特定の換気画像(SVI)は、生理学の基本的な理解と呼吸器疾患の管理をさらに助ける定性的な肺イメージング技術です。SVIは放射線を含まない、一般的に利用できる装置、MRIの走査器および医学の酸素だけを要求する。これは子供にとって安全で、大人の繰り返し研究に最適です。
SVIを臨床実践に翻訳することで、喘息の管理が改善される可能性があります。治療に応答して肺内の変化をマッピングする能力は、吸入療法を最適化し、個別の治療選択を知らせるのに役立つ可能性があります。この手順のデモンストレーションを支援しているのは、医学部の博士研究員であるヴィンセント・テジャサプトラです。
手続きを開始し、被験者から書面によるインフォームド・コンセントを得て、急速に変化する磁場への暴露によって提示される潜在的なリスクと、顔面マスクを使用してドライガスを呼吸することの潜在的な不快感を説明する。被験者が、現地承認の磁気共鳴画像法またはMRI安全スクリーニングアンケートを利用して磁気共鳴スキャンを安全に受けることができることを確認します。MRスキャンシーケンスで時間を呼吸するように被験者を訓練し、被験者に最も適したフェイスマスクのサイズを決定するために、被験者の鼻を顎の寸法まで測定します。
次に、被写体のポケットと衣類に磁気ベースのクレジットカードや鉄含有金属片が含まれないように確認します。MRスキャナを準備するには、スキャナーテーブルの適切なコネクタに胴コイルを接続してスキャナを構成し、スキャナテーブルにシート、パッド、枕を配置して、被写体が少なくとも30分間撮像できるようにします。酸素供給システムを組み立てるには、スキャナーオペレータの手の届くところに双方向スイッチバルブを設置し、直径8メートルの直径1/4のプラスチックチューブを使用して、酸素供給をスイッチバルブの1つの入口に接続します。
コントロールルームのスイッチバルブの出口を4分の1のプラスチックチューブに接続し、管がスキャナーボアの中央に到達するように注意して、コントロールルームの通過を通してチューブをスキャナールームに供給します。サブジェクトのフェイス マスクへのフロー バイパスアタッチメントを保護します。チューブの半インチの真鍮端をフローバイパスマスクアタッチメントに接続します。
酸素供給出口レギュレータの圧力を、研究の性質とガス供給システムの全体的な抵抗に応じて、予想されるピーク吸気流量よりも大きい酸素の流れを生成する値に設定します。次に、酸素の流れを活性化してスイッチバルブをテストし、流れバイパスアタッチメントの出口に適切なフローが存在し、プラスチックチューブに漏れが発生しないようにします。画像撮影のための被写体を準備するために、被験者がスキャナーテーブルの上に置き、下側のコイル要素の上部が肺アピセスの十分なカバレッジを提供することを確実にするために、下側コイル要素の上部が被験者の肩よりも高いことを確認する。
サブジェクトに耳栓を挿入し、音がブロックされていることを確認します。容易にアクセスできるように、被験者の手首に安全機構をテープで貼り付け、被写体の顔にマスクとフローバイパスシステムを取り付けます。フローバイパスアタッチメントの呼び出し側を簡単に取り出し、リークをチェックするために通常のインスピレーションと有効期限を試みるように被験者に依頼します。
次に、照明中心ツールを使用して被写体をスキャナーにロードして、胴コイルがボアの中心を占めていることを確認し、被写体をスキャナの中央に向かって移動させながら被写体の快適性を保証するためにフローバイパスラインを導きます。画像スライスのための肺の位置を選択した後、ローカライザー配列を取得し、試験の残りの部分を処方するために使用される解剖学的地図を取得する。スキャナーのグラフィカル・ユーザー・インターフェースを使用して、対象領域をターゲットとする肺フィールドの中央にあるイメージング・スライスを目的の位置までドラッグして、最大4つの矢状肺スライスを選択して研究します。
次に、縦断的研究のために同じ体積を再画像化できるように、脊柱の位置に関するイメージングスライスの位置をメモします。特定の換気画像処理の場合、最も内側のスライスのMRコンピュータの反転時間を1100ミリ秒に設定して、空気酸素コントラストを最大にし、繰り返し回数を220に、繰り返し時間を5秒に設定します。その後の取得時に被験者の肺容積と有効期限の一貫性を監視し、必要に応じて品質を向上させるためのフィードバックを提供します。
部屋の空気と医療用酸素の間で交互に、被験者の快適さのために、取得呼吸ホールド中に20呼吸ごとに被験者のインスピレーションを受けたガス混合物を切り替えます。パルスオキシメーターを定期的に確認して心拍数と酸素飽和度を確認し、被験者に頻繁にチェックインして、残り時間の定期的な更新を行います。呼吸220の後、撮像が完了する。
被検体を室内の空気に戻し、スキャナーから取り外します。特定の換気マップを作成するには、画像解析ソフトウェアに登録する画像をインポートし、220 個の画像スタック全体を視覚的に検査して、機能残存容量を最もよく表す各スライスのイメージを選択します。モード画像を基準として使用し、射出または細かい登録を使用して、すべての画像を機能的な残存容量参照に登録し、適切なアルゴリズムを使用して登録されたスタックから肺内の特定の換気を定量化します。
特定の換気の地図が作成されます。SVIは、例えば39歳の健康な女性の右肺のこの単一のスライス画像に示すように、特定の換気の定量マップを生成する。肺の依存部分が肺の非依存部分よりも高い特定の換気を提示する特定の換気における予想される垂直勾配の存在に注意してください。
最適な合値の対数正規確率分布関数を使用したマップ固有の換気値のヒストグラムにより、最適な分布の幅を特定の換気の異質性のメトリックとして使用できます。ここで、同じ姿勢で同じ被写体で獲得した複数の呼吸洗浄が示されている。窒素濃度の時間的記録は、インスピレーションを受けた空気から100%酸素へのシフトに続いて口の中で測定された。
この特定の換気画像と複数の呼吸の洗浄の両方のための洗浄から推定される特定の換気の分布では、分布の幅は健全な正常範囲内にあることがわかった。スキャナーで時間を通じて呼吸する被験者を訓練し、取得時にフィードバックを与えることは、良質のデータを確保するのに役立ちます。密度と灌流の測定と組み合わせることで、SVIは、換気の局所比を灌流に対してマッピングし、ガス交換効率の測定に使用できます。
この技術は、激しい運動後の換気の分布と喘息における繰り返される気管支制限の特別なパネルを理解するために使用されてきた。MRI環境は、強い磁場が常にオンであり、強磁性体が発射物になり、損傷を引き起こす可能性があるため、安全性に注意を払う必要があります。
