Risoluzione dei problemi e garanzia di qualità nella risonanza magnetica allo xeno iperpolarizzato: strumenti per l'acquisizione di immagini di alta qualità

Summary

Qui, presentiamo un protocollo per ottenere immagini di risonanza magnetica xenon-129 iperpolarizzate di alta qualità, che copre hardware, software, acquisizione dati, selezione della sequenza, gestione dei dati, utilizzo dello spazio k e analisi del rumore.

Abstract

La risonanza magnetica allo xeno iperpolarizzata (HP) (¹²⁹Xe MRI) è una modalità di imaging recentemente approvata dalla Federal Drug Administration (FDA) che produce immagini ad alta risoluzione di un respiro inalato di gas xeno per lo studio della funzione polmonare. Tuttavia, l'implementazione della risonanza magnetica ¹²⁹Xe è particolarmente impegnativa in quanto richiede hardware e apparecchiature specializzate per l'iperpolarizzazione, l'approvvigionamento di bobine di imaging allo xeno e software per bobine, lo sviluppo e la compilazione di sequenze di imaging RM multinucleare e la ricostruzione/analisi dei dati acquisiti. Senza un'adeguata esperienza, queste attività possono essere scoraggianti e la mancata acquisizione di immagini di alta qualità può essere frustrante e costosa. Qui, presentiamo alcuni protocolli di controllo della qualità (QC), pratiche di risoluzione dei problemi e strumenti utili per¹²⁹siti di risonanza magnetica Xe, che possono aiutare nell'acquisizione di dati ottimizzati e di alta qualità e risultati accurati. La discussione inizierà con una panoramica del processo di implementazione di HP ¹²⁹Xe MRI, inclusi i requisiti per un laboratorio di iperpolarizzazione, la combinazione di hardware/software della bobina ¹²⁹Xe MRI, considerazioni sull'acquisizione e la sequenza dei dati, le strutture dei dati, lo spazio k e le proprietà dell'immagine e le caratteristiche del segnale e del rumore misurate. All'interno di ciascuno di questi passaggi necessari si trovano opportunità di errori, sfide e eventi sfavorevoli che portano a una scarsa qualità dell'immagine o a un imaging non riuscito, e questa presentazione mira ad affrontare alcuni dei problemi più comunemente riscontrati. In particolare, l'identificazione e la caratterizzazione di pattern di rumore anomali nei dati acquisiti sono necessarie per evitare artefatti di immagine e immagini di bassa qualità; Verranno forniti esempi e verranno discusse strategie di mitigazione. Il nostro obiettivo è quello di semplificare il processo di implementazione della risonanza magnetica ¹²⁹Xe per i nuovi siti, fornendo al contempo alcune linee guida e strategie per la risoluzione dei problemi in tempo reale.

Introduction

Per oltre un secolo, la valutazione della funzionalità polmonare si è basata principalmente su misurazioni globali provenienti dalla spirometria e dalla pletismografia corporea. Tuttavia, questi tradizionali test di funzionalità polmonare (PFT) sono limitati nella loro capacità di catturare le sfumature regionali della malattia in fase iniziale e i sottili cambiamenti nel tessuto polmonare¹. La medicina nucleare con radiotraccianti per via inalatoria è stata ampiamente utilizzata per la valutazione dei disallineamenti di ventilazione/perfusione comunemente associati agli emboli polmonari, ma ciò comporta radiazioni ionizzanti e produce una riso....

Protocol

Il protocollo delineato di seguito aderisce alle linee guida e agli standard stabiliti dal Comitato etico per la ricerca umana dell'Università del Missouri, garantendo la conduzione etica dello studio e la protezione dei diritti, della sicurezza e del benessere dei partecipanti.

NOTA: Per garantire l'affidabilità e l'accuratezza degli studi di risonanza magnetica allo xeno iperpolarizzato, è fondamentale eseguire una caratterizzazione rigorosa delle immagini acquisite, seguire un protocollo.......

Discussion

La capacità di risolvere i problemi di ¹²⁹Xe MRI è un'abilità necessaria e può aiutare a mitigare i problemi in tempo reale. Fino a quando un'infrastruttura del gas iperpolarizzata non può essere acquistata da una singola parte e ottenere il supporto dei produttori di scanner, queste attività di controllo della qualità sono di esclusiva responsabilità dei singoli laboratori. L'obiettivo di questo manoscritto è quello di fornire al lettore pratiche e suggerimenti utili per l'inevitabile evento di una s.......

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
Polarization measurement station	Polerean	42881	https://polarean.com/
Pressure vessele with plunger valve	Ace glass	8648-85	https://www.aceglass.com/html/3dissues/Pressure_Vessels/offline/download.pdf
Tedlar bag	Jensen inert	GST381S-0707TJO	http://www.jenseninert.com/
Xenon Hyperpolarizer 9820	Polerean	49820	https://polarean.com/
Xenon loop coil	Clinical MR Solutions	Custom device	https://www.sbir.gov/sbc/clinical-mr-solutions-llc
Xenon vest coil	Clinical MR Solutions	Custom device	https://www.sbir.gov/sbc/clinical-mr-solutions-llc