Summary
Bir MR, üç farklı solunan oksijen konsantrasyonu bu durumda maruz kalma, çeşitli fizyolojik şartlar altında, pulmoner kan akımı dağılımı çalışma yöntemi: hipoksi, normoxia ve hiperoksi açıklanmıştır. Bu teknik, bir MR tarama ortamda insan akciğer fizyolojisi araştırma teknikleri kullanır.
Abstract
Bu normoxia sırasında sağlıklı kişilerde hipoksi (F I O 2 = 0.125) ve hiperoksi ((O 2, fraksiyonu (F I O 2) = 0.21 ilham) mekansal dağılımının pulmoner kan akımı ölçmek için bir MR görüntüleme yöntemi gösterir F Ben O 2 = 1.00). Buna ek olarak, konunun fizyolojik yanıtlar MR tarama ortamda takip edilmektedir. Fonksiyonel rezidüel kapasite sağ akciğer sagital dilim bir nefes tutma sırasında 1.5 T GE MRI tarayıcısı MR görüntüleri elde edildi. Bir arteryel spin etiketleme dizisi (ASL adil), pulmoner kan akımı 1,2 ve çok yankı hızlı gradient eko (mGRE) sırası 3 mekansal dağılımının bölgesel proton (yani H 2 O) ölçmek için kullanılan ölçmek için kullanılan yoğunluğu, her voksel (gram akciğer dokusu başına dakikada mililitre kan) yoğunluk normalize perfüzyon miktarının izin.
2-yollu olmayan solunmasına valf, vana ve yüz maskesi pnömatik anahtarlama ile donatılmış, farklı oksijen konsantrasyonu ilham gaz boru aracılığıyla konuya MR tarayıcı getirilmiştir. Metabolik sepeti ekspiratuar tüp yoluyla ekspirasyon gaz topladı. Karışık ekspiratuvar O 2 ve CO 2 konsantrasyonları, oksijen tüketimi, karbondioksit üretimi, solunum değişim oranı, solunum frekansı ve tidal hacim ölçüldü. Kalp hızı ve oksijen satürasyonu, nabız-oksimetre ile monitörize edildi. Normal bir konuda elde edilen veriler, beklendiği gibi, kalp hızı normoxia (51) veya hiperoksi (50) sırasında daha hipoksi (60 bpm) daha yüksek ve hipoksi sırasında arteriyel oksijen satürasyonu (SpO2)% 86 azaldı, o gösterdi . Ortalama havalandırma, hipoksi sırasında 7.04 L / dk normoxia sırasında, hiperoksi sırasında 6.64 L / dk, 8.31 L / dak BTPS. Tidal hacim normoxia sırasında hipoksi, 0,69 L sırasında 0.76 L ve 0.67 L hiperoksi sırasında oldu.
Temsilcisi sayısal ASL veri ortalama yoğunluğu normalize perfüzyon, 8.26 normoxia sırasında ml / dak / g ve 8.46 hiperoksi sırasında ml / dak / g, hipoksi sırasında sırasıyla 8.86 ml / dak / g olduğunu gösterdi. Bu konuda, göreceli dağılım 4, küresel heterojenite bir dizin, hipoksi (normoxia sırasında hipoksi sırasında 1.07, 0.85 ve hiperoksi sırasında 0.87) artmıştır fraktal boyut (Ds), heterojenite vasküler dallanma yapısını yansıtan başka bir dizin, (normoxia sırasında hipoksi sırasında 1.24, 1.26 ve hiperoksi sırasında 1.26) değişmedi.
Genel Bakış. Bu protokol, arteryel spin etiketleme (ASL) olarak bilinen bir manyetik rezonans görüntüleme tekniği kullanarak normoxia, hipoksi ve hiperoksi koşullar altında noninvaziv pulmoner perfüzyon dağılımını ölçmek için veri satın gösterecektir.
Gerekçe: MR tekniğini kullanarak, pulmoner kan akımı ve akciğer proton yoğunluğu ölçümü, yüksek uzaysal çözünürlüklü sayısal görüntü ve birkaç farklı fizyolojik koşullar altında tekrarlanan ölçümler gerçekleştirme yeteneği sunmaktadır. Insan çalışmalarında, PET, SPECT ve BT alternatif tekniklerin yaygın olarak kullanılır. Ancak, bu teknikler, iyonizan radyasyona maruz içerir ve böylece insan denekler tekrarlanan ölçümler için uygun değildir.
Protocol
1. Konu işe
- Konu nüfus
- Başlık reklam çalışması için gerekli olan spesifik demografik sığdırmak için işe alınırlar.
- Kalp veya akciğer hastalığı öyküsü, 45 - 19 yaşları arasındaki bu özel çalışma için konu sağlıklı, sigara içmeyen.
- Aydınlatılmış onam
- Bu çalışma, California Üniversitesi, San Diego, İnsan Kaynakları Koruma Programı tarafından onaylanmıştır.
- Konu, bu çalışmada, örneğin manyetik alana maruz kalma (MRG) ve hipoksik ve hyperoxic gaz solunum potansiyel riskleri konusunda bilgilendirilmelidir.
Konu kadın ve çocuk doğurma yeteneğine sahip ise, çalışmanın başlamasından önce gebelik ekarte etmek için bir idrar örneği toplanır. Manyetik alana maruz gelişmekte olan fetus için zararlı olduğu son derece düşük olmasına karşın, tam bir potansiyel risk bilinmemektedir. Buna ek olarak hipoksi fetus için bir risk mevcut olabilir. Bu nedenlerden dolayı hamile kadınlar çalışma dışı.
- MR güvenlik taraması
Tüm konularda bir manyetik rezonans inceleme kontrendikasyon öğeler hakkında bir anket doldurmaları gerekir. Bir kontrendikasyon tespit edilmesi halinde, bu konuda çalışma dahil değildir.
2. Hazırlık
- Muayene
- Konu, onların fiziksel sağlığı ve alışkanlıkları ile ilgili röportaj ve lisanslı bir hekim tarafından kısa bir fizik muayene alır.
- Konu boy ve kilo da ölçülür. Bu değerler, solunum fonksiyon testi ve, özgül soğurma oranı (SAR), tahmin edilen değerleri tahmin etmek için kullanılır. Konusu doku radyo frekansı (RF) MR görüntüleri üretmek için gerekli olan enerjiyi ısıtma potansiyeli vardır çünkü SAR tahmini önemlidir.
- Solunum fonksiyon testi
Akciğer hacimleri, dik spirometre kullanılarak ölçüldü. Konu bir el spirometre (EasyOne Spirometre, Tıp Teknolojileri Andover) içine üfleme, solunum fonksiyon testleri gerçekleştirir. Burun klibi ağız tüm hava dışarı atılır sağlamak için kullanılır. Spirometri veriler güvenilir veri sağlamak amacıyla üç nüsha olarak elde edilir. Solunum fonksiyon testi kalitesi, Amerikan Toraks Derneği / Avrupa Solunum Derneği kriterleri 5 karşılamak zorundadır .
3. Manyetik rezonans çalışma Uygulanan
- Nefes tutma sırasında güvenilir bir fonksiyonel rezidüel kapasite (FRC) akciğer hacmi üretmek için eğitim oturumu.
Akciğer FRC Bizim akciğer görüntüleri elde edilir. Bu, kolayca ulaşılabilir bir akciğer hacmi ve proton yoğunluğu artırarak, görüntü, gürültü sinyal artırır. Bizim konularda rahatça bu akciğer hacmi yeniden eğitilmiştir. Konusu çalışmaların birinde ilk defa bir katılımcıya ise konu MR tarayıcı girmeden önce, bu eğitim oturumu tamamlandı. Tarayıcı satın alma sırasında ses çıkarırlar, bir ses kayıt görüntü elde etme konusu oynanır ve ses kaydı ile nefes senkronize Pratikte ise bu konuda koçluk. - Kurulum Nefes
- İnspiratuar kurulum
Inspiratuar tüp hyperoxic ve hipoksik gaz veya normoksik hava yapacak Mylar gaz çanta, bağlı ve anahtarlama valfi (Tek Pistonlu Sürme Tip ™ vana ve denetleyici 4285A, Hans Rudolph) ile yönetilmektedir. Valf normal işleyişi için kontrol edilir.
Konuya ilham gazlar yönetmek gaz çanta, tarayıcı oda ve MR konsol oda farklı oksijen konsantrasyonu gaz tankları bağlı. Gaz, gaz tankı düzenleyicilerin manipülasyon yoluyla araştırmacı tarafından torbasına eklenir.
Araştırmacı, bu konuda yeterli gaz normalde ilham olduğundan emin olmak için, gaz hacminin yeterli olduğundan emin olmak için konsol odası penceresinin aracılığıyla çanta izlemek gerekir. F I O 2 hyperoxic ve hipoksik gaz sırasıyla 1.0 ve 0.125. Oda hava normoksik gaz için kullanılır. - Ekspiratuar kurulum
Ekspiratuar solunum tüpü MR konsol odasında metabolik sepeti (TrueOne 2400, ParvoMedics) pass-through MR tarayıcı konu bağlamak için yeterince uzun.
Metabolik sepeti süresi dolan havanın hacmi yanı sıra karışık ekspiratuvar O 2 ve CO 2 konsantrasyonları ölçer. Bu parametrelerin dayanarak, aynı zamanda, tidal volüm, oksijen tüketimi (V. O 2), karbondioksit üretimi (V. CO 2), ve solunum katsayısı gibi çeşitli solunum hacimleri, hesaplar .
O 2 ve CO 2 sensörleri ve debimetre her çalışma öncesi kalibre etmek için gerekli. Bir araştırmacı, softwar faaliyet gösteren metabolik sepeti uyarınca built-in talimatları izleyerek metabolik sepeti sistemi kalibree. O 2 ve CO 2 sensörleri iki nokta kalibrasyon kalibrasyon gazı arasında (2 = 0.16 ve FCO 2 = 0.04 İÇİN) ve oda havası (2 = 0,2098 ve FCO 2 = 0.00 İÇİN) tarafından ayarlanır. Debimetre 3-litrelik standart bir şırınga kullanılarak kalibre edilir. Hans Rudolph konu bağlı olduğu bir aynıdır 2 yönlü olmayan solunmasına valf ile donatılmış ekspiratuar solunum tüp aracılığıyla metabolik sepeti içine hava araştırmacı pompaları 3-litre hacimli (oda sıcaklığı ve barometrik basınç) maske. Solunum çeşitli akış oranları için izin vermek için, bu kalibrasyon dinlenme ölçümleri için 80 L / dak arasında değişen 50 L / dak ATP zirve akışları ile en az beş kez yapılır. Düzeltilmesi için ekspiratuvar boru uzunluğu tarafından kaynaklanan gecikme süresi sağlayan konular solunum veri ile bir araya geldiğinde tüp ve ağızlık hacmi hesaplanır ve. - Maske
Minyon, küçük, orta, büyük bir soğuk sterilize silikon maske (7400 serisi Oro-Burun Maskesi, Hans Rudolph) konuya farklı gaz karışımları teslimat ve görüntüleme oturum boyunca metabolik ve ventilasyon veri edinimi (boyut izin takılmıştır ve ekstra geniş). Yetişkin deneklerin çoğunluğu, küçük, orta veya büyük maskeleri ile donatılmıştır.
Bir ön-steril olmayan-solunmasına valf (İki yönlü olmayan-solunmasına vana T-Şekil ™ yapılandırma, 2600 Orta, 2700 Büyük, Hans Rudolph) ile donatılmış maske bir örgü eklenti ile öznenin yüzünde sabit ve sızıntı olup olmadığı kontrol edilir. Sonra, inspiratuar ve ekspiratuar tüpler bağlıdırlar.
- İnspiratuar kurulum
- MR kurulum
- Konu tarayıcı karşı ayakları ile, manyetik rezonans tarayıcı giriyor kayan bir masaya yatar yatar taşıyordu.
- Yastıklar ve köpük pedler konu konforu en üst düzeye çıkarmak için kullanılır. Pulse oksimetre (7500 İÇİN, Nonin), oksijen satürasyonu ve kalp hızı, konu hipoksiye maruz kaldığında özellikle önemlidir izlemek için konuya parmak yerleştirilir.
- Bir EKG elektrodu konusu göğüs pedi yerleştirilir. Bu arteryel spin etiketleme (ASL) MR dizisi QRS kompleksinin kapılı olanak sağlar.
- Bu konuda bir maske takıyor sonra kolayca çalışma personeli ile iletişim olamaz. Bir konu elini sıkmak topu yerleştirilmiş ve yerinde bantlanmış. Bu konu için yardım gereken herhangi bir zamanda araştırmacılar uyarmak için sağlar.
- Kulak tıkacı konuya tarayıcı tarafından üretilen gürültü, onları korumak için verilmiştir.
- Üç MR hayaletler konu göğsüne yerleştirilir. Hayaletler sonrası işleme sırasında MR sinyali ölçmek için kullanılır ve daha önce karakterize edilmiştir.
- Gövde bobin konusu göğüs hayaletler üzerine yerleştirilir. Gövde bobin alıcı ve konu arasındaki fiziksel mesafe azaltarak vücut bobini ile karşılaştırıldığında, sinyal gürültü oranı MR görüntüsü artırmak için kullanılır. Son olarak, bu konuda kendi konfor sağlamak için bir battaniye ile kaplıdır.
4. MR
- Taramadan önce
- MRI tarama tablosunda ilk ayak yalan Söz konusu istenir. Sonra tarama tablo delik MRI tarayıcısı merkezi haline konu hareket eder.
- Tarayıcı operatörü, sık sık bu konuda rahat olduğundan emin olun ve bunları hatırlatmak için yardıma ihtiyacınız varsa sıkmak topu sıkmak için konuya konuşuyor.
- Araştırmacılar, EKG, O 2 satürasyonu, tidal volüm, V. O 2 ve V. CO 2 monitör. Izleme ilk birkaç dakika iyi kalitede veri sağlanması için özellikle önemlidir; bu numaraları beklenen aralık içinde değilse, kalibrasyon tekrarlanır ve yüz maskesi ve tüp kaçakları kontrol edilmelidir.
- Görüntüleme sınav dizilerini
- Yerelleştiricisinin sıra gövde içinde görüntüleme dilim yerleşimini belirlemek için anatomik görüntüler elde etmek için ilk olarak elde edilir.
- Arka mesafe, büyük bir dilim, ön sağ akciğer kısmını sagital düzlemde seçilir. Kesit kalınlığı genellikle 15 mm ve bir görüş alanı 40 cm x 40 cm.
- Arteriyel spin etiketleme
Arter spin etiketleme akış duyarlı yarı-Fourier satın single-shot turbo spin-eko (HASTE) görüntüleme şeması ile ekstra bir RF pulsu dizisi (ASL adil) ile inversiyon kurtarma alternatif 1,2 bölgesel perfüzyon veri elde etmek için kullanılır .- Konu, bir dizi ses çiftleri duyacaksınız, "bang-bang" manyetik etiket ve görüntü alımı gösteren. Ilk vurarak ses shorikincisi daha ter. Ses bu fark göze çarpmaktadır. Konu, bu ses çiftleri arasındaki, bir nefes alma döngüsü tamamlamanız gerekir: önce, nefes ve nefes sonraki çift için. Sesler çiftleri sırasında, söz konusu FRC nefes gerekir.
- Söz konusu tarayıcı (yukarıda açıklandığı gibi) içine konuldu önce aşina olduğu konular bu süre nefes uygulamaları sırasında görüntü satın almalar bir test çalıştırması verilir.
- MR operatörü diyaframın hareket dayalı akciğer görüntü kalitesini değerlendirir. Hareketi az ise ASL ölçümleri başlar. Araştırmacılar gelgit hacmi monitör. Yaklaşık hedef tidal hacmi 500-700 ml valf ek deadspace normal havalandırma ile tutarlı.
- Referans 1 ve 2 pulmoner perfüzyon ölçmek için temel ilke ayrıntılı olarak açıklanmıştır. Bu MR dizisinde, aralarında 5 saniye arayla iki farklı kalp-kapılı görüntüleri elde edilir. Etiketi ve görüntü elde etme (yani ilk patlama sesi ve ikinci patlama sesi arasında) arasında görüntü zamanlama kan sistolik ejeksiyon toplanması için izin RR aralığının% 80 ayarlanır. Kan gelen sinyal, iki farklı şekilde hazırlanır. Bir görüntü, görüntü dilim kan ve doku içinde hem de dışında kan ve doku hem çok düşük sinyal uzunlamasına mıknatıslanma, ters. İkinci resimde, inversiyon, resmin içine dilim dilim dışında kan girişinin güçlü bir MR sinyali olduğu sonucu ile sadece görüntülü dilim uygulanır. Iki görüntü, böylece sabit sinyal iptal çıkarılır, sonuç, bir sistolik ejeksiyon süre içinde görüntü dilim teslim kan nicel bir harita. Çözünürlük 256 x 128 piksel, bu nedenle, voksel boyutu ~ 1.5 x ~ 3.1x 15 mm (~ 0.07 cm 3).
- Akciğer proton yoğunluğu
ASL görüntülere ek olarak, biz de çok yankı hızlı gradient eko (mGRE) sırası akciğer proton yoğunluğu 3 ölçmek için kullanın. Bu perfüzyon ölçümleri ml / dak / g ve toraks içinde 6 akciğer dokusunda deformasyon hesapları ifade edilmesini sağlar. Bu dizi için bir gövde bobin ve vücut bobini için bir, iki kez çalıştırmak.- Bu proton yoğunluklu görüntü alımı sırasında, söz konusu yaklaşık 10 saniye sürecek sürekli bir gürültü duyarsınız. Bu süreçte, konu onların nefes tutmak gerekir ve FRC adlı otelde hangi tarihlerde.
Akciğer proton yoğunluğu ölçmek için referans 3 temel prensibi açıklanmıştır. 64 x 64 piksel çözünürlük; bu nedenle, voksel boyutu ~ 6.3 x 6.3 x 15 mm (~ 0.59 cm 3).
- Bu proton yoğunluklu görüntü alımı sırasında, söz konusu yaklaşık 10 saniye sürecek sürekli bir gürültü duyarsınız. Bu süreçte, konu onların nefes tutmak gerekir ve FRC adlı otelde hangi tarihlerde.
- Inspiratuar gazlar değiştirilmesi
- Bu çalışmada gazlar F I O 2 = 0.21 (normoxia / oda hava), F I O 2 bu olmasına rağmen = 0.125 (hipoksi), ve F I O 2 = 1.00 (hiperoksi) konular arasında dengeli amacıyla sunulmaktadır araştırma hedefleri ile tutarlı, istediğiniz gibi çeşitli
- Bir konu, belirli bir durumu (belirli bir gaz için ~ 20 dakika) 7 için kararlı duruma ulaştıktan sonra, MR perfüzyon ve proton dansite ölçümleri elde edilir. Hipoksik pulmoner vazokonstriksiyon yanıtı başlandıktan birkaç saniye içinde gerçekleşmesine rağmen, alveoler hipoksi yanıt, yaklaşık 20 dakika 8 kadar bu hedefi ile tutarlı maksimum değildir, çünkü bu durumda, görüntüleme önce gaza maruz kalma 20 dakikalık süre seçilen Özellikle çalışma.
5. Post processing
Post processing MATLAB programlama ortamı içinde özel geliştirilmiş yazılım kullanarak tamamlandı.
- Bobin homojen düzeltme
Eşleştirilmiş mGRE görüntüleri, homojen vücut bobin ve homojen olmayan gövde bobin (bölüm 4.1) kullanarak, tüm kan akımı ve proton dansite görüntüler bir konu tabi temelini 6 bobin homojen için düzeltilmiştir . Bu yöntem, 6 ve 9 referans açıklanmıştır. - Yoğunluk normalize perfüzyon
- Çıkarılır ASL görüntü bobin homojen düzeltilir sonra santimetre küp dakikada mililitre başına (voksel) (kan), bölgesel pulmoner kan akımının miktarı.
- Su gram başına dakikada mililitre (kan) birimleri cinsinden ifade Yoğunluk normalize perfüzyon akciğer gram başına dakikada mililitre (doku + kan) perfüzyon vermek için proton yoğunluk görüntüsü ASL görüntü bölünmesi ile hesaplanır.
- Çevirme ve döndürme içeren bir karşılıklı bilgi tabanlı teknik ASL ve proton yoğunluğu görüntüleri kaydetmek için kullanılmaktadır ve ASL perfüzyon görüntü voksel voksel gövde bobini ile elde edilen proton yoğunluğu görüntü bölünürtemelinde 6,9. Bu yöntem ayrıca, 6 ve 9 referans açıklanmıştır.
- Veri analizi
(Akciğer proton yoğunluğu ve yoğunluk normalize perfüzyon) Yukarıda açıklandığı gibi her bir görüntü için elde veri şu şekilde analiz edilmektedir.- Her bir görüntü için, normalize yoğunluklu perfüzyon hesaplanır anlamına gelir.
- Üç farklı perfüzyon heterojenite indeksleri hesaplanır. Bu) varyasyon katsayısı, standart sapmanın ortalama perfüzyon oranı olarak tanımlanan küresel ölçekte heterojenite olarak da bilinen göreceli bir dağılım 4,10,11, 1 göreceli dağılımı daha büyük, daha heterojen perfüzyon dağılımı; 2) fraktal boyut (Ds) 7, bağımsız ölçekli mekansal heterojenliğin bir endeks değeri 1.0 (homojen) ve 1.5 (mekansal rastgele) arasında değişir ve 3) Bir geometrik standart sapma, aynı zamanda küresel ölçekler heterojenite ama günlük normal model dağıtım 2 dayalı.
6. Temsilcisi sonuçları
Fizyolojik verileri Tablo 1'de verilmiştir. Hipoksi Kalp hızı arttı ve doygunluk azalmıştır. Havalandırma hipoksi sırasında 8.31 L / dak BTPS, 7.04 L / dk normoxia sırasında, hiperoksi sırasında 6.64 L / dk. Tidal hacim normoxia sırasında hipoksi, 0,69 L sırasında 0.72 L ve 0.67 L hiperoksi sırasında oldu. Hipoksi artar, havalandırma ve tidal hacim hiperoksi pozlama, havalandırma ve gelgit hacmi azalır.
Şekil 1'de gösterildiği gibi üç farklı solunan oksijen konsantrasyonu (: 0.125, Normoxia: 0.21, hiperoksi: Hipoksi 1.00) sırasında toplanan üç yoğunluğu normalize perfüzyon görüntüleri bir konu (erkek, 30 yaş) elde edilir. Perfüzyon heterojenliğin veri analizi sonuçları Tablo 2'de verilmiştir. Hipoksi diğer endeksleri büyük ölçüde değişmeden ancak göreceli dağılım arttığı görülebilir.
Şekil 2 yoğunluğu normalize perfüzyon dikey dağıtım solunan oksijen konsantrasyonlarının etkisi gösterir, ortalama akciğer en bağımlı parçası ve 10 cm yüksekliğinde 10 cm yukarıda altında her 1 cm. 10 cm üzerindeki tüm veri noktalarını ortalama bir veri noktası olarak gösterilir.
| Hipoksi | Normoxia | Hiperoksi | |
| Nabız (bmp) | 60 | 51 | 50 |
| SpO 2 | 86 | 99 | 100 |
| V E BTPS (L / dk) | 8,31 | 7,04 | 6,64 |
| V t BTPS (L) | 0,76 | 0,69 | 0,67 |
| F E O 2 (%) | 8,85 | 17,27 | - |
| F E CO 2 (%) | 3,41 | 3,60 | 3,20 |
| VO 2 STPD (L / dk) | 0,25 | 0,22 | -* |
| VCO 2 STPD (L / dk) | 0,23 | 0,21 | 0,18 |
Tablo 1. oturumda tarama sırasında fizyolojik veriler.
*% 100 oksijen soluma konusu olduğunda, VO 2 kolayca (12 Ayrıntılı bilgi için bakınız) ölçülebilir değildir.
| Hipoksi | Normoxia | Hiperoksi | |
| Bağıl Dispersiyon | 1,07 | 0,85 | 0,87 |
| Fraktal boyut | 1,24 | 1,26 | 1,26 |
| Geometrik Standart Sapma | 2,41 | 2,11 | 2,38 |
(Tablo 2). Pulmoner perfüzyon heterojenliğin üç endeksleri.
Şekil 1 üç farklı yoğunluk normalize perfüzyon solunan oksijen konsantrasyonlarının etkisi. 1.1: Hipoksi(0.125), 1.2:: hiperoksi Normoxia (0.21), 1.3 (1.00). Ölçek, 3 cm (beyaz, düz çizgi). A: ön, P: posterior: aşağı, S: üstün yönlere sırasıyla.
Şekil 2 yoğunluğu normalize perfüzyon dikey dağılımı üç farklı solunan oksijen konsantrasyonlarının etkisi. Yoğunluğu normalize perfüzyon akciğer en bağımlı kısmında 0 cm den başlayarak ve en nondependan kısmı devam ediyor, aynı yerçekimi düzleminde 1 cm kutuları içinde ortalama olarak. 10 cm üzerindeki tüm veri noktalarını ortalama bir veri noktası olarak gösterilir.
Hata çubukları uçağın içinde yoğunluk normalize perfüzyon değerlerinin standart sapmasını temsil eder. Normoksik veri Hipoksik veri kırmızı, mavi ve yeşil hyperoxic veri.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Bu yöntem, solunan oksijen konsantrasyonu pulmoner kan akımı, MR tarama ortamda temel fizyolojik teknikleri kullanılarak mekansal dağılımına etkileri ölçüm sağlar. Akciğer kantitatif proton görüntüleme ile birlikte fizyolojik tekniklerin kullanımı nispeten kolay uygulanmaktadır.
Iyi bir kalite testi sağlamak için en önemli adım doğru akciğer hacminde ve görüntüleme sırası ile senkronize nefes tutmak için konu eğitimdir. ASL ve proton yoğunluğu görüntüleri FRC akciğer hacimleri tekrarlanabilirlik güveniyor bu yana, herhangi bir diyafragmatik ya da göğüs duvarı hareketi bu görüntüleri kayıt hatası için yol açacaktır. İyi eğitimli konularda bazı konular tarayıcı hyperventilate ve böylece araştırmacı ayrıca metabolik sepeti ile ölçülen tidal volüm izlemek ve normal solunum sağlamak için bu konuda geribildirim sunmak gerekir MR tarayıcı art arda FRC akciğer hacmi çoğaltmak mümkün. Son olarak özellikle hipoksik pozlama sırasında oksijen satürasyonu, konu güvenliği için izlenmesi gerekir.
Aşağıdaki gibi bu tekniklerin bazı sınırlamalar şunlardır: 1. biz sadece nefes başına bir dilim perfüzyon veri elde edebilirsiniz. Ancak bizim dizisi tüm akciğer az 3 dakika içinde görüntülü olabilir tekrarlanan breathholds kullanarak böylece nefes arasında sürekli elde etmek için izin verir, ve. 2. Niceleme referans hayaletler doğru karakterizasyonu bağımlı olduğunu ve bu konuda herhangi bir hata verileri doğrudan yansıyacaktır. 3. Kullandığımız fizyolojik izleme ekipmanları, tarayıcı oda dışında yer olduğundan, biz yapamıyoruz nefes-VO 2 ve VCO 2 nefes ölçümleri . 4. Hastalar dahil, konular, büyük çoğunluğu hızlı bir şekilde bu becerileri kazandırmak deneyimimiz olmasına rağmen bazı konularda, özellikle küçük çocuklarda veya akciğer hastalığı olan yaşlı hastalarda, görüntüleme için gerekli olan solunum paterni üreyen zorluk olabilir.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Çıkar çatışması ilan etti.
Acknowledgments
NIH HL081171, NIH HL080203 tarafından desteklenen
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| MRI | GE Healthcare | 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 | Mathworks |
References
- Bolar, D. S. Quantification of regional pulmonary blood flow using ASL-FAIRER. Magn Reson Med. 55, 1308-1317 (2006).
- Henderson, A. C., Prisk, G. K., Levin, D. L., Hopkins, S. R., Buxton, R. B. Characterizing pulmonary blood flow distribution measured using arterial spin labeling. NMR Biomed. 22, 1025-1035 (2009).
- Theilmann, R. J. Quantitative MRI measurement of lung density must account for the change in T(2) (*) with lung inflation. J Magn Reson Imaging. 30, 527-534 (2009).
- Hopkins, S. R., Garg, J., Bolar, D. S., Balouch, J., Levin, D. L. Pulmonary blood flow heterogeneity during hypoxia and high-altitude pulmonary edema. Am J Respir Crit Care Med. 171, 83-87 (2005).
- Miller, M. R.
- Hopkins, S. R. Vertical gradients in regional lung density and perfusion in the supine human lung: the Slinky effect. J Appl Physiol. 103, 240-248 (2007).
- Arai, T. J. Hypoxic pulmonary vasoconstriction does not contribute to pulmonary blood flow heterogeneity in normoxia in normal supine humans. J Appl Physiol. 106, 1057-1064 (2009).
- Dawson, C. A. Role of pulmonary vasomotion in physiology of the lung. Physiol Rev. 64, 544-616 (1984).
- Prisk, G. K. Pulmonary perfusion in the prone and supine postures in the normal human lung. J Appl Physiol. 103, 883-894 (2007).
- Henderson, A. C. Steep head-down tilt has persisting effects on the distribution of pulmonary blood flow. J Appl Physiol. 101, 583-589 (2006).
- Levin, D. L. Effects of age on pulmonary perfusion heterogeneity measured by magnetic resonance imaging. J Appl Physiol. 102, 2064-2070 (2007).
- Wasserman, K. H., Sue, D., Casaburi, R., Whipp, B. Calculations, Fomulae, and Examples (Appendix C). Principles of Exercise Testing and Interpretation. , Lippincott Williams & Wilkins. Baltimore. (1999).
