Adquisición de imágenes de resonancia magnética hiperpolarizada de 129X de ventilación pulmonar

Resumen

La resonancia magnética (RM) hiperpolarizada ^{de 129}X es un método para estudiar aspectos de la función pulmonar resueltos regionalmente. Este trabajo presenta un flujo de trabajo estandarizado de extremo a extremo para la resonancia magnética hiperpolarizada de ¹²⁹Xe de ventilación pulmonar, con especial atención al diseño de la secuencia de pulsos, la preparación de la dosis de ¹²⁹Xe, el flujo de trabajo de exploración y las mejores prácticas para el monitoreo de la seguridad de los sujetos.

Resumen

La resonancia magnética hiperpolarizada ^{de 129}Xe comprende una gama única de técnicas de imágenes pulmonares estructurales y funcionales. La estandarización de la técnica en todos los centros es cada vez más importante dada la reciente aprobación por parte de la FDA del ¹²⁹Xe como agente de contraste para la RM y a medida que aumenta el interés en la RM ^{con 129}Xe entre las instituciones clínicas y de investigación. Los miembros del Consorcio de Ensayos Clínicos de ^{Resonancia Magnética 129}Xe (Xe MRI CTC) han acordado las mejores prácticas para cada uno de los aspectos clave del flujo de trabajo de la RM ¹²⁹Xe, y estas recomendaciones se resumen en una publicación reciente. Este trabajo proporciona información práctica para desarrollar un flujo de trabajo de extremo a extremo para la recopilación de ¹²⁹imágenes de RM Xe de ventilación pulmonar de acuerdo con las recomendaciones de CTC de RM Xe. Se discutirá y demostrará la preparación y administración de ¹²⁹Xe para estudios de RM, con temas específicos que incluyen la elección de volúmenes de gas apropiados para estudios completos y para exploraciones de RM individuales, preparación y administración de dosis individuales de ¹²⁹Xe y las mejores prácticas para monitorear la seguridad del sujeto y la tolerabilidad de ¹²⁹Xe durante los estudios. También se cubrirán las consideraciones técnicas clave de la RM, incluidos los tipos de secuencia de pulsos y los parámetros optimizados, la calibración del ángulo de giro y la frecuencia central de ¹²⁹Xe, y el análisis de imágenes de ventilación de ^{RM de 129}Xe.

Introducción

La resonancia magnética hiperpolarizada ^{de 129}Xe es una herramienta interesante para la caracterización y cuantificación no invasiva y resuelta espacialmente de aspectos específicos de la función pulmonar ^1,2,3. Los enfoques de adquisición y reconstrucción similares a los utilizados en la RM anatómica de protones producen imágenes de ¹²⁹Xe inhalados en los pulmones, lo que permite la visualización de las regiones pulmonares no ventiladas y la cuantificación de la distribución de la ventilación resuelta por la región

Protocolo

Toda investigación que involucre sujetos humanos debe ser aprobada por una junta de revisión institucional (IRB, por sus siglas en inglés). La participación de la IRB no es necesaria para el uso clínico aprobado por la normativa de la RM ^{con 129}Xe. Antes de participar en un estudio de investigación, los posibles sujetos deben recibir un documento de consentimiento informado aprobado. La persona que obtiene el consentimiento debe explicar el contenido del documento, incluido el propósito, los procedimientos, los beneficios y los riesgos del estudio, debe responder a cualquier pregunta y debe obtener el consentimiento del sujeto para proceder con el estudio s....

Discusión

Los enfoques de ventilación y resonancia magnética anatómica descritos anteriormente están diseñados para maximizar la calidad de la imagen y la SNR, al tiempo que mantienen la simplicidad de implementación: estos protocolos de secuencia se pueden adaptar en general a partir de secuencias de pulsos de productos del proveedor, siempre que se habilite la operación multinuclear y las imágenes se reconstruyan automáticamente en la computadora del escáner. Una desventaja de los enfoques 2D descritos aquí es el uso .......

Materiales

Name	Company	Catalog Number	Comments
1.5T or 3T human MRI scanner	Siemens		MAGNETOM Symphony (1.5T) or Vida (3T); older models fine, as long as multinuclear option is/can be installed; scanners also available from GE and Philips
129Xe hyperpolarizer	Polarean	9820
129Xe MRI phantom
129Xe MRI vest coil	Clinical MR Solutions		Also available from other vendors
129Xe polarization measurement station	Polarean	2881
1H MRI phantom
Coil file for 129Xe MRI vest coil			Also available from other vendors for their respective coils
ECG machine
Helium buffer gas
Interface box from coil to scanner			May be built into coil, but needs to be included separately if not
Liquid nitrogen
MRI-safe pulse oximeter	Philips	Expression MR200
Nitrogen buffer gas
PFT machine
Programming/image analysis software	MATLAB	R2023a	Various other options available
Pulse sequence design software	Siemens		IDEA software package; also available from GE and Philips for their respective scanners
Scanner multinuclear option	Siemens		Scanner integrated hardware/software package; also available from GE and Philips for their respective scanners
Tedlar gas sampling bags (500, 750, 1000, 1250, 1500 mL)
Xenon gas (129Xe isotopically enriched)