En MR-metod för att studera fördelningen av pulmonell blodflöde under olika fysiologiska förhållanden, i detta fall exponering mot tre olika inspirerade syrehalter: hypoxi, normoxia och hyperoxia, beskrivs. Denna teknik utnyttjar människors lungor tekniker fysiologi forskning i en MR-skanning miljö.
Detta visar en MR-metod för att mäta den geografiska fördelningen av pulmonell blodflödet hos friska försökspersoner under normoxia (inspirerad O 2, fraktion (F I O 2) = 0,21) hypoxi (F I O 2 = 0,125) och hyperoxia (F Jag O 2 = 1,00). Dessutom är de fysiologiska reaktioner av motivet övervakas i MR miljö. MR-bilder erhölls på en 1,5 T GE magnetkamera under ett andetag håll från en sagittal bit i höger lunga vid funktionell kvarvarande kapacitet. En arteriell spin märkning sekvens (ASL-rättvisare) användes för att mäta den geografiska fördelningen av pulmonell blodflöde 1,2 och en multi-eko snabb gradient eko (mGRE) sekvens 3 har använts för att kvantifiera de regionala protonen (dvs. H 2 O) densitet, vilket gör att kvantifiering av tätheten-normaliserade perfusion för varje Voxel (milliliter blod per minut per gram lungvävnad).
Med en pneumatisk växling ventil och ansiktsmask försedd med en 2-vägs icke-återandningssystem ventil, var olika syrehalter introducerades till ämnet i MR bildläsare via den inandade gasen slangen. En metaboliska varukorg samlas expiratorisk gas via exspiratoriska slang. Blandad expiratorisk O 2 och CO 2 koncentrationer, syreförbrukning, koldioxid produktionen, andningsorganen utbytesrelationen, andnings frekvens och tidalvolym mättes. Puls och syremättnad kontrollerades med hjälp av puls-pulsoximetri. Uppgifter som erhållits från en normal ämne visade att, som väntat, var pulsen högre i hypoxi (60 BPM) än under normoxia (51) eller hyperoxia (50) och arteriell syremättnad (SpO 2) minskade under hypoxi till 86%. Mean ventilationen var 8,31 l / BTPS min under hypoxi, 7,04 l / min under normoxia och 6,64 l / min under hyperoxia. Tidal volym var 0,76 L under hypoxi, 0,69 L under normoxia och 0,67 L under hyperoxia.
Representant kvantifieras ASL data visade att den genomsnittliga tätheten normaliserade perfusion var 8,86 ml / min / g under hypoxi, 8,26 ml / min / g under normoxia och 8,46 ml / min / g under hyperoxia, respektive. I detta ämne var den relativa spridningen 4, ett index på global heterogenitet, ökade i hypoxi (1,07 vid hypoxi, 0,85 under normoxia och 0,87 under hyperoxia) medan den fraktala dimensionen (Ds), en annan index heterogenitet avspeglar vaskulär förgrenade struktur, var oförändrade (1,24 vid hypoxi, 1,26 under normoxia och 1,26 under hyperoxia).
Översikt. Detta protokoll kommer att visa förvärvet av data för att mäta fördelningen av pulmonell perfusion noninvasivt under förhållanden normoxia, hypoxi och hyperoxia hjälp av en magnetisk teknik resonanstomografi kallas arteriell spin märkning (ASL).
Motivering: Mätning av pulmonell blodflödet och lunga proton densitet med hjälp av MR-tekniken ger hög rumslig upplösning som kan kvantifieras och förmågan att utföra upprepade mätningar under flera olika fysiologiska förhållanden. I humanstudier är PET, SPECT och CT används ofta som alternativa tekniker. Men dessa tekniker innebär exponering för joniserande strålning, och därför inte lämpar sig för upprepade mätningar på människor.
Denna metod möjliggör mätning av effekterna av inspirerade syrgaskoncentrationen om den rumsliga fördelningen av pulmonell blodflöde med hjälp av grundläggande fysiologiska tekniker i MR miljö. Användningen av fysiologiska tekniker i kombination med kvantitativa proton avbildning av lungan är relativt lätt att genomföra.
För att säkerställa en god kvalitet test, är det viktigaste steget utbildning i ämnet att andas håll vid rätt lungvolym och synkront med bildbehandling se…
The authors have nothing to disclose.
Med stöd av NIH HL081171, NIH HL080203
Equipment | Company | model |
---|---|---|
MRI | GE | 1.5 T GE HDx EXICITE twinspeed scanner |
Metabolic cart | ParvoMedics | TrueOne 2400 |
Pulse Oximeter | Nonin | 7500 FO |
Spirometer | Medical Technologies Andover | EasyOne diagonostic Spirometer |
Mask | Hans & Rudolph | 7400 series Oro-Nasal Mask, Small, Medium, and Large |
Valve | Hans & Rudolph | Two-way non-rebreathing valves T-Shape™ configuration, 2600 Medium. 2700 Large |
Head Set | Hans & Rudolph | Head cap (Adult size), strap & Locking Clips. |
Pneumatic directional control valve and controller | Hans & Rudolph | Single Piston Sliding-Type™ valve and controller 4285A |
Non-Diffusing gas collection bag | Hans & Rudolph | 6100 (100 liters). |
Tube | VacuMed | Clean-Bor Tubing 108”, 1-3/8” OD fittings |
Phantoms | Mentor | Brest Implant Round, 250cc |
matlab | The MathWorks |