Multimodlu Pulmoner Görüntüleme: Akciğer Yapısını-Fonksiyonunu Değerlendirmek için BT ve Hiperpolarize 129Xe MRG'den Tamamlayıcı Bilgilerin Kullanılması

Özet

BT ve ¹²⁹Xe MRG, görüntü kaydı kullanılarak bölgesel analiz için kullanılabilecek tamamlayıcı akciğer yapısı-fonksiyon bilgileri sağlar. Burada, açık kaynaklı platformlar kullanarak ¹²⁹Xe MR'dan CT'ye görüntü kaydı için mevcut literatürden yola çıkan bir protokol sunuyoruz.

Özet

Hiperpolarize ¹²⁹Xe gaz MRG, pulmoner gaz dağılımı ve gaz değişimi dahil olmak üzere bölgesel akciğer fonksiyonunu değerlendirmek ve ölçmek için yeni ortaya çıkan bir tekniktir. Göğüs bilgisayarlı tomografisi (BT), kısmen saniyeler içinde yüksek çözünürlüklü görüntüler elde eden hızlı BT protokolleri ve BT tarayıcılarının yaygın kullanılabilirliği nedeniyle, akciğerlerin görüntülenmesi için hala klinik altın standart olmaya devam etmektedir. Kantitatif yaklaşımlar, birçok klinik araştırma çalışmasında değerlendirilen göğüs BT'sinden yapısal akciğer parankimali, hava yolu ve vasküler ölçümlerin çıkarılmasını sağlamıştır. BT ve ¹²⁹Xe MRG birlikte, bölgesel akciğer yapısını ve işlevini değerlendirmek için kullanılabilecek tamamlayıcı bilgiler sağlayarak akciğer sağlığı ve hastalığı hakkında yeni bilgiler sağlar. ¹²⁹Akciğer hastalığı patofizyolojisini daha iyi anlamak ve görüntü kılavuzluğunda pulmoner girişimleri gerçekleştirmek için bölgesel akciğer yapı-fonksiyonunu ölçmek için Xe MR-BT görüntü kaydı yapılabilir. Burada, araştırma veya klinik ortamlarda uygulamayı desteklemek için ¹²⁹Xe MRI-CT kaydı için bir yöntem özetlenmiştir. Literatürde bugüne kadar kullanılan kayıt yöntemleri ve uygulamaları da özetlenmekte ve ¹²⁹Xe MR-BT görüntü kaydı ile ilgili teknik zorlukların daha da üstesinden gelebilecek ve bölgesel akciğer yapı-fonksiyon değerlendirmesinin daha geniş bir şekilde uygulanmasını kolaylaştırabilecek gelecekteki yönergeler için öneriler sunulmaktadır.

Giriş

Hiperpolarize gaz manyetik rezonans görüntüleme (MRG) ilk olarak yaklaşık otuz yıl önce pulmoner ventilasyon dağılımını değerlendirmek için yeni bir fonksiyonel pulmoner görüntüleme yöntemi olarak ortaya çıkmıştır¹. O zamandan beri, hiperpolarize gaz MRG kullanan araştırma çalışmaları, astım, kronik obstrüktif akciğer hastalığı (KOAH) ve kistik fibroz^gibi kronik akciğer hastalıkları olan hastalarda akciğer fonksiyonunun doğası hakkında çok sayıda bilgi ortaya çıkarmıştır 2,3,4,5,6.

Protokol

Burada gösterilen görüntüleme vakaları, British Columbia Üniversitesi Providence Sağlık Hizmetleri Araştırma Etik Kurulu (REB # H21-01237, H21-02149, H22-01264) tarafından onaylanmıştır. Katılımcılar, görüntülemeyi tamamlamadan önce yazılı bilgilendirilmiş onam verdiler. Görüntü alımından kayda kadar olan genel boru hattı Şekil 2'de özetlenmiştir ve buradaki protokol ayrıntıları yalnızca MR-CT görüntü kaydına odaklanmaktadır. Görüntü elde etme ve segmentasyon, mevcut veya tercih edilen görüntüleme donanımına, görüntüleme protokollerine ve görüntü analizi yazılım araçlarına bağlıdır ve bu nedenle okuyucula

Sonuçlar

Bu çalışma, bir dizi akciğer hastalığı ve durumunda bölgesel akciğer yapısı-fonksiyon karakterizasyonu ve görüntü kılavuzluğunda bronkoskopi için bir araştırma ortamında eşleştirilmiş BT ve ¹²⁹Xe MRG'yi prospektif olarak elde etti. Şekil 3, bir dizi MRI ventilasyon modeline sahip dört temsili katılımcı için (Şekil 1'in aynı katılımcıları için) koronal ve sagital düzlemlerde kayıtl...

Tartışmalar

BT ve ¹²⁹Xe MRG, görüntü kaydı kullanılarak en iyi şekilde kolaylaştırılan bölgesel akciğer yapısını ve fonksiyonunu değerlendirmek için tamamlayıcı bilgiler sağlar. Çok modlu görüntü kaydının uygulanması önemsiz olmayabilir ve bu nedenle burada sağlanan protokol, okuyucuların ¹²⁹Xe MRG'yi BT'ye kaydetmeleri için araçlar sağlamayı amaçlamaktadır. Sağlanan protokol, geleneksel ANT'lerde olduğu gibi C++ yerine Python kullanarak gen...

Malzemeler

Name	Company	Catalog Number	Comments
3D Slicer	Brigham and Women's Hospital (BWH)	https://www.slicer.org/	Image analysis/visualization software; open source
ANTsPy	NA	https://github.com/ANTsX/ANTsPy	Coding infrastructure; open source
ITK-SNAP	NA	http://www.itksnap.org/pmwiki/pmwiki.php	Image analysis/visualization software; open source
MAGNETOM Vida 3.0T MRI	Siemens Healthineers	NA	Can be any 1.5 T or 3.0 T scanner with broadband imaging capability
MATLAB	Mathworks	https://www.mathworks.com/products/matlab.html	General software, good for image analysis; available by subscription
reg.py	NA	NA	Registration script (Supplementary File 1)
Revolution HD CT scanner	GE Healthcare	NA	Can be any CT scanner with ≥64 detectors
VIDA Insights	VIDA Diagnostics Inc.	NA	CT analysis software; can be any to generate masks