Name: Hiperpolarize Ksenon Spektroskopisinden Elde Edilen Akciğer Yapısı ve Fonksiyonunun Kantitatif Ölçümü (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2023-11-10T13:20:00.000+00:00
Duration: 8 min 23 s
Description: Öğrenin, hiperpolarize Xenon-129 CSSR spektroskopisi ile akciğer gaz değişimini ve alveoler septal duvar kalınlığını kantitatif olarak ölçme yöntemini. Bu teknik, akciğer hastalıklarının teşhis ve izlenmesinde hassas sonuçlar sunar.

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

Bu çalışma, NIH hibeleri R01HL159898 ve R01HL142258 tarafından desteklenmiştir.

Hiperpolarize Ksenon-129 MRG ile Akciğer Fonksiyonunun Değerlendirilmesi

<ol><li>Albert, M. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biological+magnetic+resonance+imaging+using+laser-polarized+129Xe%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Biological magnetic resonance imaging using laser-polarized 129Xe.</a> Nature. 370 (6486), 199-201 (1994).</li>
<li>Happer, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optical+Pumping%5BTitle%5D)+AND+%22Rev+Mod+Phys%22%5BJournal%5D)">Optical Pumping.</a> Rev Mod Phys. 44 (2), 169-250 (1972).</li>
<li>Appelt, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Theory+of+spin-exchange+optical+pumping+of+He-3+and+Xe-129%5BTitle%5D)+AND+%22Phys+Rev+A%22%5BJournal%5D)">Theory of spin-exchange optical pumping of He-3 and Xe-129.</a> Phys Rev A. 58 (2), 1412-1439 (1998).</li>
<li>Hersman, F. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Large+production+system+for+hyperpolarized+129Xe+for+human+lung+imaging+studies%5BTitle%5D)+AND+%22Acad+Radiol%22%5BJournal%5D)">Large production system for hyperpolarized 129Xe for human lung imaging studies.</a> Acad Radiol. 15 (6), 683-692 (2008).</li>
<li>Parnell, S. R., Deppe, M. H., Parra-Robles, J., Wild, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Enhancement+of+Xe-129+polarization+by+off-resonant+spin+exchange+optical+pumping%5BTitle%5D)+AND+%22J+Appl+Phys%22%5BJournal%5D)">Enhancement of Xe-129 polarization by off-resonant spin exchange optical pumping.</a> J Appl Phys. 108 (6), 064908(2010).</li>
<li>Norquay, G., Collier, G. J., Rao, M., Stewart, N. J., Wild, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((%5E%7B129%7DXe-Rb+spin-exchange+optical+pumping+with+high+photon+efficiency%5BTitle%5D)+AND+%22Phys+Rev+Lett%22%5BJournal%5D)">^{129}Xe-Rb spin-exchange optical pumping with high photon efficiency.</a> Phys Rev Lett. 121 (15), 153201(2018).</li>
<li>Mugler, J. P. 3rd, et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((MR+imaging+and+spectroscopy+using+hyperpolarized+129Xe+gas%3A+preliminary+human+results%5BTitle%5D)+AND+%22Magn+Reson+Med%22%5BJournal%5D)">MR imaging and spectroscopy using hyperpolarized 129Xe gas: preliminary human results.</a> Magn Reson Med. 37 (6), 809-815 (1997).</li>
<li>Ruppert, K., Brookeman, J. R., Hagspiel, K. D., Driehuys, B., Mugler, J. P. 3rd NMR of hyperpolarized (129)Xe in the canine chest: spectral dynamics during a breath-hold. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aRuppert%2C+K+%22NMR+Biomed%22">NMR Biomed</a>. 13 (4), 220-228 (2000).</li>
<li>Butler, J. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Measuring+surface-area-to-volume+ratios+in+soft+porous+materials+using+laser-polarized+Xenon+interphase+exchange+nuclear+magnetic+resonance%5BTitle%5D)+AND+%22J+Phys+Condens+Matter%22%5BJournal%5D)">Measuring surface-area-to-volume ratios in soft porous materials using laser-polarized Xenon interphase exchange nuclear magnetic resonance.</a> J Phys Condens Matter. 14 (13), L297-L304 (2002).</li>
<li>Mansson, S., Wolber, J., Driehuys, B., Wollmer, P., Golman, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Characterization+of+diffusing+capacity+and+perfusion+of+the+rat+lung+in+a+lipopolysaccaride+disease+model+using+hyperpolarized+129Xe%5BTitle%5D)+AND+%22Magn+Reson+Med%22%5BJournal%5D)">Characterization of diffusing capacity and perfusion of the rat lung in a lipopolysaccaride disease model using hyperpolarized 129Xe.</a> Magn Reson Med. 50 (6), 1170-1179 (2003).</li>
<li>Abdeen, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Measurement+of+Xenon+diffusing+capacity+in+the+rat+lung+by+hyperpolarized+%28129%29Xe+MRI+and+dynamic+spectroscopy+in+a+single+breath-hold%5BTitle%5D)+AND+%22Magn+Reson+Med%22%5BJournal%5D)">Measurement of Xenon diffusing capacity in the rat lung by hyperpolarized (129)Xe MRI and dynamic spectroscopy in a single breath-hold.</a> Magn Reson Med. 56 (2), 255-264 (2006).</li>
<li>Driehuys, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Imaging+alveolar-capillary+gas+transfer+using+hyperpolarized+129Xe+MRI%5BTitle%5D)+AND+%22Proc+Natl+Acad+Sci+U+S+A%22%5BJournal%5D)">Imaging alveolar-capillary gas transfer using hyperpolarized 129Xe MRI.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 103 (48), 18278-18283 (2006).</li>
<li>Patz, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Human+pulmonary+imaging+and+spectroscopy+with+hyperpolarized+129Xe+at+0.2T%5BTitle%5D)+AND+%22Acad+Radiol%22%5BJournal%5D)">Human pulmonary imaging and spectroscopy with hyperpolarized 129Xe at 0.2T.</a> Acad Radiol. 15 (6), 713-727 (2008).</li>
<li>Qing, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Assessment+of+lung+function+in+asthma+and+COPD+using+hyperpolarized+129Xe+chemical+shift+saturation+recovery+spectroscopy+and+dissolved-phase+MRI%5BTitle%5D)+AND+%22NMR+Biomed%22%5BJournal%5D)">Assessment of lung function in asthma and COPD using hyperpolarized 129Xe chemical shift saturation recovery spectroscopy and dissolved-phase MRI.</a> NMR Biomed. 27 (12), 1490-1501 (2014).</li>
<li>Stewart, N. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Reproducibility+of+quantitative+indices+of+lung+function+and+microstructure+from+129+Xe+chemical+shift+saturation+recovery+%28CSSR%29+MR+spectroscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Magn+Reson+Med%22%5BJournal%5D)">Reproducibility of quantitative indices of lung function and microstructure from 129 Xe chemical shift saturation recovery (CSSR) MR spectroscopy.</a> Magn Reson Med. 77 (6), 2107-2113 (2017).</li>
<li>Zhong, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Simultaneous+assessment+of+both+lung+morphometry+and+gas+exchange+function+within+a+single+breath-hold+by+hyperpolarized+%28129%29+Xe+MRI%5BTitle%5D)+AND+%22NMR+Biomed%22%5BJournal%5D)">Simultaneous assessment of both lung morphometry and gas exchange function within a single breath-hold by hyperpolarized (129) Xe MRI.</a> NMR Biomed. 30 (8), (2017).</li>
<li>Kern, A. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Regional+investigation+of+lung+function+and+microstructure+parameters+by+localized+%28129%29+Xe+chemical+shift+saturation+recovery+and+dissolved-phase+imaging%3A+A+reproducibility+study%5BTitle%5D)+AND+%22Magn+Reson+Med%22%5BJournal%5D)">Regional investigation of lung function and microstructure parameters by localized (129) Xe chemical shift saturation recovery and dissolved-phase imaging: A reproducibility study.</a> Magn Reson Med. 81 (1), 13-24 (2018).</li>
<li>Kern, A. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mapping+of+regional+lung+microstructural+parameters+using+hyperpolarized+%28129%29+Xe+dissolved-phase+MRI+in+healthy+volunteers+and+patients+with+chronic+obstructive+pulmonary+disease%5BTitle%5D)+AND+%22Magn+Reson+Med%22%5BJournal%5D)">Mapping of regional lung microstructural parameters using hyperpolarized (129) Xe dissolved-phase MRI in healthy volunteers and patients with chronic obstructive pulmonary disease.</a> Magn Reson Med. 81 (4), 2360-2373 (2018).</li>
<li>Xie, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Single+breath-hold+measurement+of+pulmonary+gas+exchange+and+diffusion+in+humans+with+hyperpolarized+%28129%29+Xe+MR%5BTitle%5D)+AND+%22NMR+Biomed%22%5BJournal%5D)">Single breath-hold measurement of pulmonary gas exchange and diffusion in humans with hyperpolarized (129) Xe MR.</a> NMR Biomed. 32 (5), e4068(2019).</li>
<li>Zanette, B., Santyr, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Accelerated+interleaved+spiral-IDEAL+imaging+of+hyperpolarized+%28129%29+Xe+for+parametric+gas+exchange+mapping+in+humans%5BTitle%5D)+AND+%22Magn+Reson+Med%22%5BJournal%5D)">Accelerated interleaved spiral-IDEAL imaging of hyperpolarized (129) Xe for parametric gas exchange mapping in humans.</a> Magn Reson Med. 82 (3), 1113-1119 (2019).</li>
<li>Ruppert, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Investigating+biases+in+the+measurement+of+apparent+alveolar+septal+wall+thickness+with+hyperpolarized+129Xe+MRI%5BTitle%5D)+AND+%22Magn+Reson+Med%22%5BJournal%5D)">Investigating biases in the measurement of apparent alveolar septal wall thickness with hyperpolarized 129Xe MRI.</a> Magn Reson Med. 84 (6), 3027-3039 (2020).</li>
<li>Zhang, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quantitative+evaluation+of+lung+injury+caused+by+PM%282.5%29+using+hyperpolarized+gas+magnetic+resonance%5BTitle%5D)+AND+%22Magn+Reson+Med%22%5BJournal%5D)">Quantitative evaluation of lung injury caused by PM(2.5) using hyperpolarized gas magnetic resonance.</a> Magn Reson Med. 84 (2), 569-578 (2020).</li>
<li>Friedlander, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hyperpolarized+%28129%29+Xe+MRI+of+the+rat+brain+with+chemical+shift+saturation+recovery+and+spiral-IDEAL+readout%5BTitle%5D)+AND+%22Magn+Reson+Med%22%5BJournal%5D)">Hyperpolarized (129) Xe MRI of the rat brain with chemical shift saturation recovery and spiral-IDEAL readout.</a> Magn Reson Med. 87 (4), 1971-1979 (2022).</li>
<li>Patz, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Diffusion+of+hyperpolarized+%28129%29Xe+in+the+lung%3A+a+simplified+model+of+%28129%29Xe+septal+uptake+and+experimental+results%5BTitle%5D)+AND+%22New+J+Phys%22%5BJournal%5D)">Diffusion of hyperpolarized (129)Xe in the lung: a simplified model of (129)Xe septal uptake and experimental results.</a> New J Phys. 13, 015009(2011).</li>
<li>Chang, Y. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((MOXE%3A+a+model+of+gas+exchange+for+hyperpolarized+129Xe+magnetic+resonance+of+the+lung%5BTitle%5D)+AND+%22Magn+Reson+Med%22%5BJournal%5D)">MOXE: a model of gas exchange for hyperpolarized 129Xe magnetic resonance of the lung.</a> Magn Reson Med. 69 (3), 884-890 (2013).</li>
<li>Stewart, N. J., Parra-Robles, J., Wild, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Finite+element+modeling+of+%28129%29Xe+diffusive+gas+exchange+NMR+in+the+human+alveoli%5BTitle%5D)+AND+%22J+Magn+Reson%22%5BJournal%5D)">Finite element modeling of (129)Xe diffusive gas exchange NMR in the human alveoli.</a> J Magn Reson. 271, 21-33 (2016).</li>
<li>Ruppert, K., Qing, K., Patrie, J. T., Altes, T. A., Mugler, J. P. 3rd <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Using+hyperpolarized+Xenon-129+MRI+to+quantify+early-stage+lung+disease+in+smokers%5BTitle%5D)+AND+%22Acad+Radiol%22%5BJournal%5D)">Using hyperpolarized Xenon-129 MRI to quantify early-stage lung disease in smokers.</a> Acad Radiol. 26 (3), 355-366 (2019).</li>
<li>Kern, A. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Investigating+short-time+diffusion+of+hyperpolarized+%28129%29+Xe+in+lung+air+spaces+and+tissue%3A+A+feasibility+study+in+chronic+obstructive+pulmonary+disease+patients%5BTitle%5D)+AND+%22Magn+Reson+Med%22%5BJournal%5D)">Investigating short-time diffusion of hyperpolarized (129) Xe in lung air spaces and tissue: A feasibility study in chronic obstructive pulmonary disease patients.</a> Magn Reson Med. 84 (4), 2133-2146 (2020).</li>
<li>Stewart, N. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Experimental+validation+of+the+hyperpolarized+%28129%29+Xe+chemical+shift+saturation+recovery+technique+in+healthy+volunteers+and+subjects+with+interstitial+lung+disease%5BTitle%5D)+AND+%22Magn+Reson+Med%22%5BJournal%5D)">Experimental validation of the hyperpolarized (129) Xe chemical shift saturation recovery technique in healthy volunteers and subjects with interstitial lung disease.</a> Magn Reson Med. 74 (1), 196-207 (2015).</li>
<li>Fox, M. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Detection+of+radiation+induced+lung+injury+in+rats+using+dynamic+hyperpolarized+%28129%29Xe+magnetic+resonance+spectroscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Med+Phys%22%5BJournal%5D)">Detection of radiation induced lung injury in rats using dynamic hyperpolarized (129)Xe magnetic resonance spectroscopy.</a> Med Phys. 41 (7), 072302(2014).</li>
<li>Li, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quantitative+evaluation+of+radiation-induced+lung+injury+with+hyperpolarized+Xenon+magnetic+resonance%5BTitle%5D)+AND+%22Magn+Reson+Med%22%5BJournal%5D)">Quantitative evaluation of radiation-induced lung injury with hyperpolarized Xenon magnetic resonance.</a> Magn Reson Med. 76 (2), 408-416 (2016).</li>
<li>Ruppert, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Detecting+pulmonary+capillary+blood+pulsations+using+hyperpolarized+Xenon-129+chemical+shift+saturation+recovery+%28CSSR%29+MR+spectroscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Magn+Reson+Med%22%5BJournal%5D)">Detecting pulmonary capillary blood pulsations using hyperpolarized Xenon-129 chemical shift saturation recovery (CSSR) MR spectroscopy.</a> Magn Reson Med. 75 (4), 1771-1780 (2016).</li>
<li>Walkup, L. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Feasibility%2C+tolerability+and+safety+of+pediatric+hyperpolarized+129Xe+magnetic+resonance+imaging+in+healthy+volunteers+and+children+with+cystic+fibrosis%5BTitle%5D)+AND+%22Pediatr+Radiol%22%5BJournal%5D)">Feasibility, tolerability and safety of pediatric hyperpolarized 129Xe magnetic resonance imaging in healthy volunteers and children with cystic fibrosis.</a> Pediatr Radiol. 46 (12), 1651-1662 (2016).</li>
<li>Willmering, M. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Pediatric+%28129%29+Xe+gas-transfer+MRI-feasibility+and+applicability%5BTitle%5D)+AND+%22J+Magn+Reson+Imaging%22%5BJournal%5D)">Pediatric (129) Xe gas-transfer MRI-feasibility and applicability.</a> J Magn Reson Imaging. 56 (4), 1207-1219 (2022).</li>
<li>Amzajerdian, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Simultaneous+quantification+of+hyperpolarized+Xenon-129+ventilation+and+gas+exchange+with+multi-breath+Xenon-polarization+transfer+contrast+%28XTC%29+MRI%5BTitle%5D)+AND+%22Magn+Reson+Med%22%5BJournal%5D)">Simultaneous quantification of hyperpolarized Xenon-129 ventilation and gas exchange with multi-breath Xenon-polarization transfer contrast (XTC) MRI.</a> Magn Reson Med. 90 (6), 2334-2347 (2023).</li>
<li>Niedbalski, P. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Utilizing+flip+angle%2FTR+equivalence+to+reduce+breath+hold+duration+in+hyperpolarized+%28129%29+Xe+1-point+Dixon+gas+exchange+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Magn+Reson+Med%22%5BJournal%5D)">Utilizing flip angle/TR equivalence to reduce breath hold duration in hyperpolarized (129) Xe 1-point Dixon gas exchange imaging.</a> Magn Reson Med. 87 (3), 1490-1499 (2022).</li>
<li>Chang, Y. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Toward+a+quantitative+understanding+of+gas+exchange+in+the+lung%5BTitle%5D)+AND+%22arXiv%22%5BJournal%5D)">Toward a quantitative understanding of gas exchange in the lung.</a> arXiv. , (2010).</li>
<li>Chang, Y. V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quantification+of+human+lung+structure+and+physiology+using+hyperpolarized+129Xe%5BTitle%5D)+AND+%22Magn+Reson+Med%22%5BJournal%5D)">Quantification of human lung structure and physiology using hyperpolarized 129Xe.</a> Magn Reson Med. 71 (1), 339-344 (2014).</li>
<li>Collier, G. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Observation+of+cardiogenic+flow+oscillations+in+healthy+subjects+with+hyperpolarized+3He+MRI%5BTitle%5D)+AND+%22J+Appl+Physiol%22%5BJournal%5D)">Observation of cardiogenic flow oscillations in healthy subjects with hyperpolarized 3He MRI.</a> J Appl Physiol. 119 (9), 1007-1014 (2015).</li>
<li>Niedbalski, P. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Protocols+for+multi-site+trials+using+hyperpolarized+%28129%29+Xe+MRI+for+imaging+of+ventilation%2C+alveolar-airspace+size%2C+and+gas+exchange%3A+A+position+paper+from+the+%28129%29+Xe+MRI+clinical+trials+consortium%5BTitle%5D)+AND+%22Magn+Reson+Med%22%5BJournal%5D)">Protocols for multi-site trials using hyperpolarized (129) Xe MRI for imaging of ventilation, alveolar-airspace size, and gas exchange: A position paper from the (129) Xe MRI clinical trials consortium.</a> Magn Reson Med. 86 (6), 2966-2986 (2021).</li>
</ol>

Yazarların açıklanacak herhangi bir çıkar çatışması yoktur.

HXe CSSR MR spektroskopisi, mevcut herhangi bir tanı modalitesi24 kullanılarak in vivo olarak ölçülmesi zor veya imkansız olan çeşitli solunum fonksiyon metriklerini değerlendirmek için güçlü bir tekniktir. Bununla birlikte, elde etme ve müteakip veri analizi, canlı deneklerde hiçbir zaman tam olarak elde edilemeyen fizyolojik koşullar ve teknik parametreler hakkında belirli varsayımlara dayanmaktadır. Bu sınırlamalar ve ayıklanan metriklerin yorumlanması üzerindeki etkileri aşağıda ele a...

Hiperpolarize Ksenon-129 (HXe) manyetik rezonans görüntüleme (MRI)1, akciğer yapısı, işlevi ve gaz değişim süreçleri hakkında benzersiz bilgiler sunan bir tekniktir. HXe MRI, spin değişimli optik pompalama yoluyla Xenon gazının manyetizasyonunu önemli ölçüde artırarak, termal olarak polarize Xenon MRI 2,3,4,5,6'ya kıyasla sinyal-gürültü oranında büyüklük sırası iyileştirmesi sağlar. Bu hiperpolarizasyon, aksi takdirde geleneksel termal olarak polarize MRI7 ile tespit edilemeyecek olan akciğer dokusuna ve kana Xenon gazı alımının doğrudan görselleştirilmesini ve ölçülmesini sağlar.
Kimyasal kayma doygunluğu geri kazanımı (CSSR) MR spektroskopisi 8,9,10,11,12,13'ün en değerli HXe MRG tekniklerinden biri olduğu kanıtlanmıştır. CSSR, frekansa özgü radyofrekans (RF) darbeleri kullanılarak akciğer dokusunda ve kanda çözünmüş Xenon'un manyetizasyonunun seçici olarak doyurulmasını içerir. Çözünmüş faz (DP) sinyalinin, hava boşluklarında taze hiperpolarize Ksenon gazı ile ms zaman ölçeğinde değiş tokuş yaparken müteakip geri kazanımı, akciğer parankimi hakkında önemli fonksiyonel bilgiler sunar.
2000'li yılların başındaki gelişiminden bu yana, CSSR spektroskopisinin arkasındaki teknikler aşamalı olarak rafine edilmiştir 14,15,16,17,18,19,20,21,22,23. Ayrıca, Ksenon alım eğrilerinin modellenmesindeki ilerlemeler, alveolar duvar kalınlığı ve pulmoner geçiş süreleri gibi spesifik fizyolojik parametrelerin çıkarılmasını sağlamıştır 10,24,25,26. Çalışmalar, CSSR'nin klinik olarak sağlıklı sigara içenlerde27 ve ayrıca kronik obstrüktif akciğer hastalığı (KOAH)18,27,28, fibroz29 ve radyasyona bağlı akciğer hasarı30,31 dahil olmak üzere bir dizi akciğer hastalığında bulunan pulmoner anormallikler şeklinde akciğer mikroyapısındaki ve gaz değişim verimliliğindeki ince değişikliklere duyarlılığını göstermiştir . CSSR spektroskopisinin, kardiyak döngü32 sırasında pulsatil kan akışına karşılık gelen DP sinyalindeki salınımları tespit etmek için hassas olduğu da gösterilmiştir.
Önemli ilerlemeler kaydedilmiş olsa da, klinik MRI sistemlerinde CSSR spektroskopisinin uygulanmasında pratik zorluklar devam etmektedir. 10 saniyeye yaklaşan tek doz nefes tutma gerektiren tarama süreleri, pediatrik denekler 33,34 veya ciddi akciğer hastalığıolan hastalar35,36 için çok uzun olabilir. Ek olarak, doygunluk gecikme sürelerinin sırası veya çözünmüş faz doygunluğunun etkinliği gibi edinim parametreleri uygun şekilde optimize edilmezse, teknik ölçüm yanlılıklarına karşı hassastır21. Bu sınırlamaları ele almak ve CSSR'yi daha geniş araştırma topluluğu için daha erişilebilir hale getirmek için, şu anda geliştirilmekte olan hem geleneksel nefes tutma hem de serbest nefes alma edinimleri için açık, adım adım protokollere ihtiyaç vardır.
Bu makalenin amacı, HXe gazı kullanarak optimize edilmiş CSSR MR spektroskopisi gerçekleştirmek için ayrıntılı bir metodoloji sunmaktır. Protokol, Xenon gazının polarizasyonu ve dağıtımı, RF darbe kalibrasyonu, dizi parametresi seçimi, konu hazırlama, veri toplama ve veri analizindeki temel adımları kapsayacaktır. Deneysel sonuçlara örnekler verilecektir. Bu kapsamlı kılavuzun, sahalar arasında CSSR uygulamaları için bir temel oluşturacağı ve bir dizi akciğer hastalığında akciğer mikroyapısal değişikliklerini ölçmek için bu tekniğin tam potansiyelini gerçekleştirmeye yardımcı olacağı umulmaktadır.

<table><tbody><tr><td>Çift Yönlü Pnömotak&nbsp;</td><td>B& B Medical AccutachTM</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Göğüs Yelek Bobini</td><td>Klinik MR Çözümleri</td><td></td><td>Yetişkin Boy</td></tr><tr><td>Yüz Maskesi</td><td>Hans Rudolph</td><td>7450</td><td></td></tr><tr><td>Matlab</td><td>Mathworks</td><td>Sürüm 2018a</td><td>Optimizasyon Araç Kutusu gerekli</td></tr><tr><td>Fizyolojik İzleme Sistemi&nbsp;</td><td>BIOPAC Systems Inc</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Tedlar Çanta</td><td>Jensen İnert Ürünler</td><td></td><td>250 mL ve 500 mL; özel PVF torbası</td></tr><tr><td>Xenon Polarizer</td><td>Xemed LLC</td><td>X-box E10&nbsp;</td><td></td></tr><tr><td>Tüm Vücut MRI Tarayıcı</td><td>Siemens</td><td>1.5 T Avanto</td><td></td></tr></tbody></table>

hiperpolarize ksenon spektroskopisinden elde edilen akciğer yapısı ve fonksiyonunun kantitatif Ölçümü

Quantitative Measure of Lung Structure and Function Obtained from Hyperpolarized Xenon Spectroscopy

Hiperpolarize Ksenon-129 (HXe) manyetik rezonans görüntüleme (MRG), akciğer ventilasyon paternlerinin, gaz difüzyonunun, akciğer parankimi tarafından Ksenon alımının ve diğer akciğer fonksiyon ölçümlerinin 2 veya 3 boyutlu haritalarını elde etmek için araçlar sağlar. Bununla birlikte, zamansal çözünürlük için uzamsal ticaret yaparak, aynı zamanda pulmoner Ksenon gaz değişiminin ms zaman ölçeğinde izlenmesini de sağlar. Bu makale, böyle bir teknik olan kimyasal kayma doygunluk geri kazanımı (CSSR) MR spektroskopisini açıklamaktadır. Alveollerde kılcal kan hacmini, septum duvar kalınlığını ve yüzey-hacim oranını değerlendirmek için nasıl kullanılabileceğini gösterir. Uygulanan radyofrekans darbelerinin (RF) çevirme açısı dikkatlice kalibre edildi. Gazın deneğe uygulanması için tek doz nefes tutma ve çok doz serbest solunum protokolleri kullanıldı. Solunan Ksenon gazı alveollere ulaştığında, akciğer parankiminde biriken Ksenon manyetizasyonunun maksimum doygunluğunu sağlamak için bir dizi 90° RF darbesi uygulandı. Değişken bir gecikme süresinin ardından, alveolar gaz hacmi ile akciğerin doku bölmeleri arasındaki gaz alışverişi nedeniyle Ksenon sinyalinin yeniden büyümesini ölçmek için spektrumlar elde edildi. Bu spektrumlar daha sonra karmaşık yalancı Voigt fonksiyonlarının üç baskın tepe noktasına uydurulmasıyla analiz edildi. Son olarak, gecikme süresine bağlı tepe genlikleri, fizyolojik parametreleri çıkarmak için tek boyutlu bir analitik gaz değişim modeline takıldı.

Şekil 2, 500 mL Xenon dozunun solunmasını takiben, bir nefes tutma sırasında insan akciğerinde gözlenen tipik bir Xenon spektrumunu göstermektedir. Spektrum, 0 ppm civarında GP rezonansı ve yaklaşık 197 ppm'de membran zirvesi ve yaklaşık 217 ppm'de kırmızı kan hücresi zirvesinden oluşan DP bölgesi olmak üzere iki farklı bölge gösterir. Bağıl tepe genlikleri, RF uyarma darbesinin şekli, süresi ve merkez frekansının yanı sıra doygunluk ve uyarma arasındaki gecikme süresi dahil olmak üzere bir ...

El yazması, pulmoner gaz değişimini izlemek, görünür alveolar septal duvar kalınlığını değerlendirmek ve yüzey-hacim oranını ölçmek için hiperpolarize Xenon-129 kimyasal kayma doygunluk geri kazanımı (CSSR) kullanmak için ayrıntılı bir protokol sunmaktadır. Yöntem, akciğer hastalıklarını teşhis etme ve izleme potansiyeline sahiptir.

Hiperpolarize Ksenon Spektroskopisinden Elde Edilen Akciğer Yapısı ve Fonksiyonunun Kantitatif Ölçümü

Hyperpolarized Xenon-129 (HXe) magnetic resonance imaging (MRI) provides tools for obtaining 2- or 3-dimensional maps of lung ventilation patterns, gas ...

Araştırmamız, akciğer fonksiyonunu değerlendirmek ve akciğer hastalıklarını araştırmak için 129 MRG teknolojisinde hiperpolarizasyon kullanımına odaklanmaktadır. Temel amaç, bu görüntüleme tekniğinin farklı akciğer rahatsızlıklarının daha iyi tespit edilmesine, anlaşılmasına ve izlenmesine nasıl yol açabileceğini görmektir. Hiperpolarize akciğer MR görüntülemelerinin çoğu nefes tutma sırasında gerçekleştirilir.Böyle yapay bir koşul altında ölçülen akciğer fonksiyonunun, düzenli solunum sırasında gaz değişimini tam olarak yansıtmayabileceğine inanıyoruz ve herhangi bir nefes tutma gerektirmeyen yeni serbest solunum ölçümlerini test ediyoruz. Mevcut zorluklar arasında, fizyolojik varyasyon ve hasta uyumu karşısında tutarlılık ve doğruluk için CSSR edinim tekniğinin optimizasyonu yer almaktadır. Ağır hasta veya pediatrik hastalar, uzun süre nefes tutmayı sürdürmekle mücadele eder.CSSR kalp tekniği, alveolar septal duvar kalınlığındaki değişikliklere özellikle duyarlı görünmektedir. Biz ve diğer bilim dallarında olduğu gibi, alveolar duvar kalınlaşması interstisyel ödem, inflamasyon veya pulmoner fibrozun varlığını gösterebilir. CSSR spektroskopisi edinimlerinden türetilen tüm metrikler şu anda sinyal genliklerinin zamansal dinamiklerine dayanmaktadır.Ancak gelecekte, devam eden gaz değişim süreçlerinin daha eksiksiz bir resmini elde etmek için analize tepe şekli ve merkez frekansındaki değişiklikleri dahil etmeyi umuyoruz.

quantitative-measure-lung-structure-function-obtained-from

Research

JoVE Journal

Medicine

Tıp

Hiperpolarize 129Xe manyetik rezonans görüntüleme (MRG), pulmoner fonksiyonun bölgesel olarak çözülmüş yönlerini incelemek için kullanılan bir yöntemdir. Bu çalışma, nabız dizisi tasarımına, 129Xe doz hazırlığına, tarama iş akışına ve denek güvenliği izleme için en iyi uygulamalara özel önem vererek, akciğer ventilasyonunun hiperpolarize 129Xe MRG'si için uçtan uca standartlaştırılmış bir iş akışı sunmaktadır.

Akciğer Ventilasyonunun Hiperpolarize 129Xe Manyetik Rezonans Görüntülerinin Elde Edilmesi

BT ve 129Xe MRG, görüntü kaydı kullanılarak bölgesel analiz için kullanılabilecek tamamlayıcı akciğer yapısı-fonksiyon bilgileri sağlar. Burada, açık kaynaklı platformlar kullanarak 129Xe MR'dan CT'ye görüntü kaydı için mevcut literatürden yola çıkan bir protokol sunuyoruz.

Multimodlu Pulmoner Görüntüleme: Akciğer Yapısını-Fonksiyonunu Değerlendirmek için BT ve Hiperpolarize 129Xe MRG'den Tamamlayıcı Bilgilerin Kullanılması

Langendorff-mode ile birlikte izole kalp...

Kalp Fonksiyonu ve Enerji Kullanımı İzole Fare Kalpler Değerlendirilmesi 31 P NMR Spektroskopisi

Bunların diagnostik ultrason görüntülemede insan ve hayvan deneklerde çeşitli solunum hastalıkları teşhis etkili olduğu kanıtlanmıştır. Biz özellikle fare modellerinde diyafram kinetik analiz Dr Zuo'nun laboratuvarı tarafından kullanılan kapsamlı bir ultrason protokol göstermektedir. Bu aynı zamanda fare solunum kas fonksiyonu üzerine nicel bilgi verebilir bir non-invaziv bir araştırma tekniğidir.

Fare Diyafram Fonksiyonu Diagnostik Ultrason Görüntüleme

Daha fazla analiz için çeşitli bileşenler elde etmek üzere tam kanın işlenmesi için bir metodolojinin ana hatlarını çiziyoruz. Klinik olmayan bir ortamda tam kan örneklerinin hızlı, yüksek verimli eş zamanlı işlenmesini sağlayan kolaylaştırılmış bir protokolü optimize ettik.

Topluluk tabanlı Ayar Elde Edilen Örneklerin hızlı Fraksiyonlama ve Tam Kan Bileşenlerinin İzolasyonu

Vastus lateralis biyopsi saflaştırılmış mitokondrinin preparasyonu ve respirometrik profil için yöntemler tarif edilmiştir. Küçük kas hacminin kullanımı klinik araştırma uygulamaları için bu teknik uygundur.

Perkütan İğne Biyopsisi ile Elde Edilen İskelet Kası Doku İzole Mitokondri hazırlanması ve Respirometrik Değerlendirmesi

Bu makale, farklı kalp atış hızlarında basınç/hacim analizi yoluyla murin sol ventrikül fonksiyonunun ölçümünü açıklamaktadır.

Bowditch Efekt incelenmesi: Basınç Hacim İlişkisi Tedbir Fare Kardiyak Kateterizasyon

Bu protokol fare akciğer dokusu içindeki metastazı temsil tümör hücre spesifik mRNA tespit etmek için kantitatif gerçek zamanlı PCR (QRT-PCR) nasıl kullanılacağı açıklanır.

Kantitatif gerçek zamanlı PCR ile fare meme tümör modellerinde akciğer metastazı Değerlendirilmesi

kemirgenlerde kısmi mesane çıkışı tıkanıklığı geleneksel modelleme hayvan ölüm ile doludur. Proksimal üretra ve mesane boynuna diseksiyon A denervasyon yaralanması büyük sorun oluşturmaktadır. Biz geleneksel modelin eksiklikleri kaçınarak, gelişmiş ve güvenli ve güvenilir bir orta üretral tıkanma modelini değerlendirdi.

Kadın Küçük Kemirgenler Sinir koruyucu Orta üretral Tıkanıklığı (Nemo)

Burada, pulmoner fonksiyon-ölçüm akciğer hacmi ve hacimsel capnography, anatomik ölü boşluk ve airways homojenlik ölçmek için bir araç sağlar barometrik pletismografisi iki önlemler açıklayın. Bu teknikler bağımsız olarak kullanılan ya da airways işlevi farklı akciğer miktarlar değerlendirmek için bir araya.

Hacimsel Capnography ve barometrik pletismografisi akciğer yapısı işlev ilişki ölçmek için birleştirme

Öğrenin, hiperpolarize Xenon-129 CSSR spektroskopisi ile akciğer gaz değişimini ve alveoler septal duvar kalınlığını kantitatif olarak ölçme yöntemini. Bu teknik, akciğer hastalıklarının teşhis ve izlenmesinde hassas sonuçlar sunar.

Hiperpolarize Ksenon Spektroskopisinden Elde Edilen Akciğer Yapısı ve Fonksiyonunun Kantitatif Ölçümü

Daha fazla video keşfet