Name: magnetic resonance imaging quantification of pulmonary perfusion using calibrated arterial spin labeling
Uploaded: 2011-05-30T21:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Magnetic Resonance Imaging Quantification of Pulmonary Perfusion using Calibrated Arterial Spin Labeling at JoVE.com

Ondersteund door NIH HL081171, NIH HL080203

1. Onderwerp recruitment <ol><li> Onderworpen bevolking <ol><li> Onderwerpen worden gerekruteerd via een advertentie aan de specifieke demografische die nodig zijn voor het onderzoek passen. </li><li> Het onderwerp voor deze studie is een gezonde, niet-roker in de leeftijd van 19 - 45, zonder voorgeschiedenis van hart-of longziekte. </li></ol></li><li> Informed consent <ol><li> Dit onderzoek is goedgekeurd door de Universiteit van Californië, San Diego, Human Research Protections Program. </li><li> Het onderwerp word...

<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>

Deze methode maakt het meten van de effecten van de geïnspireerde zuurstofconcentratie op de ruimtelijke verdeling van de pulmonale bloedstroom met behulp van elementaire fysiologische technieken in de MR-scan-omgeving. Het gebruik van fysiologische technieken in combinatie met kwantitatieve proton beeldvorming van de longen is relatief eenvoudig te implementeren. Om ervoor te zorgen een goede kwaliteit te testen, is de belangrijkste stap training het onderwerp naar adem op de juiste longvo...

<table border="1"><tbody><tr><th> Uitrusting </th><th> Vennootschap </th><th> model </th></tr><tr><td> MRI </td><td> GE </td><td> 1.5 T GE HDX EXICITE twinspeed scanner </td></tr><tr><td> Metabole winkelwagen </td><td> ParvoMedics </td><td> TrueOne 2400 </td></tr><tr><td> Pulsoximeter </td><td> Nonin </td><td> 7500 voor </td></tr><tr><td> Spirometer </td><td> Medical Technologies Andover </td><td> EasyOne diagonostic spirometer </td></tr><tr><td> Masker </td><td> Hans &amp; Rudolph </td><td> 7400-serie Oro-neusmasker, Small, Medium, Large en </td></tr><tr><td> Ventiel </td><td> Hans &amp; Rudolph </td><td> Twee-weg non-rebreathing kleppen T-Shape ™ configuratie, 2600 Medium. 2700 Grote </td></tr><tr><td> Head Set </td><td> Hans &amp; Rudolph </td><td> Hoofdkap (Adult grootte), riem &amp; Locking Clips. </td></tr><tr><td> Pneumatische directionele regelklep en controller </td><td> Hans &amp; Rudolph </td><td> Enkele zuiger-Type ™ ventiel en controller 4285A </td></tr><tr><td> Niet-Verspreiding van gas opvangzak </td><td> Hans &amp; Rudolph </td><td> 6100 (100 liter). </td></tr><tr><td> Buis </td><td> VacuMed </td><td> Clean-Bor Tubing 108 &quot;, 1-3/8&quot; OD fittingen </td></tr><tr><td> Phantoms </td><td> Mentor </td><td> Brest Implant Ronde, 250cc </td></tr><tr><td> matlab </td><td> The MathWorks </td><td></td></tr></tbody></table>

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

Hieruit blijkt een MRI methode om de ruimtelijke verdeling van de pulmonale bloedstroom te meten bij gezonde proefpersonen tijdens normoxia (geïnspireerd O 2, fractie (F I O 2) = 0,21) hypoxie (F I O 2 = 0,125), en hyperoxia (F I O 2 = 1,00). Daarnaast zijn de fysiologische reacties van het onderwerp gevolgd in het MR-scan-omgeving. MR-beelden werden verkregen op een 1,5 T GE MRI-scanner in een adem in te houden van een sagittale plak in de rechter long op functionele restcapaciteit. Een arteriële spin-etikettering sequence (ASL-eerlijker) werd gebruikt om de ruimtelijke verdeling van pulmonale bloedstroom 1,2 en een multi-echo snelle gradiënt echo (mGRE) sequentie 3 werd gebruikt om de regionale proton (dat wil zeggen H 2 O) kwantificeren meten dichtheid, waardoor de kwantificering van dichtheid-genormaliseerde perfusie voor elke voxel (milliliter bloed per minuut per gram longweefsel). Met een pneumatisch omschakelventiel en gelaatsmasker voorzien van een 2-weg non-rebreathing klep, werden verschillende zuurstofconcentraties ingevoerd om het onderwerp in de MR-scanner door de geïnspireerde gas slang. Een metabole winkelwagen verzameld expiratoire gas via expiratoire buizen. Gemengde expiratoire O 2 en CO 2-concentraties, zuurstof verbruik, de productie van koolstofdioxide, de ademhalingswegen ruilverhouding, ademhalingsfrequentie en ademvolume werden gemeten. Hartslag en zuurstofverzadiging werden gecontroleerd met behulp van pulse-oximetrie. Gegevens van een normaal onderwerp toonde aan dat, zoals verwacht, de hartslag was hoger in hypoxie (60 bpm) dan tijdens normoxia (51) of hyperoxia (50) en de arteriële zuurstofsaturatie (SpO 2) werd verlaagd tijdens hypoxie tot 86%. De gemiddelde ventilatie was 8.31 L / min BTPS tijdens hypoxie, 7,04 L / min tijdens het normoxia, en 6,64 L / min tijdens hyperoxia. Tidal volume was 0,76 L tijdens hypoxie, 0,69 L tijdens normoxia, en 0,67 L tijdens hyperoxia. Representatieve kwantitatieve ASL gegevens bleek dat de gemiddelde dichtheid van genormaliseerde perfusie was 8,86 ml / min / g tijdens hypoxie, 8,26 ml / min / g tijdens normoxia en 8,46 ml / min / g tijdens hyperoxia, respectievelijk. In dit onderwerp, was de relatieve dispersie 4, een index van de wereldwijde heterogeniteit, steeg in hypoxie (1,07 tijdens hypoxie, 0,85 tijdens het normoxia, en 0,87 tijdens hyperoxia), terwijl de fractale dimensie (Ds), een andere index van heterogeniteit weerspiegelt vasculaire vertakkende structuur, was onveranderd (+1,24 tijdens hypoxie, 1,26 tijdens het normoxia, en 1,26 tijdens hyperoxia). Overzicht. Dit protocol zal demonstreren de verwerving van gegevens voor de distributie van pulmonale perfusie niet-invasief te meten onder de omstandigheden van normoxia, hypoxie, en hyperoxia met behulp van een magnetische resonantie imaging techniek die bekend staat als arteriële spin-labeling (ASL). Rationale: Meting van de pulmonale bloedstroom en longen proton dichtheid met behulp van MR-techniek biedt een hoge ruimtelijke resolutie beelden die kunnen worden gekwantificeerd en de mogelijkheid om herhaalde metingen uit te voeren onder verschillende fysiologische omstandigheden. In menselijke studies zijn PET, SPECT en CT vaak gebruikt als de alternatieve technieken. Echter, deze technieken gepaard met blootstelling aan ioniserende straling, en dus zijn niet geschikt voor herhaalde metingen bij menselijke proefpersonen.

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

Een MRI methode om de verdeling van de pulmonale bloedstroom onderzoek onder verschillende fysiologische omstandigheden, in dit geval de blootstelling aan drie verschillende geïnspireerd zuurstof concentraties: hypoxie, normoxia, en hyperoxia, wordt beschreven. Deze techniek maakt gebruik van de menselijke fysiologie pulmonaire onderzoekstechnieken in een MR-scan-omgeving.

Magnetic Resonance Imaging Kwantificering van pulmonale perfusie met geijkte Arterial Spin Labeling

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

Research

JoVE Journal

Medicine

Magnetic Resonance Derived Myocardial Strain Assessment Using Feature Tracking

Magnetic Resonance Afgeleide myocard Strain Assessment Met behulp van functie 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 ...

Diffusion Tensor Magnetic Resonance Imaging in the Analysis of Neurodegenerative Diseases

Diffusion Tensor Magnetic Resonance Imaging in de analyse van neurodegeneratieve ziekten

Diffusion tensor imaging (DTI) techniques provide information on the microstructural processes of the cerebral white matter (WM) in vivo. The present ...

Tracking the Mammary Architectural Features and Detecting Breast Cancer with Magnetic Resonance Diffusion Tensor Imaging

Het volgen van de Mammary architectonische kenmerken en het opsporen van borstkanker met Magnetic Resonance Diffusion Tensor Imaging

Breast cancer is the most common cause of cancer among women worldwide. Early detection of breast cancer has a critical role in improving the quality of ...

Quantitative Magnetic Resonance Imaging of Skeletal Muscle Disease

Quantitative Magnetic Resonance Imaging van de skeletspieren Disease

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

Gelijktijdige PET / MRI beeldvorming Tijdens Mouse Cerebral hypoxie-ischemie

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

Hemodynamische karakterisatie van diermodellen van pulmonale arteriële hypertensie

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

Using Multi-fluorinated Bile Acids and In Vivo Magnetic Resonance Imaging to Measure Bile Acid Transport

Using Multi-fluorinated Bile Acids and In Vivo Magnetic Resonance Imaging to Measure Bile Acid Transport

De Multi-gefluoreerde galzuren en<em&gt; In Vivo</em&gt; Magnetic Resonance Imaging te meten Bile Acid Transport

Along with their traditional role as detergents that facilitate fat absorption, emerging literature indicates that bile acids are potent signaling ...

Cardiac Magnetic Resonance Imaging at 7 Tesla

Cardiale magnetische resonantie beeldvorming bij 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 ...

Phase Contrast Magnetic Resonance Imaging in the Rat Common Carotid Artery

Fase Contrast magnetische resonantie beeldvorming in de gemeenschappelijke halsslagader Rat

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

Kwantificering van de musculus Levator Ani Hiatus uitbreiding door magnetische resonantie beeldvorming in mannetjes en vrouwtjes met bekken orgel prolaps

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 ...