NIH HL081171, NIH HL080203 tarafından desteklenen

1. Konu işe <ol><li> Konu nüfus <ol><li> Başlık reklam çalışması için gerekli olan spesifik demografik sığdırmak için işe alınırlar. </li><li> Kalp veya akciğer hastalığı öyküsü, 45 - 19 yaşları arasındaki bu özel çalışma için konu sağlıklı, sigara içmeyen. </li></ol></li><li> Aydınlatılmış onam <ol><li> Bu çalışma, California Üniversitesi, San Diego, İnsan Kaynakları Koruma Programı tarafından onaylanmıştır. </li><li> Konu, bu çalışmada, örneğin manyetik alana maruz kalma (MRG) ve hipoksik ve hyperoxic gaz solunum potansiyel riskleri konusunda bilgilendirilmelidir. Konu kadın ve çocuk doğurma yeteneğine sahip ise, çalışmanın başlamasından önce gebelik ekarte etmek için bir idrar örneği toplanır. Manyetik alana maruz gelişmekte olan fetus için zararlı olduğu son derece düşük olmasına karşın, tam bir potansiyel risk bilinmemektedir. Buna ek olarak hipoksi fetus için bir risk mevcut olabilir. Bu nedenlerden dolayı hamile kadınlar çalışma dışı. </li></ol></li><li> MR güvenlik taraması Tüm konularda bir manyetik rezonans inceleme kontrendikasyon öğeler hakkında bir anket doldurmaları gerekir. Bir kontrendikasyon tespit edilmesi halinde, bu konuda çalışma dahil değildir. </li></ol> 2. Hazırlık <ol><li> Muayene <ol><li> Konu, onların fiziksel sağlığı ve alışkanlıkları ile ilgili röportaj ve lisanslı bir hekim tarafından kısa bir fizik muayene alır. </li><li> Konu boy ve kilo da ölçülür. Bu değerler, solunum fonksiyon testi ve, özgül soğurma oranı (SAR), tahmin edilen değerleri tahmin etmek için kullanılır. Konusu doku radyo frekansı (RF) MR görüntüleri üretmek için gerekli olan enerjiyi ısıtma potansiyeli vardır çünkü SAR tahmini önemlidir. </li></ol></li><li> Solunum fonksiyon testi Akciğer hacimleri, dik spirometre kullanılarak ölçüldü. Konu bir el spirometre (EasyOne Spirometre, Tıp Teknolojileri Andover) içine üfleme, solunum fonksiyon testleri gerçekleştirir. Burun klibi ağız tüm hava dışarı atılır sağlamak için kullanılır. Spirometri veriler güvenilir veri sağlamak amacıyla üç nüsha olarak elde edilir. Solunum fonksiyon testi kalitesi, Amerikan Toraks Derneği / Avrupa Solunum Derneği kriterleri 5 karşılamak zorundadır . </li></ol> 3. Manyetik rezonans çalışma Uygulanan <ol><li> Nefes tutma sırasında güvenilir bir fonksiyonel rezidüel kapasite (FRC) akciğer hacmi üretmek için eğitim oturumu. Akciğer FRC Bizim akciğer görüntüleri elde edilir. Bu, kolayca ulaşılabilir bir akciğer hacmi ve proton yoğunluğu artırarak, görüntü, gürültü sinyal artırır. Bizim konularda rahatça bu akciğer hacmi yeniden eğitilmiştir. Konusu çalışmaların birinde ilk defa bir katılımcıya ise konu MR tarayıcı girmeden önce, bu eğitim oturumu tamamlandı. Tarayıcı satın alma sırasında ses çıkarırlar, bir ses kayıt görüntü elde etme konusu oynanır ve ses kaydı ile nefes senkronize Pratikte ise bu konuda koçluk. </li><li> Kurulum Nefes <ol><li> İnspiratuar kurulum Inspiratuar tüp hyperoxic ve hipoksik gaz veya normoksik hava yapacak Mylar gaz çanta, bağlı ve anahtarlama valfi (Tek Pistonlu Sürme Tip ™ vana ve denetleyici 4285A, Hans Rudolph) ile yönetilmektedir. Valf normal işleyişi için kontrol edilir. Konuya ilham gazlar yönetmek gaz çanta, tarayıcı oda ve MR konsol oda farklı oksijen konsantrasyonu gaz tankları bağlı. Gaz, gaz tankı düzenleyicilerin manipülasyon yoluyla araştırmacı tarafından torbasına eklenir. Araştırmacı, bu konuda yeterli gaz normalde ilham olduğundan emin olmak için, gaz hacminin yeterli olduğundan emin olmak için konsol odası penceresinin aracılığıyla çanta izlemek gerekir. F I O 2 hyperoxic ve hipoksik gaz sırasıyla 1.0 ve 0.125. Oda hava normoksik gaz için kullanılır. </li><li> Ekspiratuar kurulum Ekspiratuar solunum tüpü MR konsol odasında metabolik sepeti (TrueOne 2400, ParvoMedics) pass-through MR tarayıcı konu bağlamak için yeterince uzun. Metabolik sepeti süresi dolan havanın hacmi yanı sıra karışık ekspiratuvar O 2 ve CO 2 konsantrasyonları ölçer. Bu parametrelerin dayanarak, aynı zamanda, tidal volüm, oksijen tüketimi (V. O 2), karbondioksit üretimi (V. CO 2), ve solunum katsayısı gibi çeşitli solunum hacimleri, hesaplar . O 2 ve CO 2 sensörleri ve debimetre her çalışma öncesi kalibre etmek için gerekli. Bir araştırmacı, softwar faaliyet gösteren metabolik sepeti uyarınca built-in talimatları izleyerek metabolik sepeti sistemi kalibree. O 2 ve CO 2 sensörleri iki nokta kalibrasyon kalibrasyon gazı arasında (2 = 0.16 ve FCO 2 = 0.04 İÇİN) ve oda havası (2 = 0,2098 ve FCO 2 = 0.00 İÇİN) tarafından ayarlanır. Debimetre 3-litrelik standart bir şırınga kullanılarak kalibre edilir. Hans Rudolph konu bağlı olduğu bir aynıdır 2 yönlü olmayan solunmasına valf ile donatılmış ekspiratuar solunum tüp aracılığıyla metabolik sepeti içine hava araştırmacı pompaları 3-litre hacimli (oda sıcaklığı ve barometrik basınç) maske. Solunum çeşitli akış oranları için izin vermek için, bu kalibrasyon dinlenme ölçümleri için 80 L / dak arasında değişen 50 L / dak ATP zirve akışları ile en az beş kez yapılır. Düzeltilmesi için ekspiratuvar boru uzunluğu tarafından kaynaklanan gecikme süresi sağlayan konular solunum veri ile bir araya geldiğinde tüp ve ağızlık hacmi hesaplanır ve. </li><li> Maske Minyon, küçük, orta, büyük bir soğuk sterilize silikon maske (7400 serisi Oro-Burun Maskesi, Hans Rudolph) konuya farklı gaz karışımları teslimat ve görüntüleme oturum boyunca metabolik ve ventilasyon veri edinimi (boyut izin takılmıştır ve ekstra geniş). Yetişkin deneklerin çoğunluğu, küçük, orta veya büyük maskeleri ile donatılmıştır. Bir ön-steril olmayan-solunmasına valf (İki yönlü olmayan-solunmasına vana T-Şekil ™ yapılandırma, 2600 Orta, 2700 Büyük, Hans Rudolph) ile donatılmış maske bir örgü eklenti ile öznenin yüzünde sabit ve sızıntı olup olmadığı kontrol edilir. Sonra, inspiratuar ve ekspiratuar tüpler bağlıdırlar. </li></ol></li><li> MR kurulum <ol><li> Konu tarayıcı karşı ayakları ile, manyetik rezonans tarayıcı giriyor kayan bir masaya yatar yatar taşıyordu. </li><li> Yastıklar ve köpük pedler konu konforu en üst düzeye çıkarmak için kullanılır. Pulse oksimetre (7500 İÇİN, Nonin), oksijen satürasyonu ve kalp hızı, konu hipoksiye maruz kaldığında özellikle önemlidir izlemek için konuya parmak yerleştirilir. </li><li> Bir EKG elektrodu konusu göğüs pedi yerleştirilir. Bu arteryel spin etiketleme (ASL) MR dizisi QRS kompleksinin kapılı olanak sağlar. </li><li> Bu konuda bir maske takıyor sonra kolayca çalışma personeli ile iletişim olamaz. Bir konu elini sıkmak topu yerleştirilmiş ve yerinde bantlanmış. Bu konu için yardım gereken herhangi bir zamanda araştırmacılar uyarmak için sağlar. </li><li> Kulak tıkacı konuya tarayıcı tarafından üretilen gürültü, onları korumak için verilmiştir. </li><li> Üç MR hayaletler konu göğsüne yerleştirilir. Hayaletler sonrası işleme sırasında MR sinyali ölçmek için kullanılır ve daha önce karakterize edilmiştir. </li><li> Gövde bobin konusu göğüs hayaletler üzerine yerleştirilir. Gövde bobin alıcı ve konu arasındaki fiziksel mesafe azaltarak vücut bobini ile karşılaştırıldığında, sinyal gürültü oranı MR görüntüsü artırmak için kullanılır. Son olarak, bu konuda kendi konfor sağlamak için bir battaniye ile kaplıdır. </li></ol></li></ol> 4. MR <ol><li> Taramadan önce <ol><li> MRI tarama tablosunda ilk ayak yalan Söz konusu istenir. Sonra tarama tablo delik MRI tarayıcısı merkezi haline konu hareket eder. </li><li> Tarayıcı operatörü, sık sık bu konuda rahat olduğundan emin olun ve bunları hatırlatmak için yardıma ihtiyacınız varsa sıkmak topu sıkmak için konuya konuşuyor. </li><li> Araştırmacılar, EKG, O 2 satürasyonu, tidal volüm, V. O 2 ve V. CO 2 monitör. Izleme ilk birkaç dakika iyi kalitede veri sağlanması için özellikle önemlidir; bu numaraları beklenen aralık içinde değilse, kalibrasyon tekrarlanır ve yüz maskesi ve tüp kaçakları kontrol edilmelidir. </li></ol></li><li> Görüntüleme sınav dizilerini <ol><li> Yerelleştiricisinin sıra gövde içinde görüntüleme dilim yerleşimini belirlemek için anatomik görüntüler elde etmek için ilk olarak elde edilir. </li><li> Arka mesafe, büyük bir dilim, ön sağ akciğer kısmını sagital düzlemde seçilir. Kesit kalınlığı genellikle 15 mm ve bir görüş alanı 40 cm x 40 cm. </li></ol></li><li> Arteriyel spin etiketleme Arter spin etiketleme akış duyarlı yarı-Fourier satın single-shot turbo spin-eko (HASTE) görüntüleme şeması ile ekstra bir RF pulsu dizisi (ASL adil) ile inversiyon kurtarma alternatif 1,2 bölgesel perfüzyon veri elde etmek için kullanılır . <ol><li> Konu, bir dizi ses çiftleri duyacaksınız, &quot;bang-bang&quot; manyetik etiket ve görüntü alımı gösteren. Ilk vurarak ses shorikincisi daha ter. Ses bu fark göze çarpmaktadır. Konu, bu ses çiftleri arasındaki, bir nefes alma döngüsü tamamlamanız gerekir: önce, nefes ve nefes sonraki çift için. Sesler çiftleri sırasında, söz konusu FRC nefes gerekir. </li><li> Söz konusu tarayıcı (yukarıda açıklandığı gibi) içine konuldu önce aşina olduğu konular bu süre nefes uygulamaları sırasında görüntü satın almalar bir test çalıştırması verilir. </li><li> MR operatörü diyaframın hareket dayalı akciğer görüntü kalitesini değerlendirir. Hareketi az ise ASL ölçümleri başlar. Araştırmacılar gelgit hacmi monitör. Yaklaşık hedef tidal hacmi 500-700 ml valf ek deadspace normal havalandırma ile tutarlı. </li><li> Referans 1 ve 2 pulmoner perfüzyon ölçmek için temel ilke ayrıntılı olarak açıklanmıştır. Bu MR dizisinde, aralarında 5 saniye arayla iki farklı kalp-kapılı görüntüleri elde edilir. Etiketi ve görüntü elde etme (yani ilk patlama sesi ve ikinci patlama sesi arasında) arasında görüntü zamanlama kan sistolik ejeksiyon toplanması için izin RR aralığının% 80 ayarlanır. Kan gelen sinyal, iki farklı şekilde hazırlanır. Bir görüntü, görüntü dilim kan ve doku içinde hem de dışında kan ve doku hem çok düşük sinyal uzunlamasına mıknatıslanma, ters. İkinci resimde, inversiyon, resmin içine dilim dilim dışında kan girişinin güçlü bir MR sinyali olduğu sonucu ile sadece görüntülü dilim uygulanır. Iki görüntü, böylece sabit sinyal iptal çıkarılır, sonuç, bir sistolik ejeksiyon süre içinde görüntü dilim teslim kan nicel bir harita. Çözünürlük 256 x 128 piksel, bu nedenle, voksel boyutu ~ 1.5 x ~ 3.1x 15 mm (~ 0.07 cm 3). </li></ol></li><li> Akciğer proton yoğunluğu ASL görüntülere ek olarak, biz de çok yankı hızlı gradient eko (mGRE) sırası akciğer proton yoğunluğu 3 ölçmek için kullanın. Bu perfüzyon ölçümleri ml / dak / g ve toraks içinde 6 akciğer dokusunda deformasyon hesapları ifade edilmesini sağlar. Bu dizi için bir gövde bobin ve vücut bobini için bir, iki kez çalıştırmak. <ol><li> Bu proton yoğunluklu görüntü alımı sırasında, söz konusu yaklaşık 10 saniye sürecek sürekli bir gürültü duyarsınız. Bu süreçte, konu onların nefes tutmak gerekir ve FRC adlı otelde hangi tarihlerde. Akciğer proton yoğunluğu ölçmek için referans 3 temel prensibi açıklanmıştır. 64 x 64 piksel çözünürlük; bu nedenle, voksel boyutu ~ 6.3 x 6.3 x 15 mm (~ 0.59 cm 3). </li></ol></li><li> Inspiratuar gazlar değiştirilmesi <ol><li> Bu çalışmada gazlar F I O 2 = 0.21 (normoxia / oda hava), F I O 2 bu olmasına rağmen = 0.125 (hipoksi), ve F I O 2 = 1.00 (hiperoksi) konular arasında dengeli amacıyla sunulmaktadır araştırma hedefleri ile tutarlı, istediğiniz gibi çeşitli </li><li> Bir konu, belirli bir durumu (belirli bir gaz için ~ 20 dakika) 7 için kararlı duruma ulaştıktan sonra, MR perfüzyon ve proton dansite ölçümleri elde edilir. Hipoksik pulmoner vazokonstriksiyon yanıtı başlandıktan birkaç saniye içinde gerçekleşmesine rağmen, alveoler hipoksi yanıt, yaklaşık 20 dakika 8 kadar bu hedefi ile tutarlı maksimum değildir, çünkü bu durumda, görüntüleme önce gaza maruz kalma 20 dakikalık süre seçilen Özellikle çalışma. </li></ol></li></ol> 5. Post processing Post processing MATLAB programlama ortamı içinde özel geliştirilmiş yazılım kullanarak tamamlandı. <ol><li> Bobin homojen düzeltme Eşleştirilmiş mGRE görüntüleri, homojen vücut bobin ve homojen olmayan gövde bobin (bölüm 4.1) kullanarak, tüm kan akımı ve proton dansite görüntüler bir konu tabi temelini 6 bobin homojen için düzeltilmiştir . Bu yöntem, 6 ve 9 referans açıklanmıştır. </li><li> Yoğunluk normalize perfüzyon <ol><li> Çıkarılır ASL görüntü bobin homojen düzeltilir sonra santimetre küp dakikada mililitre başına (voksel) (kan), bölgesel pulmoner kan akımının miktarı. </li><li> Su gram başına dakikada mililitre (kan) birimleri cinsinden ifade Yoğunluk normalize perfüzyon akciğer gram başına dakikada mililitre (doku + kan) perfüzyon vermek için proton yoğunluk görüntüsü ASL görüntü bölünmesi ile hesaplanır. </li><li> Çevirme ve döndürme içeren bir karşılıklı bilgi tabanlı teknik ASL ve proton yoğunluğu görüntüleri kaydetmek için kullanılmaktadır ve ASL perfüzyon görüntü voksel voksel gövde bobini ile elde edilen proton yoğunluğu görüntü bölünürtemelinde 6,9. Bu yöntem ayrıca, 6 ve 9 referans açıklanmıştır. </li></ol></li><li> Veri analizi (Akciğer proton yoğunluğu ve yoğunluk normalize perfüzyon) Yukarıda açıklandığı gibi her bir görüntü için elde veri şu şekilde analiz edilmektedir. <ol><li> Her bir görüntü için, normalize yoğunluklu perfüzyon hesaplanır anlamına gelir. </li><li> Üç farklı perfüzyon heterojenite indeksleri hesaplanır. Bu) varyasyon katsayısı, standart sapmanın ortalama perfüzyon oranı olarak tanımlanan küresel ölçekte heterojenite olarak da bilinen göreceli bir dağılım 4,10,11, 1 göreceli dağılımı daha büyük, daha heterojen perfüzyon dağılımı; 2) fraktal boyut (Ds) 7, bağımsız ölçekli mekansal heterojenliğin bir endeks değeri 1.0 (homojen) ve 1.5 (mekansal rastgele) arasında değişir ve 3) Bir geometrik standart sapma, aynı zamanda küresel ölçekler heterojenite ama günlük normal model dağıtım 2 dayalı. </li></ol></li></ol> 6. Temsilcisi sonuçları Fizyolojik verileri Tablo 1&#39;de verilmiştir. Hipoksi Kalp hızı arttı ve doygunluk azalmıştır. Havalandırma hipoksi sırasında 8.31 L / dak BTPS, 7.04 L / dk normoxia sırasında, hiperoksi sırasında 6.64 L / dk. Tidal hacim normoxia sırasında hipoksi, 0,69 L sırasında 0.72 L ve 0.67 L hiperoksi sırasında oldu. Hipoksi artar, havalandırma ve tidal hacim hiperoksi pozlama, havalandırma ve gelgit hacmi azalır. Şekil 1&#39;de gösterildiği gibi üç farklı solunan oksijen konsantrasyonu (: 0.125, Normoxia: 0.21, hiperoksi: Hipoksi 1.00) sırasında toplanan üç yoğunluğu normalize perfüzyon görüntüleri bir konu (erkek, 30 yaş) elde edilir. Perfüzyon heterojenliğin veri analizi sonuçları Tablo 2&#39;de verilmiştir. Hipoksi diğer endeksleri büyük ölçüde değişmeden ancak göreceli dağılım arttığı görülebilir. Şekil 2 yoğunluğu normalize perfüzyon dikey dağıtım solunan oksijen konsantrasyonlarının etkisi gösterir, ortalama akciğer en bağımlı parçası ve 10 cm yüksekliğinde 10 cm yukarıda altında her 1 cm. 10 cm üzerindeki tüm veri noktalarını ortalama bir veri noktası olarak gösterilir. <table border="1"><tbody><tr><td>&nbsp;</td><td> Hipoksi </td><td> Normoxia </td><td> Hiperoksi </td></tr><tr><td> Nabız (bmp) </td><td> 60 </td><td> 51 </td><td> 50 </td></tr><tr><td> SpO 2 </td><td> 86 </td><td> 99 </td><td> 100 </td></tr><tr><td> V E BTPS (L / dk) </td><td> 8,31 </td><td> 7,04 </td><td> 6,64 </td></tr><tr><td> V t BTPS (L) </td><td> 0,76 </td><td> 0,69 </td><td> 0,67 </td></tr><tr><td> F E O 2 (%) </td><td> 8,85 </td><td> 17,27 </td><td> - </td></tr><tr><td> F E CO 2 (%) </td><td> 3,41 </td><td> 3,60 </td><td> 3,20 </td></tr><tr><td> VO 2 STPD (L / dk) </td><td> 0,25 </td><td> 0,22 </td><td> -* </td></tr><tr><td> VCO 2 STPD (L / dk) </td><td> 0,23 </td><td> 0,21 </td><td> 0,18 </td></tr></tbody></table> Tablo 1. oturumda tarama sırasında fizyolojik veriler. *% 100 oksijen soluma konusu olduğunda, VO 2 kolayca (12 Ayrıntılı bilgi için bakınız) ölçülebilir değildir. <table border="1"><tbody><tr><td>&nbsp;</td><td> Hipoksi </td><td> Normoxia </td><td> Hiperoksi </td></tr><tr><td> Bağıl Dispersiyon </td><td> 1,07 </td><td> 0,85 </td><td> 0,87 </td></tr><tr><td> Fraktal boyut </td><td> 1,24 </td><td> 1,26 </td><td> 1,26 </td></tr><tr><td> Geometrik Standart Sapma </td><td> 2,41 </td><td> 2,11 </td><td> 2,38 </td></tr></tbody></table> (Tablo 2). Pulmoner perfüzyon heterojenliğin üç endeksleri. <img src="/files/ftp_upload/2712/2712fig1.jpg" alt="Şekil 1"/> Şekil 1 üç farklı yoğunluk normalize perfüzyon solunan oksijen konsantrasyonlarının etkisi. 1.1: Hipoksi(0.125), 1.2:: hiperoksi Normoxia (0.21), 1.3 (1.00). Ölçek, 3 cm (beyaz, düz çizgi). A: ön, P: posterior: aşağı, S: üstün yönlere sırasıyla. <img src="/files/ftp_upload/2712/2712fig2.jpg" alt="Şekil 2"/> Şekil 2 yoğunluğu normalize perfüzyon dikey dağılımı üç farklı solunan oksijen konsantrasyonlarının etkisi. Yoğunluğu normalize perfüzyon akciğer en bağımlı kısmında 0 cm den başlayarak ve en nondependan kısmı devam ediyor, aynı yerçekimi düzleminde 1 cm kutuları içinde ortalama olarak. 10 cm üzerindeki tüm veri noktalarını ortalama bir veri noktası olarak gösterilir. Hata çubukları uçağın içinde yoğunluk normalize perfüzyon değerlerinin standart sapmasını temsil eder. Normoksik veri Hipoksik veri kırmızı, mavi ve yeşil hyperoxic veri.

<ol>
	<li>Bolar, D. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantification+of+regional+pulmonary+blood+flow+using+ASL-FAIRER.">Quantification of regional pulmonary blood flow using ASL-FAIRER.</a> Magn Reson Med. 55, 1308-1317 (2006).</li><li>Henderson, A. C., Prisk, G. K., Levin, D. L., Hopkins, S. R., Buxton, R. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characterizing+pulmonary+blood+flow+distribution+measured+using+arterial+spin+labeling.">Characterizing pulmonary blood flow distribution measured using arterial spin labeling.</a> NMR Biomed. 22, 1025-1035 (2009).</li><li>Theilmann, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantitative+MRI+measurement+of+lung+density+must+account+for+the+change+in+T(2)+(*)+with+lung+inflation.">Quantitative MRI measurement of lung density must account for the change in T(2) (*) with lung inflation.</a> J Magn Reson Imaging. 30, 527-534 (2009).</li><li>Hopkins, S. R., Garg, J., Bolar, D. S., Balouch, J., Levin, D. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pulmonary+blood+flow+heterogeneity+during+hypoxia+and+high-altitude+pulmonary+edema.">Pulmonary blood flow heterogeneity during hypoxia and high-altitude pulmonary edema.</a> Am J Respir Crit Care Med. 171, 83-87 (2005).</li><li>Miller, M. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Standardisation+of+spirometry.">Standardisation of spirometry.</a> Eur Respir J. 26, 319-338 (2005).</li><li>Hopkins, S. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Vertical+gradients+in+regional+lung+density+and+perfusion+in+the+supine+human+lung:+the+Slinky+effect.">Vertical gradients in regional lung density and perfusion in the supine human lung: the Slinky effect.</a> J Appl Physiol. 103, 240-248 (2007).</li><li>Arai, T. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hypoxic+pulmonary+vasoconstriction+does+not+contribute+to+pulmonary+blood+flow+heterogeneity+in+normoxia+in+normal+supine+humans.">Hypoxic pulmonary vasoconstriction does not contribute to pulmonary blood flow heterogeneity in normoxia in normal supine humans.</a> J Appl Physiol. 106, 1057-1064 (2009).</li><li>Dawson, C. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Role+of+pulmonary+vasomotion+in+physiology+of+the+lung.">Role of pulmonary vasomotion in physiology of the lung.</a> Physiol Rev. 64, 544-616 (1984).</li><li>Prisk, G. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pulmonary+perfusion+in+the+prone+and+supine+postures+in+the+normal+human+lung.">Pulmonary perfusion in the prone and supine postures in the normal human lung.</a> J Appl Physiol. 103, 883-894 (2007).</li><li>Henderson, A. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Steep+head-down+tilt+has+persisting+effects+on+the+distribution+of+pulmonary+blood+flow.">Steep head-down tilt has persisting effects on the distribution of pulmonary blood flow.</a> J Appl Physiol. 101, 583-589 (2006).</li><li>Levin, D. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+age+on+pulmonary+perfusion+heterogeneity+measured+by+magnetic+resonance+imaging.">Effects of age on pulmonary perfusion heterogeneity measured by magnetic resonance imaging.</a> J Appl Physiol. 102, 2064-2070 (2007).</li><li>Wasserman, K. H., Sue, D., Casaburi, R., Whipp, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Calculations,+Fomulae,+and+Examples+(Appendix+C).">Calculations, Fomulae, and Examples (Appendix C).</a> Principles of Exercise Testing and Interpretation. , (1999).</li></ol>

Bu yöntem, solunan oksijen konsantrasyonu pulmoner kan akımı, MR tarama ortamda temel fizyolojik teknikleri kullanılarak mekansal dağılımına etkileri ölçüm sağlar. Akciğer kantitatif proton görüntüleme ile birlikte fizyolojik tekniklerin kullanımı nispeten kolay uygulanmaktadır. Iyi bir kalite testi sağlamak için en önemli adım doğru akciğer hacminde ve görüntüleme sırası ile senkronize nefes tutmak için konu eğitimdir. ASL ve proton yoğunluğu görüntüleri...

<table border="1"><tbody><tr><th> Ekipman </th><th> Şirket </th><th> model </th></tr><tr><td> MRG </td><td> GE </td><td> 1.5 T GE HDX EXICITE twinspeed tarayıcı </td></tr><tr><td> Metabolik sepeti </td><td> ParvoMedics </td><td> TrueOne 2400 </td></tr><tr><td> Pulse Oksimetre </td><td> Nonin </td><td> İÇİN 7500 </td></tr><tr><td> Spirometre </td><td> Tıp Teknolojileri Andover </td><td> EasyOne diagonostic Spirometre </td></tr><tr><td> Maske </td><td> Hans &amp; Rudolph </td><td> 7400 serisi Oro-Burun Maskesi, Küçük, Orta ve Büyük </td></tr><tr><td> Valf </td><td> Hans &amp; Rudolph </td><td> İki yönlü olmayan solunmasına vanalar T-Shape ™ yapılandırma, 2600 Orta. Büyük 2700 </td></tr><tr><td> Kafası Seti </td><td> Hans &amp; Rudolph </td><td> Kafa kapağı (Yetişkin boyutu), kordon ve Kilitleme Klipler. </td></tr><tr><td> Pnömatik yönsel kontrol vanası ve denetleyici </td><td> Hans &amp; Rudolph </td><td> Tek Pistonlu Sürme Tip ™ vana ve denetleyici 4285A </td></tr><tr><td> Sigara Difüzyon gaz toplama torbası </td><td> Hans &amp; Rudolph </td><td> 6100 (100 litre). </td></tr><tr><td> Tüp </td><td> VacuMed </td><td> Temizlik-Bor Boru 108 &quot;, 1-3/8&quot; OD parçaları </td></tr><tr><td> Hayaletler </td><td> Akıl hocası </td><td> Brest İmplant Yuvarlak, 250cc </td></tr><tr><td> matlab </td><td> MathWorks </td><td></td></tr></tbody></table>

magnetic resonance imaging quantification of pulmonary perfusion using calibrated arterial spin labeling

Bu normoxia sırasında sağlıklı kişilerde hipoksi (F I O 2 = 0.125) ve hiperoksi ((O 2, fraksiyonu (F I O 2) = 0.21 ilham) mekansal dağılımının pulmoner kan akımı ölçmek için bir MR görüntüleme yöntemi gösterir F Ben O 2 = 1.00). Buna ek olarak, konunun fizyolojik yanıtlar MR tarama ortamda takip edilmektedir. Fonksiyonel rezidüel kapasite sağ akciğer sagital dilim bir nefes tutma sırasında 1.5 T GE MRI tarayıcısı MR görüntüleri elde edildi. Bir arteryel spin etiketleme dizisi (ASL adil), pulmoner kan akımı 1,2 ve çok yankı hızlı gradient eko (mGRE) sırası 3 mekansal dağılımının bölgesel proton (yani H 2 O) ölçmek için kullanılan ölçmek için kullanılan yoğunluğu, her voksel (gram akciğer dokusu başına dakikada mililitre kan) yoğunluk normalize perfüzyon miktarının izin. 2-yollu olmayan solunmasına valf, vana ve yüz maskesi pnömatik anahtarlama ile donatılmış, farklı oksijen konsantrasyonu ilham gaz boru aracılığıyla konuya MR tarayıcı getirilmiştir. Metabolik sepeti ekspiratuar tüp yoluyla ekspirasyon gaz topladı. Karışık ekspiratuvar O 2 ve CO 2 konsantrasyonları, oksijen tüketimi, karbondioksit üretimi, solunum değişim oranı, solunum frekansı ve tidal hacim ölçüldü. Kalp hızı ve oksijen satürasyonu, nabız-oksimetre ile monitörize edildi. Normal bir konuda elde edilen veriler, beklendiği gibi, kalp hızı normoxia (51) veya hiperoksi (50) sırasında daha hipoksi (60 bpm) daha yüksek ve hipoksi sırasında arteriyel oksijen satürasyonu (SpO2)% 86 azaldı, o gösterdi . Ortalama havalandırma, hipoksi sırasında 7.04 L / dk normoxia sırasında, hiperoksi sırasında 6.64 L / dk, 8.31 L / dak BTPS. Tidal hacim normoxia sırasında hipoksi, 0,69 L sırasında 0.76 L ve 0.67 L hiperoksi sırasında oldu. Temsilcisi sayısal ASL veri ortalama yoğunluğu normalize perfüzyon, 8.26 normoxia sırasında ml / dak / g ve 8.46 hiperoksi sırasında ml / dak / g, hipoksi sırasında sırasıyla 8.86 ml / dak / g olduğunu gösterdi. Bu konuda, göreceli dağılım 4, küresel heterojenite bir dizin, hipoksi (normoxia sırasında hipoksi sırasında 1.07, 0.85 ve hiperoksi sırasında 0.87) artmıştır fraktal boyut (Ds), heterojenite vasküler dallanma yapısını yansıtan başka bir dizin, (normoxia sırasında hipoksi sırasında 1.24, 1.26 ve hiperoksi sırasında 1.26) değişmedi. Genel Bakış. Bu protokol, arteryel spin etiketleme (ASL) olarak bilinen bir manyetik rezonans görüntüleme tekniği kullanarak normoxia, hipoksi ve hiperoksi koşullar altında noninvaziv pulmoner perfüzyon dağılımını ölçmek için veri satın gösterecektir. Gerekçe: MR tekniğini kullanarak, pulmoner kan akımı ve akciğer proton yoğunluğu ölçümü, yüksek uzaysal çözünürlüklü sayısal görüntü ve birkaç farklı fizyolojik koşullar altında tekrarlanan ölçümler gerçekleştirme yeteneği sunmaktadır. Insan çalışmalarında, PET, SPECT ve BT alternatif tekniklerin yaygın olarak kullanılır. Ancak, bu teknikler, iyonizan radyasyona maruz içerir ve böylece insan denekler tekrarlanan ölçümler için uygun değildir.

Watch this Scientific Journal Video about Magnetic Resonance Imaging Quantification of Pulmonary Perfusion using Calibrated Arterial Spin Labeling at JoVE.com

Magnetic Resonance Imaging Quantification of Pulmonary Perfusion using Calibrated Arterial Spin Labeling

Bir MR, üç farklı solunan oksijen konsantrasyonu bu durumda maruz kalma, çeşitli fizyolojik şartlar altında, pulmoner kan akımı dağılımı çalışma yöntemi: hipoksi, normoxia ve hiperoksi açıklanmıştır. Bu teknik, bir MR tarama ortamda insan akciğer fizyolojisi araştırma teknikleri kullanır.

Akciğer Perfüzyon Kalibreli Arter Spin Etiketleme kullanarak Manyetik Rezonans Görüntüleme Niceleme

This demonstrates a MR imaging method to measure the spatial distribution of pulmonary blood flow in healthy subjects 
during normoxia (inspired O2, ...

magnetic-resonance-imaging-quantification-pulmonary-perfusion-using

Research

JoVE Journal

Medicine

13.4K Görüntüleme.  University of California San Diego - UCSD. Bir MR, üç farklı solunan oksijen konsantrasyonu bu durumda maruz kalma, çeşitli fizyolojik şartlar altında, pulmoner kan akımı dağılımı çalışma yöntemi: hipoksi, normoxia ve hiperoksi açıklanmıştır. Bu teknik, bir MR tarama ortamda insan akciğer fizyolojisi araştırma teknikleri kullanır.

Video: Magnetic Resonance Imaging Quantification of Pulmonary Perfusion using Calibrated Arterial Spin Labeling

Magnetic Resonance Derived Myocardial Strain Assessment Using Feature Tracking

Purpose: An accurate and practical method to measure parameters like strain in myocardial tissue is of great clinical value, since it has been shown, that strain is a more sensitive and earlier marker for contractile dysfunction than the frequently used parameter EF. Current technologies for CMR are time consuming and difficult to implement in clinical practice. Feature tracking is a technology that can lead to more automization and robustness of quantitative analysis of medical images with less time consumption than comparable methods.
Methods: An automatic or manual input in a single phase serves as an initialization from which the system starts to track the displacement of individual patterns representing anatomical structures over time. The specialty of this method is that the images do not need to be manipulated in any way beforehand like e.g. tagging of CMR images.
Results: The method is very well suited for tracking muscular tissue and with this allowing quantitative elaboration of myocardium and also blood flow.
Conclusions: This new method offers a robust and time saving procedure to quantify myocardial tissue and blood with displacement, velocity and deformation parameters on regular sequences of CMR imaging. It therefore can be implemented in clinical practice.

An accurate and practical method to measure parameters like strain in myocardial tissue is of great clinical value, since it has been shown, that strain is a more sensitive and earlier marker for contractile dysfunction than the frequently used parameter EF.

Özellik Takibi Manyetik Rezonans Türetilmiş Miyokard Gerinim Değerlendirmesi

Purpose: An accurate and practical method to measure parameters like strain in myocardial tissue is of great clinical value, since it has been shown, that ...

Tıp

Quantitative Magnetic Resonance Imaging of Skeletal Muscle Disease

Quantitative magnetic resonance imaging (qMRI) describes the development and use of MRI to quantify physical, chemical, and/or biological properties of living systems. Neuromuscular diseases often exhibit a temporally varying, spatially heterogeneous, and multi-faceted pathology. The goal of this protocol is to characterize this pathology using qMRI methods. The MRI acquisition protocol begins with localizer images (used to locate the position of the body and tissue of interest within the MRI system), quality control measurements of relevant magnetic field distributions, and structural imaging for general anatomical characterization. The qMRI portion of the protocol includes measurements of the longitudinal and transverse relaxation time constants (T1 and T2, respectively). Also acquired are diffusion-tensor MRI data, in which water diffusivity is measured and used to infer pathological processes such as edema. Quantitative magnetization transfer imaging is used to characterize the relative tissue content of macromolecular and free water protons. Lastly, fat-water MRI methods are used to characterize fibro-adipose tissue replacement of muscle. In addition to describing the data acquisition and analysis procedures, this paper also discusses the potential problems associated with these methods, the analysis and interpretation of the data, MRI safety, and strategies for artifact reduction and protocol optimization.

Neuromuscular diseases often exhibit a temporally varying, spatially heterogeneous, and multi-faceted pathology. The goal of this protocol is to characterize this pathology using non-invasive magnetic resonance imaging methods.

İskelet Kası Hastalığının kantitatif Manyetik Rezonans Görüntüleme

Quantitative magnetic resonance imaging (qMRI) describes the development and use of MRI to quantify physical, chemical, and/or biological properties of ...

Simultaneous PET/MRI Imaging During Mouse Cerebral Hypoxia-ischemia

Dynamic changes in tissue water diffusion and glucose metabolism occur during and after hypoxia in cerebral hypoxia-ischemia reflecting a bioenergetics disturbance in affected cells. Diffusion weighted magnetic resonance imaging (MRI) identifies regions that are damaged, potentially irreversibly, by hypoxia-ischemia. Alterations in glucose utilization in the affected tissue may be detectable by positron emission tomography (PET) imaging of 2-deoxy-2-(18F)fluoro-&#7429;-glucose ([18F]FDG) uptake. Due to the rapid and variable nature of injury in this animal model, acquisition of both modes of data must be performed simultaneously in order to meaningfully correlate PET and MRI data. In addition, inter-animal variability in the hypoxic-ischemic injury due to vascular differences limits the ability to analyze multi-modal data and observe changes to a group-wise approach if data is not acquired simultaneously in individual subjects. The method presented here allows one to acquire both diffusion-weighted MRI and [18F]FDG uptake data in the same animal before, during, and after the hypoxic challenge in order to interrogate immediate physiological changes.

The method presented here uses simultaneous positron emission tomography and magnetic resonance imaging. In the cerebral hypoxia-ischemia model, dynamic changes in diffusion and glucose metabolism occur during and after injury. The evolving and irreproducible damage in this model necessitates simultaneous acquisition if meaningful multi-modal imaging data are to be acquired.

Fare Serebral Hipoksi-iskemi sırasında Eşzamanlı PET / MR Görüntüleme

Dynamic changes in tissue water diffusion and glucose metabolism occur during and after hypoxia in cerebral hypoxia-ischemia reflecting a bioenergetics ...

Hemodynamic Characterization of Rodent Models of Pulmonary Arterial Hypertension

Pulmonary arterial hypertension (PAH) is a rare disease of the pulmonary vasculature characterized by endothelial cell apoptosis, smooth muscle proliferation and obliteration of pulmonary arterioles. This in turn results in right ventricular (RV) failure, with significant morbidity and mortality. Rodent models of PAH, in the mouse and the rat, are important for understanding the pathophysiology underlying this rare disease. Notably, different models of PAH may be associated with different degrees of pulmonary hypertension, RV hypertrophy and RV failure. Therefore, a complete hemodynamic characterization of mice and rats with PAH is critical in determining the effects of drugs or genetic modifications on the disease. 
Here we demonstrate standard procedures for assessment of right ventricular function and hemodynamics in both rat and mouse PAH models. Echocardiography is useful in determining RV function in rats, although obtaining standard views of the right ventricle is challenging in the awake mouse. Access for right heart catheterization is obtained by the internal jugular vein in closed-chest mice and rats. Pressures can be measured using polyethylene tubing with a fluid pressure transducer or a miniature micromanometer pressure catheter. Pressure-volume loop analysis can be performed in the open chest. After obtaining hemodynamics, the rodent is euthanized. The heart can be dissected to separate the RV free wall from the left ventricle (LV) and septum, allowing an assessment of RV hypertrophy using the Fulton index (RV/(LV+S)). Then samples can be harvested from the heart, lungs and other tissues as needed.

Pulmonary arterial hypertension (PAH) is a disease of pulmonary arterioles that leads to their obliteration and the development of right ventricular failure. Rodent models of PAH are critical in understanding the pathophysiology of PAH. Here we demonstrate hemodynamic characterization, with right heart catheterization and echocardiography, in the mouse and rat.

Pulmoner Hipertansiyon Kemirgen Modeller Hemodinamik Karakterizasyonu

Pulmonary arterial hypertension (PAH) is a rare disease of the pulmonary vasculature characterized by endothelial cell apoptosis, smooth muscle ...

Cardiac Magnetic Resonance Imaging at 7 Tesla

CMR at an ultra-high field (magnetic field strength B0&#160;&#8805; 7 Tesla) benefits from the signal-to-noise ratio (SNR) advantage inherent at higher magnetic field strengths and potentially provides improved signal contrast and spatial resolution. While promising results have been achieved, ultra-high field CMR is challenging due to energy deposition constraints and physical phenomena such as transmission field non-uniformities and magnetic field inhomogeneities. In addition, the magneto-hydrodynamic effect renders the synchronization of the data acquisition with the cardiac motion difficult. The challenges are currently addressed by explorations into novel magnetic resonance technology. If all impediments can be overcome, ultra-high field CMR may generate new opportunities for functional CMR, myocardial tissue characterization, microstructure imaging or metabolic imaging. Recognizing this potential, we show that multi-channel radio frequency (RF) coil technology tailored for CMR at 7 Tesla together with higher order B0 shimming and a backup signal for cardiac triggering facilitates high fidelity functional CMR. With the proposed setup, cardiac chamber quantification can be accomplished in examination times similar to those achieved at lower field strengths. To share this experience and to support the dissemination of this expertise, this work describes our setup and protocol tailored for functional CMR at 7 Tesla.

The sensitivity gain inherent to ultrahigh field magnetic resonance holds promise for high spatial resolution imaging of the heart. Here, we describe a protocol customized for functional cardiovascular magnetic resonance (CMR) at 7 Tesla using an advanced multi-channel radio-frequency coil, magnetic field shimming and a triggering concept.

7 Tesla, kardiyak manyetik rezonans görüntüleme

CMR at an ultra-high field (magnetic field strength B0&#160;&#8805; 7 Tesla) benefits from the signal-to-noise ratio (SNR) advantage inherent at higher ...

Phase Contrast Magnetic Resonance Imaging in the Rat Common Carotid Artery

Phase contrast magnetic resonance imaging (PC-MRI) is a noninvasive approach that can quantify flow-related parameters such as blood flow. Previous studies have shown that abnormal blood flow may be associated with systemic vascular risk. Thus, PC-MRI can facilitate the translation of data obtained from animal models of cardiovascular diseases to pertinent clinical investigations. In this report, we describe the procedure for measuring blood flow in the common carotid artery (CCA) of rats using cine-gated PC-MRI and discuss relevant analysis methods. This procedure can be performed in a live, anesthetized animal and does not require euthanasia after the procedure. The proposed scanning parameters yield repeatable measurements for blood flow, indicating excellent reproducibility of the results. The PC-MRI procedure described in this article can be used for pharmacological testing, pathophysiological assessment, and cerebral hemodynamics evaluation.

The overall goal of this procedure is to measure the blood flow in the rat common carotid artery by using noninvasive phase contrast magnetic resonance imaging.

Faz kontrast manyetik rezonans görüntüleme sıçan ortak karotis arter

Phase contrast magnetic resonance imaging (PC-MRI) is a noninvasive approach that can quantify flow-related parameters such as blood flow. Previous ...

Quantification of Levator Ani Hiatus Enlargement by Magnetic Resonance Imaging in Males and Females with Pelvic Organ Prolapse

Here we present a protocol to examine the levator ani hiatus in males and females with pelvic organ prolapse, during the Valsalva maneuver and while evacuating acoustic gel, using a horizontally oriented 1.5 T magnetic resonance (MR) scanner. On midsagittal images, the vertical distance of pelvic organs is measured in millimeters relative to the hymen plane (female) and to the lower border of the symphysis pubis (male), preceded by - (above) or + ( below) signs. On axial images, the levator ani area is calculated in square centimeters with a free-hand tracing method from three key images, passing through the midsymphysis (level I), tangential to the lower border of the symphysis (level II), and at the maximal anterior rectal wall bulging (level III). Areas at rest and strained are compared to find evidence of a percentage of increase. The purpose is to provide objective evidence of the maximal extent of pelvic organs descent and hiatus enlargement without the interference of foreign objects or the examiner&#39;s proximity, so as to overcome the limitations of pelvic examination and transperineal sonography (i.e., subjectivity and sex-related limitations [female only]).

Here we present a protocol to standardize the measurement of the levator ani hiatus size&#160;by magnetic resonance imaging. The purpose is to extract biomechanical inferences from image analysis by comparing resting and straining values in patients of both sexes with pelvic prolapse, using consistent anatomical bony landmarks.

Miktar Levator Ani aradan genişleme tarafından kadın ve erkek pelvik Organ prolapsusu ile manyetik rezonans görüntüleme

Here we present a protocol to examine the levator ani hiatus in males and females with pelvic organ prolapse, during the Valsalva maneuver and while ...

Quantitative Mapping of Specific Ventilation in the Human Lung using Proton Magnetic Resonance Imaging and Oxygen as a Contrast Agent

Specific ventilation imaging (SVI) is a functional magnetic resonance imaging technique capable of quantifying specific ventilation &#8213; the ratio of the fresh gas entering a lung region divided by the region&#8217;s end-expiratory volume &#8213; in the human lung, using only inhaled oxygen as a contrast agent. Regional quantification of specific ventilation has the potential to help identify areas of pathologic lung function. Oxygen in solution in tissue shortens the tissue&#8217;s longitudinal relaxation time (T1), and thus a change in tissue oxygenation can be detected as a change in T1-weighted signal with an inversion recovery acquired image. Following an abrupt change between two concentrations of inspired oxygen, the rate at which lung tissue within a voxel equilibrates to a new steady-state reflects the rate at which resident gas is being replaced by inhaled gas. This rate is determined by specific ventilation. To elicit this sudden change in oxygenation, subjects alternately breathe 20-breath blocks of air (21% oxygen) and 100% oxygen while in the MRI scanner. A stepwise change in inspired oxygen fraction is achieved through use of a custom three-dimensional (3D)-printed flow bypass system with a manual switch during a short end-expiratory breath hold. To detect the corresponding change in T1, a global inversion pulse followed by a single shot fast spin echo sequence was used to acquire two-dimensional T1-weighted images in a 1.5&#160;T MRI scanner, using an eight-element torso coil. Both single slice and multi-slice imaging are possible, with slightly different imaging parameters. Quantification of specific ventilation is achieved by correlating the time-course of signal intensity for each lung voxel with a library of simulated responses to the air/oxygen stimulus. SVI estimations of specific ventilation heterogeneity have been validated against multiple breath washout and proved to accurately determine the heterogeneity of the specific ventilation distribution.

Specific ventilation imaging is a functional magnetic resonance imaging technique that allows for quantification of regional specific ventilation in the human lung, using inhaled oxygen as a contrast agent. Here, we present a protocol to collect and analyze specific ventilation imaging data.

Proton manyetik rezonans görüntüleme ve oksijen kontrast ajan olarak kullanarak ınsan akciğerinde spesifik havalandırma niceliksel haritalama

Specific ventilation imaging (SVI) is a functional magnetic resonance imaging technique capable of quantifying specific ventilation &#8213; the ratio of ...

Human Fetal Blood Flow Quantification with Magnetic Resonance Imaging and Motion Compensation

Magnetic resonance imaging (MRI) is an important tool for the clinical assessment of cardiovascular morphology and heart function. It is also the recognized standard-of-care for blood flow quantification based on phase contrast MRI. While such measurement of blood flow has been possible in adults for decades, methods to extend this capability to fetal blood flow have only recently been developed.
Fetal blood flow quantification in major vessels is important for monitoring fetal pathologies such as congenital heart disease (CHD) and fetal growth restriction (FGR). CHD causes alterations in the cardiac structure and vasculature that change the course of blood in the fetus. In FGR, the path of blood flow is altered through the dilation of shunts such that the oxygenated blood supply to the brain is increased. Blood flow quantification enables assessment of the severity of the fetal pathology, which in turn allows for suitable&#160;in utero&#160;patient management and planning for postnatal care.
The primary challenges of applying phase contrast MRI to the human fetus include small blood vessel size, high fetal heart rate, potential MRI data corruption due to maternal respiration, unpredictable fetal movements, and lack of conventional cardiac gating methods to synchronize data acquisition. Here, we describe recent technical developments from our lab that have enabled the quantification of fetal blood flow using phase contrast MRI, including advances in accelerated imaging, motion compensation, and cardiac gating.

Here we present a protocol for measuring fetal blood flow rapidly with MRI and retrospectively performing motion correction and cardiac gating.

Manyetik Rezonans Görüntüleme ve Hareket Telafisi ile İnsan Fetal Kan Akımı Ölçümü

Magnetic resonance imaging (MRI) is an important tool for the clinical assessment of cardiovascular morphology and heart function. It is also the ...

Magnetic Resonance Imaging of Multiple Sclerosis at 7.0 Tesla

The overall goal of this article is to demonstrate a state-of-the-art ultrahigh field (UHF) magnetic resonance (MR) protocol of the brain at 7.0 Tesla in multiple sclerosis (MS) patients. MS is a chronic inflammatory, demyelinating, neurodegenerative disease that is characterized by white and gray matter lesions. Detection of spatially and temporally disseminated T2-hyperintense lesions by the use of MRI at 1.5 T and 3 T represents a crucial diagnostic tool in clinical practice to establish accurate diagnosis of MS based on the current version of the 2017 McDonald criteria. However, the differentiation of MS lesions from brain white matter lesions of other origins can sometimes be challenging due to their resembling morphology at lower magnetic field strengths (typically 3 T). Ultrahigh field MR (UHF-MR) benefits from increased signal-to-noise ratio and enhanced spatial resolution, both key to superior imaging for more accurate and definitive diagnoses of subtle lesions. Hence, MRI at 7.0 T has shown encouraging results to overcome the challenges of MS differential diagnosis by providing MS-specific neuroimaging markers (e.g., central vein sign, hypointense rim structures and differentiation of MS grey matter lesions). These markers and others can be identified by other MR contrasts other than T1 and T2 (T2*, phase, diffusion) and substantially improve the differentiation of MS lesions from those occurring in other neuroinflammatory conditions such as neuromyelitis optica and Susac syndrome. In this article, we describe our current technical approach to study cerebral white and grey matter lesions in MS patients at 7.0 T using different MR acquisition methods. The up-to-date protocol includes the preparation of the MR setup including the radio-frequency coils customized for UHF-MR, standardized screening, safety and interview procedures with MS patients, patient positioning in the MR scanner and acquisition of dedicated brain scans tailored for examining MS.

Here, we present a protocol to acquire magnetic resonance (MR) images of multiple sclerosis (MS) patient brains at 7.0 Tesla. The protocol includes preparation of the setup including the radio-frequency coils, standardized interview procedures with MS patients, subject positioning in the MR scanner and MR data acquisition.

7.0 Tesla'da Multipl Sklerozun Manyetik Rezonans Görüntülemesi

The overall goal of this article is to demonstrate a state-of-the-art ultrahigh field (UHF) magnetic resonance (MR) protocol of the brain at 7.0 Tesla in ...