Получение гиперполяризованных магнитно-резонансных изображений вентиляции легких 129Xe
21 ноября 2023 г.
Гиперполяризованная магнитно-резонансная томография (МРТ) 129Xe – это метод изучения регионарно разрешенных аспектов функции легких. В этой работе представлен сквозной стандартизированный рабочий процесс для гиперполяризованной МРТ вентиляции легких с частотой 129Xe с особым вниманием к дизайну последовательности импульсов, подготовке дозы 129Xe, рабочему процессу сканирования и передовым методам мониторинга безопасности субъекта.
Наше исследование направлено на то, чтобы утвердить ксеноновую МРТ в качестве клинического инструмента для характеристики функции легких. Ксеноновая МРТ позволяет напрямую визуализировать дефекты вентиляции у пациентов с обструктивными заболеваниями легких, такими как ХОБЛ, астма и муковисцидоз. Он предлагает информацию, которую невозможно получить с помощью стандартной МРТ и исследования функции легких.
Ксеноновая МРТ недавно была одобрена FDA для клинической оценки вентиляции легких. Это представляет собой кульминацию огромного количества усилий людей в нашей области, и это захватывающая возможность показать, как ксеноновая МРТ может улучшить уход за пациентами и результаты лечения легочных заболеваний. Ксеноновая МРТ все еще является относительно новым семейством методов, и стандартизация все еще продолжается.
Этот протокол представляет собой квинтэссенцию существующих стандартов для МРТ с ксеноновой вентиляцией в форме, которая, как мы надеемся, будет полезна для исследований в клинических центрах, которые пытаются выполнить эти сканирования впервые. Обычные клинические данные функции легких, такие как функциональные тесты легких, дают только одно число для всего легкого без учета пространственной информации. Ксеноновая МРТ может проводить регионарную оценку нескольких аспектов здоровья и функции легких, что, по нашему мнению, будет очень полезно в клинике.
В настоящее время только несколько учреждений проводят ксеноновую МРТ, но мы ожидаем, что в скором времени их станет гораздо больше, учитывая недавнее одобрение FDA. Мы надеемся, что этот протокол МРТ с ксеноновой вентиляцией послужит основой для новых центров и поможет им быстрее нарастить операции ксеноновой МРТ.
Просмотрите полный транскрипт и получите доступ к тысячам научных видео
Обзор
В данной статье рассматривается использование магнитно-резонансной томографии (МРТ) с гиперполяризованным 129 Xe в качестве клинического инструмента для оценки функции легких. Особое внимание уделяется возможности данного метода визуализации дефектов вентиляции у пациентов с обструктивными заболеваниями легких.
Основные компоненты исследования
Область науки
- Нейробиология
- Биология
- Медицинская визуализация
Теоретические сведения
- МРТ с использованием гиперполяризованного 129 Xe позволяет напрямую визуализировать вентиляцию легких.
- Этот метод особенно полезен для пациентов с такими заболеваниями, как ХОБЛ, астма и муковисцидоз.
- Данная методика дает более полную информацию, чем стандартная МРТ и тесты функции легких.
- FDA одобрило использование этого метода для клинической оценки вентиляции легких.
Цель исследования
- Утвердить МРТ с использованием ксенона в качестве надежного клинического инструмента для характеристики функции легких.
- Улучшить качество медицинской помощи и результаты лечения пациентов с легочными заболеваниями.
- Стандартизировать применение методов МРТ с использованием ксенона в клинических условиях.
Используемые методы
- Стандартизированный сквозной рабочий процесс для МРТ с гиперполяризованным 129 Xe.
- Разработка импульсной последовательности и подготовка дозы 129 Xe.
- Оптимизация процесса сканирования.
- Лучшие практики мониторинга безопасности испытуемых.
Основные результаты
- Продемонстрирована возможность эффективной визуализации дефектов вентиляции.
- Представлен комплексный рабочий процесс проведения МРТ с использованием гиперполяризованного 129 Xe.
- Показана возможность улучшения результатов лечения пациентов за счет усовершенствованных методов визуализации.
- Подчеркнут продолжающийся процесс стандартизации в данной области.
Выводы
- МРТ с гиперполяризованным 129 Xe является перспективным инструментом для оценки функции легких.
- Усилия по стандартизации имеют решающее значение для ее клинического применения.
- Данный метод может значительно улучшить тактику ведения пациентов с обструктивными заболеваниями легких.
Часто задаваемые вопросы
Практическая значимость для промышленности
МРТ с гиперполяризованным 129Xe позволяет проводить количественную оценку вентиляции легких с пространственным разрешением, восполняя критический пробел в функциональной визуализации для разработки респираторных препаратов и трансляционных исследований. Стандартизированные протоколы и техническая гармонизация необходимы для получения воспроизводимых данных в разных центрах, что обеспечивает прогностическую достоверность доклинических и ранних клинических исследований. Эта возможность усиливает механистическое снижение рисков и помогает при принятии решений по формированию портфеля разработок в области терапии респираторных заболеваний.
Стратегическое применение в биофармацевтических исследованиях и разработках
Ранний поиск и валидация мишени
- Обеспечивает прямую визуализацию региональных дефектов вентиляции легких для функциональной валидации мишеней.
- Способствует биологическому снижению рисков путем дифференциации паттернов вентиляции, значимых для заболевания, в доклинических моделях и когортах пациентов.
- Повышает прогностическую уверенность в установлении связи между молекулярными вмешательствами и функциональными результатами дыхательной системы.
Скрининг и разработка анализа
- Обеспечивает стандартизированный рабочий процесс визуализации для количественной оценки функции легких в скрининговых исследованиях.
- Обеспечивает воспроизводимые, не зависящие от исследовательского центра результаты анализа за счет гармонизации технических параметров и подготовки доз.
- Поддерживает надежную оценку перспективных методов терапевтического вмешательства в системах, релевантных для данного заболевания.
Трансляционные и доклинические исследования
- Сопоставляет конечные точки визуализации с клиническими биомаркерами для обеспечения трансляционной преемственности в исследованиях респираторных заболеваний.
- Позволяет принимать решения о продвижении проекта с учетом рисков, предоставляя функциональные данные с пространственным разрешением в доклинических и ранних клинических условиях.
- Способствует снижению механистических рисков путем корреляции данных визуализации с прогрессированием заболевания и терапевтическим ответом.
Интеграция конвейера и рабочего процесса
МРТ с гиперполяризованным 129Xe интегрируется в континуум от открытия до трансляции, связывая раннюю валидацию мишеней, скрининг и доклиническую оценку эффективности в портфелях препаратов для лечения респираторных заболеваний.
- Биология открытий: Поддерживает проверку гипотез и уточнение путей передачи сигналов путем сопоставления функциональных дефектов легких с молекулярными мишенями.
- Скрининг: Обеспечивает количественные, воспроизводимые результаты визуализации для оценки соединений в моделях заболеваний.
- Аналитика: Предоставляет пространственно разрешенные количественные показатели вентиляции для надежного статистического сравнения различных условий.
- Трансляционные исследования: Согласует конечные точки визуализации с биомаркерами клинических исследований, поддерживая плавный переход от доклинических к клиническим исследованиям.
- Корпоративное использование: Создает стандартизированную масштабируемую платформу визуализации для развертывания в нескольких центрах и программах.
Операционное и корпоративное воздействие
- Научная ценность: повышает прогностическую достоверность и снижает механистическую неоднозначность при разработке препаратов для лечения респираторных заболеваний.
- Операционная ценность: обеспечивает стандартизированные, воспроизводимые рабочие процессы визуализации в исследовательских и клинических центрах.
- Стратегическая ценность: улучшает процесс принятия решений о продолжении или прекращении разработки (go/no-go) и повышает эффективность использования капитала за счет предоставления надежных функциональных конечных точек.
- Влияние на портфель: поддерживает приоритизацию с учетом рисков и продвижение активов в области респираторной терапии.
Особенности реализации
- Для оптимизации протокола требуются экспертные знания в области физики МРТ и физиологии дыхания.
- Необходим доступ к гиперполяризованному газу 129Xe, специализированным катушкам и МР-совместимому оборудованию для мониторинга.
- Требуется межкомандная стандартизация параметров визуализации и процедур мониторинга безопасности.
- Адаптация для различных платформ сканеров и групп испытуемых может потребовать корректировки протокола.
- Операционные ограничения включают переносимость процедуры испытуемыми, необходимость технического обучения и готовность центра к стандартизированному внедрению.
Часто задаваемые вопросы по биофармацевтике
Chapters in this video
0:00
Introduction
1:53
Pre‐Scan Preparation and Coaching of Subject for 129Xe MRI of Lung Ventilation
3:42
Preparation of MRI Scanner Room and Subject Positioning for 129Xe MRI of Lung Ventilation
6:13
Performing 129Xe MRI Scan of Lung Ventilation to Assess Pulmonary Function
