J+Appl+Physiol%22%5BJournal%5D)">Vertical gradients in regional lung density and perfusion in the supine human lung: the Slinky effect.</a> J Appl Physiol. 103, 240-248 (2007).</li>
<li>Arai, T. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hypoxic+pulmonary+vasoconstriction+does+not+contribute+to+pulmonary+blood+flow+heterogeneity+in+normoxia+in+normal+supine+humans%5BTitle%5D)+AND+%22J+Appl+Physiol%22%5BJournal%5D)">Hypoxic pulmonary vasoconstriction does not contribute to pulmonary blood flow heterogeneity in normoxia in normal supine humans.</a> J Appl Physiol. 106, 1057-1064 (2009).</li>
<li>Dawson, C. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Role+of+pulmonary+vasomotion+in+physiology+of+the+lung%5BTitle%5D)+AND+%22Physiol+Rev%22%5BJournal%5D)">Role of pulmonary vasomotion in physiology of the lung.</a> Physiol Rev. 64, 544-616 (1984).</li>
<li>Prisk, G. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Pulmonary+perfusion+in+the+prone+and+supine+postures+in+the+normal+human+lung%5BTitle%5D)+AND+%22J+Appl+Physiol%22%5BJournal%5D)">Pulmonary perfusion in the prone and supine postures in the normal human lung.</a> J Appl Physiol. 103, 883-894 (2007).</li>
<li>Henderson, A. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Steep+head-down+tilt+has+persisting+effects+on+the+distribution+of+pulmonary+blood+flow%5BTitle%5D)+AND+%22J+Appl+Physiol%22%5BJournal%5D)">Steep head-down tilt has persisting effects on the distribution of pulmonary blood flow.</a> J Appl Physiol. 101, 583-589 (2006).</li>
<li>Levin, D. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+age+on+pulmonary+perfusion+heterogeneity+measured+by+magnetic+resonance+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22J+Appl+Physiol%22%5BJournal%5D)">Effects of age on pulmonary perfusion heterogeneity measured by magnetic resonance imaging.</a> J Appl Physiol. 102, 2064-2070 (2007).</li>
<li>Wasserman, K. H., Sue, D., Casaburi, R., Whipp, B. Calculations, Fomulae, and Examples (Appendix C). <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aWasserman%2C+KH+%22Principles+of+Exercise+Testing+and+Interpretation%22">Principles of Exercise Testing and Interpretation</a>. , Lippincott Williams & Wilkins. Baltimore. (1999).</li>
</ol>

Nie zgłoszono konfliktów interesów.

Ta metoda umożliwia pomiar wpływu stężenia tlenu w powietrzu wdychanym na przestrzenny rozkład przepływu krwi płucnej z wykorzystaniem podstawowych technik fizjologicznych w środowisku obrazowania MR. Zastosowanie technik fizjologicznych w połączeniu z ilościowym obrazowaniem protonowym płuc jest stosunkowo łatwe do wdrożenia.
Aby zapewnić wysoką jakość testu, najważniejszym krokiem jest przeszkolenie badanego w zakresie wstrzymywania oddechu przy odpowiedniej objętości płuc oraz w synchroniza...

<table><tbody><tr><td>MRI (rezonans magnetyczny)</td><td>GE Healthcare</td><td></td><td>skaner 1,5 T GE HDx EXICITE twinspeed</td></tr><tr><td>Wózek metaboliczny</td><td>ParvoMedics</td><td></td><td>TrueOne 2400</td></tr><tr><td>Pulsoksymetr</td><td>Nonin</td><td></td><td>7500 FO</td></tr><tr><td>Spirometr</td><td>Medical Technologies Andover</td><td></td><td>Spirometr diagnostyczny EasyOne</td></tr><tr><td>Maska</td><td>Hans Rudolph</td><td></td><td>Maska oro-nosowa z serii 7400, rozmiar mały, średni i duży</td></tr><tr><td>Zawór</td><td>Hans Rudolph</td><td></td><td>Dwudrożne zawory niezwrotne w konfiguracji T, 2600 średnie, 2700 duże</td></tr><tr><td>Zestaw słuchawkowy</td><td>Hans Rudolph</td><td></td><td>Czepek (rozmiar dla dorosłych), pasek &amp;klipsy blokujące.</td></tr><tr><td>Pneumatyczny zawór rozdzielacz i sterownik</td><td>Hans Rudolph</td><td></td><td>Jednotłokowy zawór przesuwny i kontroler 4285A </td></tr><tr><td>Worek do zbierania gazów niedyfuzyjnych </td><td>Hans Rudolph</td><td></td><td>6100 (100 litrów).</td></tr><tr><td>Probówka</td><td>VacuMed</td><td></td><td>Przewody Clean-Bor 108&amp;#8221;, 1-3/8&amp;#8221; złączki OD</td></tr><tr><td>Fantomy</td><td>Mentor</td><td></td><td>Implant piersi okrągły, 250 cm³</td></tr><tr><td>MATLAB</td><td>Mathworks</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

ilościowe określanie perfuzji płucsnej w obrazowaniu metodą rezonansu magnetycznego z wykorzystaniem skalibrowanego znakowania spinowego tętnic

Magnetic Resonance Imaging Quantification of Pulmonary Perfusion using Calibrated Arterial Spin Labeling

Niniejsza procedura prezentuje metodę obrazowania MR służącą do pomiaru przestrzennego rozkładu przepływu krwi płucnej u zdrowych ochotników w warunkach normoksji (inspirowane O2, frakcja (FIO2) = 0.21), hipoksji (FIO2 = 0.125) oraz hiperoksji (FIO2 = 1.00). Dodatkowo monitorowane są reakcje fizjologiczne badanego w środowisku skanera MR. Obrazy MR uzyskano za pomocą skanera GE MRI 1.5 T podczas bezdechu z przekroju strzałkowego prawego płuca przy funkcjonalnej pojemności resztkowej. Do pomiaru przestrzennego rozkładu przepływu krwi płucnej 1,2 wykorzystano sekwencję etykietowania spinu tętniczego (ASL-FAIRER), a do ilościowej oceny regionalnej gęstości protonów (tj. H2O) zastosowano sekwencję wieloechową szybkiego echa gradientowego (mGRE) 3, co umożliwiło wyznaczenie znormalizowanej względem gęstości perfuzji dla każdego woksela (mililitry krwi na minutę na gram tkanki płucnej). 
Za pomocą pneumatycznego zaworu przełączającego oraz maski twarzowej wyposażonej w dwudrożny zawór niepowrotny, do badanego w skanerze MR wprowadzano przez rurki z gazem wdechowym różne stężenia tlenu. Wóz metaboliczny zbierał gazy wydychane poprzez rurkę wydechową. Mierzono stężenia O2 i CO2 w powietrzu wydychanym, zużycie tlenu, produkcję dwutlenku węgla, współczynnik wymiany oddechowej, częstotliwość oddychania oraz objętość oddechową. Częstotliwość akcji serca i saturację tlenową monitorowano za pomocą pulsoksymetrii. Dane uzyskane od zdrowego badanego wykazały, zgodnie z oczekiwaniami, że częstość akcji serca była wyższa w warunkach hipoksji (60 bpm) niż podczas normoksji (51) lub hiperoksji (50), a tętnicza saturacja tlenem (SpO2) podczas hipoksji spadła do 86%. Średnia wentylacja wynosiła 8,31 L/min BTPS podczas hipoksji, 7,04 L/min podczas normoksji i 6,64 L/min podczas hiperoksji. Objętość oddechowa wynosiła 0,76 L podczas hipoksji, 0,69 L podczas normoksji i 0,67 L podczas hiperoksji.
Reprezentatywne ilościowe dane ASL wykazały, że średnia gęstość unormowanej perfuzji wynosiła odpowiednio 8,86 ml/min/g podczas hipoksji, 8,26 ml/min/g podczas normoksji i 8,46 ml/min/g podczas hiperoksji. U tego badanego dyspersja względna4, będąca wskaźnikiem globalnej heterogeniczności, była zwiększona w hipoksji (1,07 podczas hipoksji, 0,85 podczas normoksji i 0,87 podczas hiperoksji), natomiast wymiar fraktalny (Ds), inny wskaźnik heterogeniczności odzwierciedlający strukturę rozgałęzień naczyniowych, nie uległ zmianie (1,24 podczas hipoksji, 1,26 podczas normoksji i 1,26 podczas hiperoksji). 
Przegląd. Niniejszy protokół zaprezentuje sposób pozyskiwania danych do nieinwazyjnego pomiaru rozkładu perfuzji płucnej w warunkach normoksji, hipoksji i hiperoksji przy użyciu techniki obrazowania rezonansem magnetycznym znanej jako znakowanie spinowe tętnic (ASL). 
Uzasadnienie: Pomiar przepływu krwi w płucach oraz gęstości protonów w płucach z wykorzystaniem techniki MR pozwala na uzyskanie obrazów o wysokiej rozdzielczości przestrzennej, które mogą być poddane kwantyfikacji, a także umożliwia wykonywanie powtórnych pomiarów w wielu różnych warunkach fizjologicznych. W badaniach na ludziach jako techniki alternatywne powszechnie stosuje się PET, SPECT i CT. Techniki te wiążą się jednak z ekspozycją na promieniowanie jonizujące, przez co nie nadają się do wielokrotnych pomiarów u ludzi.

Opisano metodę obrazowania MR służącą do badania rozkładu przepływu krwi płucnej w różnych warunkach fizjologicznych, w tym przypadku przy ekspozycji na trzy różne stężenia tlenu w powietrzu wdychanym: hipoksję, normoksję i hiperoksję. Technika ta wykorzystuje metody badawcze fizjologii płuc człowieka w środowisku skanowania MR.

Ilościowe określanie perfuzji płucsnej w obrazowaniu metodą rezonansu magnetycznego z wykorzystaniem skalibrowanego znakowania spinowego tętnic

W materiale tym zaprezentowano metodę obrazowania MR służącą do pomiaru przestrzennego rozkładu przepływu krwi płucnej u zdrowych ochotników podczas normoksji (inspirowane O2, ...

Ogólnym celem poniższego eksperymentu jest wykorzystanie technik fizjologicznych w połączeniu z obrazowaniem rezonansem magnetycznym do nieinwazyjnego pomiaru rozkładu perfuzji płucnej przy różnych warunkach tlenu w powietrzu wdechowym. Osiąga się to poprzez wcześniejsze przeszkolenie badanego w wstrzymywaniu oddechu przy funkcjonalnej pojemności resztkowej podczas akwizycji obrazu oraz w oddychaniu w przerwach między obrazami, aby umożliwić zgromadzenie wielu serii obrazów. W drugim kroku badanemu zakłada się maskę twarzową i podłącza rurki inspiracyjne oraz ekspiracyjne, w celu dostarczania różnych mieszanin gazów oraz pobierania próbek gazu wydychanego do pomiarów metabolicznych.Następnie w skanerze MRI, po wykonaniu obrazu lokalizacyjnego, stosuje się sekwencje znakowania spinu tętniczego (arterial spin labeling) oraz szybkie gradientowe echo wieloechowe (multi echo fast gradient echo) w celu uzyskania obrazów przepływu krwi płucnej oraz gęstości protonów. Uzyskane obrazy poddaje się kwantyfikacji, aby określić rozkład przepływu krwi płucnej wyrażony w mililitrach na minutę na gram, wyliczony na podstawie dwóch różnych obrazów MR. Główną zaletą tej techniki jest to, że perfuzja

magnetic-resonance-imaging-quantification-pulmonary-perfusion-using

Research

JoVE Journal

Medicine

Medycyna

Ilościowa ocena perfuzji płuc za pomocą kalibrowanego arterialnego spin labelingu w badaniu MRI

Choroby nerwowo-mięśniowe często wykazują zróżnicowaną czasowo, przestrzennie niejednorodną i wieloaspektową patologię. Celem tego protokołu jest scharakteryzowanie tej patologii za pomocą nieinwazyjnych metod obrazowania metodą rezonansu magnetycznego.

Ilościowy rezonans magnetyczny w chorobach mięśni szkieletowych

Specyficzne obrazowanie wentylacji to funkcjonalna technika rezonansu magnetycznego, która pozwala na ilościowe określenie regionalnej specyficznej wentylacji w ludzkich płucach, przy użyciu wdychanego tlenu jako środka kontrastowego. W tym miejscu przedstawiamy protokół zbierania i analizy określonych danych obrazowania wentylacji.

Mapowanie ilościowe specyficznej wentylacji w płucach człowieka przy użyciu obrazowania metodą protonowego rezonansu magnetycznego i tlenu jako środka kontrastowego

Tutaj opisujemy implementację funkcjonalnego rezonansu magnetycznego płuc z rozdzielczą fazą jako technikę rezonansu magnetycznego protonów bez środka kontrastowego do oceny dynamiki wentylacji płuc i perfuzji. Przetestowana i możliwa do zastosowania w różnych dziedzinach i grupach wiekowych, może w przyszłości usprawnić podejmowanie decyzji klinicznych, pomagając w ilościowym określaniu choroby i monitorowaniu terapii.

Funkcjonalny rezonans magnetyczny płuc z rozdzieleniem fazowym do oceny wentylacji i perfuzji płuc (V/Q)

Trójwymiarowe (3D) funkcjonalne płuco z rozdzielczością fazową (PREFUL) to technika funkcjonalnego rezonansu magnetycznego (MRI), która pozwala na ilościowe określenie wentylacji regionalnej całej objętości płuc człowieka, przy użyciu oddychania oddechowego i akwizycji bez środka kontrastowego przez 8 minut. W tym miejscu przedstawiamy protokół MR do zbierania i analizowania danych obrazowania 3D PREFUL.

Trójwymiarowe funkcjonalne obrazowanie metodą rezonansu magnetycznego płuc z rozdzielczością fazową

To badanie zintegrowało obrazowanie metodą rezonansu magnetycznego i obrazy oznaczające wirowanie tętnic w celu uzyskania atlasu przepływu krwi w mózgu (CBF) dla obszarów funkcjonalnych mózgu. Porównanie typowych atlasów CBF dla zdrowego i przewlekłego niedokrwienia mózgu ujawniło znaczące różnice w regionalnym rozmieszczeniu CBF, umożliwiając szybką, nieinwazyjną ocenę funkcjonalnej CBF, aby pomóc w diagnozie i ocenie terapii.

Budowa i zastosowanie atlasu przepływu krwi w mózgu opartego na regionie funkcjonalnym mózgu z wykorzystaniem obrazowania metodą rezonansu magnetycznego i znakowania wirowania tętnic

Dokładna i praktyczna metoda pomiaru parametrów takich jak odkształcenie (strain) w tkance mięśnia sercowego ma dużą wartość kliniczną, ponieważ wykazano, że odkształcenie jest czulszym i wcześniejszym markerem dysfunkcji kurczliwości niż często stosowany parametr EF.

Ocena odkształcenia mięśnia sercowego w rezonansie magnetycznym z wykorzystaniem śledzenia cech (feature tracking)

Przedstawiona tutaj metoda wykorzystuje jednoczesną pozytonową tomografię emisyjną i obrazowanie metodą rezonansu magnetycznego. W modelu niedotlenienia i niedokrwienia mózgu dynamiczne zmiany w dyfuzji i metabolizmie glukozy zachodzą w trakcie i po urazie. Ewoluujące i niepowtarzalne uszkodzenia w tym modelu wymagają jednoczesnej akwizycji, jeśli mają zostać pozyskane znaczące dane obrazowania multimodalnego.

Jednoczesne obrazowanie PET/MRI podczas niedotlenienia-niedokrwienia mózgu myszy

Tętnicze nadciśnienie płucne (PAH) to choroba tętniczek płucnych, która prowadzi do ich zatarcia i rozwoju niewydolności prawej komory. Modele WWA u gryzoni mają kluczowe znaczenie dla zrozumienia patofizjologii WWA. Tutaj pokazujemy charakterystykę hemodynamiczną, z cewnikowaniem prawego serca i echokardiografią, u myszy i szczura.

Charakterystyka hemodynamiczna modeli tętniczego nadciśnienia płucnego u gryzoni

Przyrost czułości charakterystyczny dla rezonansu magnetycznego o ultrawysokim polu daje nadzieję na obrazowanie serca w wysokiej rozdzielczości przestrzennej. W tym miejscu opisujemy protokół dostosowany do funkcjonalnego rezonansu magnetycznego układu sercowo-naczyniowego (CMR) przy 7 Teslach przy użyciu zaawansowanej wielokanałowej cewki o częstotliwości radiowej, podkładkowania pola magnetycznego i koncepcji wyzwalania.

Rezonans magnetyczny serca przy 7 Teslach

Ogólnym celem tej procedury jest pomiar przepływu krwi w tętnicy szyjnej wspólnej szczura za pomocą nieinwazyjnego rezonansu magnetycznego z kontrastem fazowym.

Rezonans magnetyczny z kontrastem fazowym w tętnicy szyjnej wspólnej szczura

Poznaj technikę MRI z znakowaniem wirowania tętniczego do nieinwazyjnej kwantyfikacji perfuzji płucnej u ludzi przy różnych stężeniach tlenu. Metoda umożliwia bezpieczne, wielokrotne pomiary bez promieniowania jonizującego.

Obrazowanie metodą rezonansu magnetycznego Kwantyfikacja perfuzji płucnej przy użyciu skalibrowanego znakowania wirowania tętnic (Wideo) | JoVE Journal

Ilościowe określanie perfuzji płucsnej w obrazowaniu metodą rezonansu magnetycznego z wykorzystaniem skalibrowanego znakowania spinowego tętnic

Przeglądaj więcej filmów