pre-scan preparation and coaching of subject for 129xe mri of lung ventilation

फुफ्फुसीय समारोह का अध्ययन करने के लिए हाइपरपोलराइज्ड 129एक्सई एमआरआई के लिए एक मानकीकृत वर्कफ़्लो

Hyperpolarized 129Xe MRI is an exciting tool for non-invasive, spatially-resolved characterization and quantification of specific aspects of pulmonary function1,2,3. Acquisition and reconstruction approaches similar to those used in anatomical proton MRI yield images of inhaled 129Xe in the lungs, permitting visualization of non-ventilated lung regions and region-resolved quantification of ventilation distribution4,5,6,7,8. More advanced pulse sequence and analysis techniques yield further complementary information, including quantification of gas-exchange efficacy between alveoli and pulmonary capillaries via spectroscopic MRI9,10,11,12,13 and characterization of alveolar microstructure integrity via diffusion-weighted MRI14,15,16.
Inhaled 129Xe has been proven safe and tolerable in adult and pediatric subjects, including those with pulmonary disease17,18. Measurements of lung function derived from 129Xe MRI have shown sensitivity to structural and functional alterations in many pulmonary disease contexts, including chronic obstructive pulmonary disease6,10,19, cystic fibrosis20,21,22, idiopathic pulmonary fibrosis23,24,25, and asthma7,10,26. Given the high safety and tolerability of 129Xe MRI, the lack of ionizing radiation in MRI compared with other common imaging approaches, and the high reproducibility of 129Xe MRI results27,28, 129Xe MRI holds significant promise, in particular for precise serial monitoring of individuals receiving a time course of therapy for chronic pulmonary disease.
The safety and clinical promise of 129Xe MRI have led to its FDA approval in December 2022 for lung ventilation imaging in persons aged 12 years and older29. Given this, it is anticipated that the number of research and clinical sites capable of performing 129Xe MRI (currently ~20 worldwide) will increase significantly over the coming years. As 129Xe MRI spreads to new institutions, it is important that robust methodological resources exist to allow sites to build out clinically relevant 129Xe MRI techniques quickly and to perform scans and generate results that are closely comparable with those of existing sites.
In this work, we will outline the current best practices for human hyperpolarized 129Xe MRI of lung ventilation, as agreed upon by member institutions of the 129Xe MRI Clinical Trials Consortium (Xe MRI CTC) and summarized in a recent position paper30. Topics will include the preparation of tailored pulse sequences ideal for a complete 129Xe MRI workflow, preparation, and administration of hyperpolarized 129Xe gas, an optimized workflow for human 129Xe MRI sessions, and best practices for monitoring subject safety and comfort during MRI sessions.

लेखक स्पॉटलाइट: मानकीकरण और 129एक्सई एमआरआई का उपयोग करके फेफड़े की इमेजिंग को आगे बढ़ाने के लिए सर्वोत्तम अभ्यास

फेफड़े के वेंटिलेशन की हाइपरपोलराइज्ड 129एक्सई चुंबकीय अनुनाद छवियों को प्राप्त करना

Our research seeks to establish Xenon MRI as a clinical tool for characterizing lung function. Xenon MRI allows us to directly visualize ventilation defects in patients with obstructive lung diseases like COPD, asthma, and cystic fibrosis. It offers information that can't be obtained from standard MRI and pulmonary function test.Xenon MRI was recently approved by the FDA for clinical evaluation of lung ventilation. This represents a culmination of a huge amount of effort by the people in our field and it's an exciting opportunity to show how Xenon MRI can improve patient care and outcomes in pulmonary disease. Xenon MRI is still a relatively new family of techniques, and standardization is still an ongoing process.This protocol distills the existing standards for Xenon ventilation MRI into a form that we hope will be useful to research in clinical sites who are trying to perform these scans for the first time. Common clinical readouts of lung function, like pulmonary function tests, only give a single number for the entire lung with no spatial information included. Xenon MRI can make regional assessments of several aspects of lung health and function, which we believe will be very useful in the clinic.Only a few institutions are currently performing Xenon MRI, but we expect there will be many more sites soon considering the recent FDA approval. We hope that this Xenon ventilation MRI protocol will serve as a blueprint for new sites and help em to ramp up their Xenon MRI operations more quickly.

फेफड़े के वेंटिलेशन के 129एक्सई एमआरआई के लिए प्री-स्कैन तैयारी और विषय की कोचिंग

शुरू करने के लिए, स्कैनर के बाहर अभ्यास करने के लिए विषय के लिए, हवा युक्त एक या एक से अधिक टेडलर बैग तैयार करें। एक हवा की मात्रा का उपयोग करें जो वास्तविक अध्ययन के दौरान बैग से साँस लेने के लिए क्सीनन और बफर गैस की कुल मात्रा से मेल खाती है। सांस पकड़ स्कैनिंग के दौरान पहनने के लिए विषय के लिए नाक क्लिप तैयार करें, सांस पकड़ने की शुरुआत से पहले विषय की नाक पर नाक क्लिप फिट.विषय को प्रशिक्षित करने के प्रत्येक प्रयास के लिए एक हवा से भरे बैग का उपयोग करें। बैग का उत्पादन करने से पहले, विषय को सांस लेने और नियमित रूप से कई बार सांस लेने के लिए कहें। प्रक्रिया के दौरान, यह पुष्टि करने के लिए विषय की छाती की निगरानी करें कि वे निर्देशों को ठीक से निष्पादित कर रहे हैं।इसके बाद, टेडलर बैग से जुड़ी ट्यूब को विषय के मुंह में रखें। बैग को इस तरह पकड़ें कि विषय उसमें से श्वास ले सके और वाल्व खोल सके। विषय को सांस लेने के लिए कहें, फिर विषय को यह कहकर अपनी सांस रोकने के लिए कहें, अपनी सांस पकड़ो।अभ्यास करते समय, 10 से 15 सेकंड की गिनती की प्रतीक्षा करें, जो कि एक विशिष्ट क्सीनन 129 स्कैन के लिए आवश्यक अनुमानित समय है। उसके बाद, इस बिंदु पर विषय को साँस छोड़ने और सांस लेने के लिए कहें। फेफड़ों से क्सीनन 129 की त्वरित निकासी और सामान्य ऑक्सीजन संतृप्ति स्तर पर तेज वापसी के लिए अंदर और बाहर कई गहरी सांस लेने के लिए विषय को कोच करें।सत्यापित करें कि विषय निर्देशों को मज़बूती से पूरा करने में सक्षम है और उन विषयों को बाहर करने पर विचार करें जो अभ्यास रन के दौरान ऐसा नहीं कर सकते हैं।

Research

JoVE Journal

Medicine

Pre-Scan Preparation and Coaching of Subject for 129Xe MRI of Lung Ventilation

Acquiring Hyperpolarized 129Xe Magnetic Resonance Images of Lung Ventilation

Hyperpolarized 129Xe MRI comprises a unique array of structural and functional lung imaging techniques. Technique standardization across sites is ...

Preparation of MRI Scanner Room and Subject Positioning for 129Xe MRI of Lung Ventilation

फेफड़े के वेंटिलेशन के 129एक्सई एमआरआई के लिए एमआरआई स्कैनर कक्ष और विषय स्थिति की तैयारी

Performing 129Xe MRI Scan of Lung Ventilation to Assess Pulmonary Function

फुफ्फुसीय कार्य का आकलन करने के लिए फेफड़े के वेंटिलेशन का 129एक्सई एमआरआई स्कैन करना