Aquisição de Imagens de Ressonância Magnética 129Xe Hiperpolarizadas da Ventilação Pulmonar

Resumo

A ressonância magnética (RM) hiperpolarizada ¹²⁹Xe é um método para estudar aspectos regionalmente resolvidos da função pulmonar. Este trabalho apresenta um fluxo de trabalho padronizado de ponta a ponta para RM hiperpolarizada de ¹²⁹Xe de ventilação pulmonar, com atenção específica ao design da sequência de pulsos, preparação da dose de ¹²⁹Xe, fluxo de trabalho de varredura e melhores práticas para monitoramento da segurança do indivíduo.

Resumo

A RM ^{hiperpolarizada de 129}Xe compreende uma variedade única de técnicas de imagem pulmonar estrutural e funcional. A padronização da técnica entre os locais é cada vez mais importante, dada a recente aprovação pelo FDA do ¹²⁹Xe como agente de contraste por RM e à medida que o interesse na RM ^{de 129}Xe aumenta entre as instituições clínicas e de pesquisa. Os membros do ¹²⁹Xe MRI Clinical Trials Consortium (Xe MRI CTC) concordaram com as melhores práticas para cada um dos principais aspectos do fluxo de trabalho de ¹²⁹Xe MRI, e essas recomendações estão resumidas em uma publicação recente. Este trabalho fornece informações práticas para desenvolver um fluxo de trabalho de ponta a ponta para a coleta de ^{imagens de 129}Xe RM da ventilação pulmonar de acordo com as recomendações da Xe MRI CTC. A preparação e administração de ¹²⁹Xe para estudos de RM serão discutidas e demonstradas, com tópicos específicos, incluindo a escolha de volumes de gás apropriados para estudos inteiros e para exames individuais de RM, preparação e administração de doses individuais de ¹²⁹Xe e melhores práticas para monitorar a segurança do sujeito e a tolerabilidade de ¹²⁹Xe durante os estudos. As principais considerações técnicas de RM também serão abordadas, incluindo tipos de sequência de pulso e parâmetros otimizados, calibração do ângulo de inclinação de ¹²⁹Xe e frequência central, e análise de imagem de ventilação por RM ^{de 129}Xe.

Introdução

A RM ^129Xehiperpolarizada é uma ferramenta interessante para a caracterização e quantificação de aspectos específicos da função pulmonar não invasiva e resolvida espacialmente ^1,2,3. Abordagens de aquisição e reconstrução semelhantes às utilizadas na RM anatômica de prótons fornecem imagens de ¹²⁹Xe inalatório nos pulmões, permitindo a visualização de regiões pulmonares não ventiladas e a quantificação da distribuição ventilatória resolvida por região 4,5,6,7,8

Protocolo

Todas as pesquisas envolvendo seres humanos devem ser aprovadas por um Comitê de Ética em Pesquisa (CEP). O envolvimento do IRB não é necessário para o uso clínico aprovado pela regulamentação da RM de ¹²⁹Xe. Antes de participar de um estudo de pesquisa, os indivíduos em potencial devem receber um documento de consentimento livre e esclarecido aprovado. A pessoa que obtém o consentimento deve explicar o conteúdo do documento, incluindo o objetivo, procedimentos, benefícios e riscos do estudo, deve responder a quaisquer perguntas e deve obter consentimento do sujeito para prosseguir com o estudo, conforme documentado pela assinatura do sujeito no documento d....

Discussão

As abordagens de ventilação e RM anatômica descritas acima são projetadas para maximizar a qualidade da imagem e a SNR, mantendo a simplicidade de implementação - esses protocolos de sequência podem, em geral, ser adaptados das sequências de pulso do produto do fornecedor, desde que a operação multinuclear esteja habilitada e as imagens sejam reconstruídas automaticamente no computador scanner. Uma desvantagem das abordagens 2D descritas aqui é o uso de pulsos de RF de excitação seletiva por corte, que intr.......

Materiais

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)