폐 환기의 과분극 129Xe 자기 공명 이미지 획득

요약

과분극 ¹²⁹Xe 자기 공명 영상(MRI)은 폐 기능의 국소적으로 해결된 측면을 연구하는 방법입니다. 이 작업은 펄스 시퀀스 설계, ¹²⁹Xe 선량 준비, 스캔 워크플로우 및 피험자 안전 모니터링을 위한 모범 사례에 특히 주의를 기울여 폐 환기의 과분극 ¹²⁹Xe MRI에 대한 엔드 투 엔드 표준화된 워크플로우를 제시합니다.

초록

과분극 ¹²⁹Xe MRI는 독특한 구조적, 기능적 폐 영상 기법으로 구성되어 있습니다. 최근 FDA가 ¹²⁹Xe를 MR 조영제로 승인하고 연구 및 임상 기관에서 ¹²⁹Xe MRI에 대한 관심이 증가함에 따라 기관 간 기술 표준화가 점점 더 중요해지고 있습니다. ¹²⁹Xe MRI 임상시험 컨소시엄(Xe MRI CTC)의 회원들은 ¹²⁹Xe MRI 워크플로우의 각 주요 측면에 대한 모범 사례에 동의했으며, 이러한 권장 사항은 최근 간행물에 요약되어 있습니다. 이 작업은 Xe MRI CTC 권장 사항에 따라 폐 환기에 대한 ¹²⁹개의 Xe MR 이미지를 수집하기 위한 엔드 투 엔드 워크플로우를 개발하기 위한 실용적인 정보를 제공합니다. MR 연구를 위한 ¹²⁹Xe의 준비 및 투여는 전체 연구 및 개별 MR 스캔에 적합한 가스량 선택, 개별 ¹²⁹Xe 용량의 준비 및 전달, 연구 중 피험자 안전 및 ¹²⁹Xe 내약성을 모니터링하기 위한 모범 사례를 포함한 특정 주제와 함께 논의되고 시연됩니다. 펄스 시퀀스 유형 및 최적화된 매개변수, ¹²⁹Xe 플립 각도 및 중심 주파수 보정, ¹²⁹Xe MRI 환기 이미지 분석을 포함한 주요 MR 기술 고려 사항도 다룹니다.

서문

과분극 ¹²⁹Xe MRI는 폐 기능 ^1,2,3의 특정 측면에 대한 비침습적, 공간적으로 분해된 특성화 및 정량화를 위한 흥미로운 도구입니다. 해부학적 양성자 MRI에 사용된 것과 유사한 획득 및 재구성 접근법은 폐에서 흡입된 ¹²⁹Xe의 이미지를 생성하여 환기되지 않는 폐 영역의 시각화 및 환기 분포의 영역 분해 정량화를 가능하게 합니다 4,5,6,7,8 . 보다 발전된 펄스 시퀀스 및 분석 기술은 분광 MRI ^{9,10,11,12,13}....

프로토콜

인간을 대상으로 하는 모든 연구는 기관 검토 위원회(IRB)의 승인을 받아야 합니다. IRB 참여는 ¹²⁹Xe MRI의 규제 승인 임상 사용에 필요하지 않습니다. 연구에 참여하기 전에 예비 피험자에게 승인된 정보에 입각한 동의 문서를 제공해야 합니다. 동의를 받는 사람은 연구의 목적, 절차, 이점 및 위험을 포함하여 문서의 내용을 설명해야 하고, 모든 질문에 답해야 하며, 정보에 입각한 동의서에 피험자의 서명으로 문서화된 대로 연구를 진행하기 위해 피험자로부터 동의를 얻어야 합니다. 소아 피험자 또는 기타 특별한 상황의 경우, 동의를 얻기 위해 승인된 관행을 따라야 합니다. 이하에 기술된 프로토콜은 버지니아 대학교 IRB의 가이드라인을 따르며, 본 원고의 예시 피험자들은 버지니아 대학교 IRB가 승인한 동의서(IRB 13647, 16215, 16885, 19569)에 서명하였다.

1. ¹²⁹Xe MRI를 위한 하드웨어 및 펄스 시퀀스 준비

알림: 1단계의 프로토콜 단계는 사람을 스캔하기 전에 수행해야 합니다. 각 과목에 대해 반복할 필요는 없습니다.

1. MRI 스캐너가 ¹²⁹Xe를 포함한 다....

토론

위에서 설명한 환기 및 해부학적 MRI 접근법은 구현의 단순성을 유지하면서 이미지 품질과 SNR을 극대화하도록 설계되었으며, 이러한 시퀀스 프로토콜은 일반적으로 다핵 작동이 활성화된 경우 공급업체 제품 펄스 시퀀스에서 조정할 수 있으며 이미지는 스캐너 컴퓨터에서 자동으로 재구성됩니다. 여기에 설명된 2D 접근법의 한 가지 단점은 슬라이스 선택적 여기 RF 펄스를 사용한다는 것인데, 이?.......

자료

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)