Quantificação Imagem por Ressonância Magnética de perfusão pulmonar usando Labeling rotação Calibrado Arterial
Summary
A MR método de imagem para estudar a distribuição do fluxo sanguíneo pulmonar, sob uma variedade de condições fisiológicas, neste caso a exposição a três diferentes concentrações de oxigênio inspirado: hipóxia, normóxia e hiperoxia, é descrito. Esta técnica utiliza técnicas de pesquisa humana pulmonares fisiologia em um ambiente de digitalização MR.
Abstract
Isso demonstra uma MR método de imagem para medir a distribuição espacial do fluxo sanguíneo pulmonar em indivíduos saudáveis durante a normóxia (O 2 inspirado, fração (F I O 2) = 0,21) hipóxia (F I O 2 = 0,125), e hiperoxia (F I O 2 = 1,00). Além disso, as respostas fisiológicas do sujeito são monitorados no ambiente de ressonância magnética. As imagens de RM foram obtidas em um GE 1,5 T scanner de ressonância magnética durante a prender a respiração de uma fatia sagital no pulmão direito com a capacidade residual funcional. Uma seqüência de rotulagem arterial spin (ASL-justa) foi usado para medir a distribuição espacial de 1,2 pulmonar do fluxo sanguíneo e um multi-echo rápido gradiente echo seqüência (mGRE) 3 foi utilizado para quantificar o próton regional (ou seja, H 2 O) densidade, permitindo a quantificação da densidade normalizada de perfusão para cada voxel (mililitros de sangue por minuto por grama do tecido pulmonar).
Com um pneumático de comutação da válvula e máscara equipada com um 2-way válvula anti-reinalação, diferentes concentrações de oxigênio foram introduzidas para o sujeito no scanner MR através do tubo de gás inspirado. Um carrinho de metabólicos coletados via tubulação de gás expiratório expiratório. Mixed expiratório O 2 e concentrações de CO 2, consumo de oxigênio, a produção de dióxido de carbono, a razão de troca respiratória, freqüência respiratória e volume corrente foram medidos. Freqüência cardíaca e saturação de oxigênio foram monitorados através de oximetria de pulso. Dados obtidos a partir de um indivíduo normal mostrou que, como esperado, a freqüência cardíaca foi maior em hipóxia (60 bpm) do que durante normóxia (51) ou hiperóxia (50) e da saturação de oxigênio arterial (SpO 2) foi reduzido durante a hipóxia a 86%. A média de ventilação foi 8,31 L / min BTPS durante a hipóxia, 7,04 L / min durante normóxia e 6,64 L / min durante a hiperóxia. Volume corrente foi de 0,76 L durante a hipóxia, 0,69 L durante normóxia, e 0,67 L durante a hiperóxia.
Representante de dados quantificados ASL mostrou que a perfusão densidade média normalizada foi 8,86 ml / min / g durante a hipóxia, 8,26 ml / min / g, durante normóxia e 8,46 ml / min / g durante a hiperóxia, respectivamente. Neste assunto, a dispersão relativa 4, um índice de heterogeneidade global, foi aumentada em hipóxia (1,07 durante a hipóxia, 0,85 durante a normóxia, e 0,87 durante a hiperóxia), enquanto a dimensão fractal (Ds), outro índice de heterogeneidade refletindo estrutura de ramificação vascular, manteve-se inalterada (1,24 durante a hipóxia, 1,26 durante a normóxia, e 1,26 durante a hiperóxia).
Visão geral. Este protocolo irá demonstrar a aquisição de dados para medir a distribuição da perfusão pulmonar não invasiva em condições de normóxia, hipóxia e hiperóxia usando uma técnica de ressonância magnética conhecida como rotulagem de spin arterial (ASL).
Justificativa: A medição do fluxo sanguíneo pulmonar e densidade de prótons de pulmão utilizando a técnica de MR oferece imagens de alta resolução espacial que pode ser quantificada e a capacidade de executar medidas repetidas em diversas condições fisiológicas. Em estudos humanos, PET, SPECT e CT são comumente usados como técnicas alternativas. No entanto, estas técnicas envolvem a exposição à radiação ionizante, e, portanto, não são adequados para medidas repetidas em seres humanos.
Protocol
Discussion
Este método permite a medição dos efeitos da concentração de oxigênio inspirado na distribuição espacial do fluxo sanguíneo pulmonar utilizando técnicas básicas fisiológicas no ambiente de ressonância magnética. O uso de técnicas fisiológicas em combinação com as imagens de prótons quantitativa do pulmão é relativamente fácil implementação.
Para garantir um teste de boa qualidade, o passo mais importante é a formação do sujeito a apneia do volume pulmonar correta e…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Suportado pelo NIH HL081171, NIH HL080203
Materials
| Equipment | Company | model |
|---|---|---|
| MRI | GE | 1.5 T GE HDx EXICITE twinspeed scanner |
| Metabolic cart | ParvoMedics | TrueOne 2400 |
| Pulse Oximeter | Nonin | 7500 FO |
| Spirometer | Medical Technologies Andover | EasyOne diagonostic Spirometer |
| Mask | Hans & Rudolph | 7400 series Oro-Nasal Mask, Small, Medium, and Large |
| Valve | Hans & Rudolph | Two-way non-rebreathing valves T-Shape™ configuration, 2600 Medium. 2700 Large |
| Head Set | Hans & Rudolph | Head cap (Adult size), strap & Locking Clips. |
| Pneumatic directional control valve and controller | Hans & Rudolph | Single Piston Sliding-Type™ valve and controller 4285A |
| Non-Diffusing gas collection bag | Hans & Rudolph | 6100 (100 liters). |
| Tube | VacuMed | Clean-Bor Tubing 108”, 1-3/8” OD fittings |
| Phantoms | Mentor | Brest Implant Round, 250cc |
| matlab | The MathWorks |
References
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