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

Published: November 21, 2023 doi: 10.3791/65982
Automatic Translation
1, 1,2, 2, 2, 3, 1,2,4
1Department of Biomedical Engineering, University of Virginia, 2Department of Radiology and Medical Imaging, University of Virginia, 3Department of Medicine, University of Virginia, 4Department of Physics, University of Virginia

Summary

हाइपरपोलराइज्ड 129एक्सई चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग (एमआरआई) फुफ्फुसीय कार्य के क्षेत्रीय रूप से हल किए गए पहलुओं का अध्ययन करने के लिए एक विधि है। यह काम फेफड़ों के वेंटिलेशन के हाइपरपोलराइज्ड 129एक्सई एमआरआई के लिए एंड-टू-एंड मानकीकृत वर्कफ़्लो प्रस्तुत करता है, जिसमें पल्स अनुक्रम डिजाइन, 129एक्सई खुराक की तैयारी, स्कैन वर्कफ़्लो और विषय सुरक्षा निगरानी के लिए सर्वोत्तम प्रथाओं पर विशेष ध्यान दिया जाता है।

Abstract

हाइपरपोलराइज्ड 129एक्सई एमआरआई में संरचनात्मक और कार्यात्मक फेफड़े इमेजिंग तकनीकों की एक अनूठी सरणी शामिल है। साइटों भर में तकनीक मानकीकरण तेजी से महत्वपूर्ण है हाल ही में एफडीए अनुमोदन दिया 129एक एमआर विपरीत एजेंट के रूप में एक्सई और में ब्याज के रूप में 129एक्सई एमआरआई अनुसंधान और नैदानिक संस्थानों के बीच बढ़ जाती है. 129एक्सई एमआरआई क्लिनिकल ट्रायल कंसोर्टियम (एक्सई एमआरआई सीटीसी) के सदस्यों ने 129एक्सई एमआरआई वर्कफ़्लो के प्रमुख पहलुओं में से प्रत्येक के लिए सर्वोत्तम प्रथाओं पर सहमति व्यक्त की है, और इन सिफारिशों को हाल के प्रकाशन में संक्षेप में प्रस्तुत किया गया है। यह काम एक्सई एमआरआई सीटीसी सिफारिशों के अनुसार फेफड़ों के वेंटिलेशन की 129एक्सई एमआर छवियों को इकट्ठा करने के लिए एंड-टू-एंड वर्कफ़्लो विकसित करने के लिए व्यावहारिक जानकारी प्रदान करता है। एमआर अध्ययनों के लिए 129एक्सई की तैयारी और प्रशासन पर चर्चा और प्रदर्शन किया जाएगा, जिसमें विशिष्ट विषयों के साथ संपूर्ण अध्ययन के लिए उपयुक्त गैस वॉल्यूम का विकल्प और व्यक्तिगत एमआर स्कैन के लिए, व्यक्तिगत 129एक्सई खुराक की तैयारी और वितरण, और अध्ययन के दौरान विषय सुरक्षा और 129एक्सई सहनशीलता की निगरानी के लिए सर्वोत्तम अभ्यास शामिल हैं। प्रमुख एमआर तकनीकी विचारों को भी कवर किया जाएगा, जिसमें पल्स अनुक्रम प्रकार और अनुकूलित पैरामीटर, 129एक्सई फ्लिप कोण और केंद्र आवृत्ति का अंशांकन, और 129एक्सई एमआरआई वेंटिलेशन छवि विश्लेषण शामिल हैं।

Introduction

हाइपरपोलराइज्ड 129एक्सई एमआरआई गैर-इनवेसिव, स्थानिक रूप से हल किए गए लक्षण वर्णन और फुफ्फुसीय समारोह 1,2,3 के विशिष्ट पहलुओं की मात्रा का ठहराव के लिए एक रोमांचक उपकरण है। अधिग्रहण और पुनर्निर्माण दृष्टिकोण शारीरिक प्रोटॉन एमआरआई उपज फेफड़ों में साँस 129Xe की छवियों में इस्तेमाल किया उन लोगों के समान, गैर हवादार फेफड़ों क्षेत्रों और वेंटिलेशन वितरण 4,5,6,7,8 के क्षेत्र हल मात्रा का ठहराव की अनुमति देता है . अधिक उन्नत पल्स अनुक्रम और विश्लेषण तकनीकों से आगे पूरक जानकारी मिलती है, जिसमें स्पेक्ट्रोस्कोपिक एमआरआई 9,10,11,12,13 के माध्यम से एल्वियोली और फुफ्फुसीय केशिकाओं के बीच गैस-विनिमय प्रभावकारिता की मात्रा का ठहराव और प्रसार-भारित एमआरआई 14,15,16के माध्यम से वायुकोशीय माइक्रोस्ट्रक्चर अखंडता का लक्षण वर्णन शामिल है।

साँस 129Xe वयस्क और बाल चिकित्सा विषयों में सुरक्षित और सहनीय साबित हो गया है, फुफ्फुसीय रोग17,18 के साथ उन लोगों सहित. 129एक्सई एमआरआई से प्राप्त फेफड़ों के कार्य के मापन ने कई फुफ्फुसीय रोग संदर्भों में संरचनात्मक और कार्यात्मक परिवर्तनों के प्रति संवेदनशीलता दिखाई है, जिसमें क्रोनिक ऑब्सट्रक्टिव पल्मोनरी डिजीज 6,10,19, सिस्टिक फाइब्रोसिस20,21,22, इडियोपैथिक पल्मोनरी फाइब्रोसिस 23,24,25, और अस्थमा 7,10 शामिल हैं ,26. 129एक्सई एमआरआई की उच्च सुरक्षा और सहनशीलता को देखते हुए, अन्य सामान्य इमेजिंग दृष्टिकोणों की तुलना में एमआरआई में आयनकारी विकिरण की कमी, और 129एक्सई एमआरआई परिणामों की उच्च प्रजनन क्षमता27,28, 129एक्सई एमआरआई महत्वपूर्ण वादा रखती है, विशेष रूप से पुरानी फुफ्फुसीय बीमारी के लिए चिकित्सा का समय पाठ्यक्रम प्राप्त करने वाले व्यक्तियों की सटीक धारावाहिक निगरानी के लिए।

129Xe MRI की सुरक्षा और नैदानिक वादे ने दिसंबर 2022 में 12 वर्ष और उससे अधिक आयु के व्यक्तियों में फेफड़ों के वेंटिलेशन इमेजिंग के लिए29 में इसकी FDA स्वीकृति प्राप्त की है। इसे देखते हुए, यह अनुमान लगाया गया है कि आने वाले वर्षों में 129एक्सई एमआरआई (वर्तमान में ~ 20 दुनिया भर में) करने में सक्षम अनुसंधान और नैदानिक साइटों की संख्या में काफी वृद्धि होगी। चूंकि 129एक्सई एमआरआई नए संस्थानों में फैलता है, इसलिए यह महत्वपूर्ण है कि साइटों को नैदानिक रूप से प्रासंगिक 129एक्सई एमआरआई तकनीकों को जल्दी से बनाने और स्कैन करने और परिणाम उत्पन्न करने की अनुमति देने के लिए मजबूत पद्धतिगत संसाधन मौजूद हैं जो मौजूदा साइटों के साथ निकटता से तुलनीय हैं।

इस काम में, हम फेफड़ों के वेंटिलेशन के मानव हाइपरपोलराइज्ड 129एक्सई एमआरआई के लिए वर्तमान सर्वोत्तम प्रथाओं की रूपरेखा तैयार करेंगे, जैसा कि 129एक्सई एमआरआई क्लिनिकल ट्रायल कंसोर्टियम (एक्सई एमआरआई सीटीसी) के सदस्य संस्थानों द्वारा सहमति व्यक्त की गई है और हाल ही में एक स्थिति पेपर30 में संक्षेप में प्रस्तुत किया गया है। विषयों में एक पूर्ण 129एक्सई एमआरआई वर्कफ़्लो, तैयारी और हाइपरपोलराइज्ड 129एक्सई गैस के प्रशासन, मानव 129एक्सई एमआरआई सत्रों के लिए एक अनुकूलित वर्कफ़्लो और एमआरआई सत्रों के दौरान विषय सुरक्षा और आराम की निगरानी के लिए सर्वोत्तम प्रथाओं के लिए आदर्श पल्स अनुक्रमों की तैयारी शामिल होगी।

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Protocol

मानव विषयों से जुड़े सभी शोधों को एक संस्थागत समीक्षा बोर्ड (आईआरबी) द्वारा अनुमोदित किया जाना चाहिए। 129एक्सई एमआरआई के नियामक-अनुमोदित नैदानिक उपयोग के लिए आईआरबी की भागीदारी आवश्यक नहीं है। एक शोध अध्ययन में भाग लेने से पहले, संभावित विषयों को एक अनुमोदित सूचित सहमति दस्तावेज के साथ प्रदान किया जाना चाहिए। सहमति प्राप्त करने वाले व्यक्ति को अध्ययन के उद्देश्य, प्रक्रियाओं, लाभों और जोखिमों सहित दस्तावेज़ की सामग्री की व्याख्या करनी चाहिए, किसी भी प्रश्न का उत्तर देना चाहिए, और विषय के साथ आगे बढ़ने के लिए विषय से सहमति प्राप्त करनी चाहिए जैसा कि विषय के हस्ताक्षर द्वारा प्रलेखित किया गया है। बाल चिकित्सा विषयों या अन्य विशेष परिस्थितियों के मामले में, सहमति प्राप्त करने के लिए अनुमोदित प्रथाओं का पालन किया जाना चाहिए। नीचे वर्णित प्रोटोकॉल वर्जीनिया विश्वविद्यालय के आईआरबी के दिशानिर्देशों का पालन करता है, और इस पांडुलिपि में उदाहरण मामले के विषयों ने वर्जीनिया विश्वविद्यालय आईआरबी-अनुमोदित सहमति रूपों (आईआरबी 13647, 16215, 16885, 19569) पर हस्ताक्षर किए हैं।

1. 129एक्सई एमआरआई के लिए हार्डवेयर और पल्स अनुक्रमों की तैयारी

नोट: चरण 1 के तहत प्रोटोकॉल चरणों को किसी भी मानव विषयों को स्कैन करने से पहले किया जाना चाहिए। उन्हें प्रत्येक विषय के लिए दोहराने की आवश्यकता नहीं है।

  1. सत्यापित करें कि एमआरआई स्कैनर 129एक्सई सहित बहु-परमाणु ऑपरेशन में सक्षम है।
  2. सत्यापित करें कि 129Xe रेडियो-फ्रीक्वेंसी (RF) कॉइल को MRI स्कैनर से जोड़ा जा सकता है, यदि आवश्यक हो तो उद्देश्य-निर्मित कॉइल-टू-स्कैनर इंटरफ़ेस बॉक्स का उपयोग करके।
  3. सत्यापित करें कि उपयुक्त सॉफ्टवेयर (अक्सर एक कुंडल फ़ाइल कहा जाता है) एमआरआई स्कैनर के लिए 129Xe आरएफ कॉइल interfacing स्कैनर के लिए स्थापित किया गया है यदि स्कैनर निर्माता द्वारा आवश्यक है.
  4. नीचे वर्णित के रूप में 129एक्सई और 1एच इमेजिंग के लिए पल्स दृश्यों को तैयार करें।
    1. 129एक्सई अंशांकन के लिए, तालिका 1 में प्रदान की पल्स अनुक्रम मापदंडों का उपयोग कर मुक्त प्रेरण क्षय (एफआईडी) की एक श्रृंखला शामिल एक गैर स्थानीयकृत, स्पेक्ट्रोस्कोपिक अनुक्रम तैयार करें.
      नोट: ~ 218 पीपीएम (भंग-चरण आवृत्ति) पर अधिग्रहित एफआईडी का उपयोग मुख्य रूप से भंग-चरण 129एक्सई एमआरआई के लिए मापदंडों को निर्धारित करने के लिए किया जाता है, जो वर्तमान कार्य में शामिल नहीं है। हालांकि, ये पैरामीटर दिए गए हैं ताकि कोई एकल मानकीकृत 129एक्सई अंशांकन विकसित कर सके जो किसी भी प्रकार के 129एक्सई एमआरआई स्कैन के लिए पर्याप्त हो। इसके अतिरिक्त, ध्यान दें कि साइट को पर्याप्त अनुभव प्राप्त करने के बाद केवल 129एक्सई वेंटिलेशन इमेजिंग से जुड़े अध्ययनों के लिए एक अलग अंशांकन स्कैन की आवश्यकता नहीं हो सकती है। 129Xe ऑपरेटिंग आवृत्ति का सटीक अनुमान स्कैनर-निर्धारित 1H आवृत्ति को 129Xe से 1H gyromagnetic अनुपात के अनुपात से स्केल करके लगाया जा सकता है, और संचित अनुभव और विषय भार के आधार पर ट्रांसमीटर अंशांकन का अनुमान लगाया जा सकता है।
    2. 129एक्सई वेंटिलेशन एमआरआई के लिए, तालिका 2 में प्रदान किए गए पल्स अनुक्रम मापदंडों का उपयोग करके एक द्वि-आयामी (2 डी) आरएफ-खराब ढाल-गूंज अनुक्रम तैयार करें। सुनिश्चित करें कि 129Xe को लक्ष्य नाभिक के रूप में चुना गया है।
    3. पारंपरिक 1एच शारीरिक एमआरआई के लिए, तालिका 2 में प्रदान किए गए मापदंडों का उपयोग करके एकल-शॉट टर्बो/फास्ट स्पिन-इको अनुक्रम या आरएफ-खराब ढाल-इको अनुक्रम तैयार करें।
      नोट: 129एक्सई वेंटिलेशन और 1एच शारीरिक अनुक्रमों के लिए, एफओवी और स्लाइस की संख्या विषय-विशिष्ट हैं। स्कैन सत्र की शुरुआत में इन मापदंडों को इस तरह से चुनें कि तीनों आयामों में फेफड़ों की पूर्ण कवरेज सुनिश्चित हो सके।
      1. इमेजिंग FOV में हथियारों के संभावित अलियासिंग को कम करने के लिए चरण ओवरसैंपलिंग सक्षम करें।
      2. एमआरआई स्कैनर विक्रेता सीमाएं सुझाए गए मोटे इन-प्लेन रिज़ॉल्यूशन (4 मिमी x 4 मिमी) पर सिंगल-शॉट टर्बो/फास्ट स्पिन-इको अनुक्रम के संचालन को रोक सकती हैं। यदि यह मामला है, तो एक संकल्प का उपयोग करें जो वांछित रिज़ॉल्यूशन का पूर्णांक कारक है (उदाहरण के लिए, 2 मिमी x 2 मिमी)।
        नोट: 1एच शारीरिक स्कैन वैकल्पिक रूप से एक 2 डी आरएफ खराब ढाल गूंज अनुक्रम का उपयोग कर प्राप्त किया जा सकता है. इस मामले में, तालिका 2 में दिए गए वेंटिलेशन स्कैन मापदंडों के समान मापदंडों का उपयोग करें, लेकिन इमेजिंग एफओवी में हथियारों के अलियासिंग से बचने के लिए चरण ओवरसैंपलिंग सक्षम करें।
  5. आरएफ कुंडल और नाड़ी दृश्यों के संचालन की जाँच एक थर्मली ध्रुवीकृत 129एक्स प्रेत 31 129एक्स स्कैन के लिए31 और 1एच स्कैन के लिए एक 1एच प्रेत के स्कैन प्रदर्शन करके.

प्राचल अंशांकन
एन 15 एमएस
टे 0.45 एमएस (3 टी), 0.8 एमएस (1.5 टी)
आरएफ पल्स विंडो एसआईएनसी
आरएफ अवधि 0.65-0.69 एमएस (3 टी), 1.15-1.25 एमएस (1.5 टी)
फ्लिप कोण 20°
आरएफ आवृत्ति 218 पीपीएम (भंग-चरण), 0 पीपीएम (गैस-चरण)
रहने का समय 39 μ से
बैंडविड्थ 25.6 किलोहर्ट्ज़
नहीं। नमूनों की संख्या 256 (ओवरसैंपलिंग सहित नहीं, यदि उपयोग किया जाता है)
रीडआउट अवधि 10 एमएस
एफआईडी की संख्या 1 शोर (कोई आरएफ नहीं), 499 भंग-चरण आवृत्ति पर, 20 गैस-चरण आवृत्ति पर।
ग्रेडिएंट खराब हो रहा है कम से कम 15 mT/m-ms का क्षण (प्रत्येक अक्ष, प्रत्येक FID के बाद)
मियाद ~ 8 एस

तालिका 1: 129एक्सई अंशांकन के लिए अनुशंसित पल्स अनुक्रम पैरामीटर। पैरामीटर एक गैर स्थानीयकृत, स्पेक्ट्रोस्कोपिक 129Xe अंशांकन पल्स अनुक्रम के लिए दिए गए हैं.

प्राचल वेंटिलेशन शारीरिक
अनुक्रम प्रकार आरएफ-खराब ढाल-गूंज सिंगल-शॉट टर्बो/फास्ट स्पिन-इको
एन <10 एमएस अंतहीन
टे <5 एमएस <50 एमएस
इको स्पेसिंग एन/ए 3-5 एमएस
उत्तेजना फ्लिप कोण 8-12° 90°
फ्लिप कोण को फिर से ध्यान केंद्रित करना एन/ए ≥90° (SAR सीमाओं के भीतर उच्चतम अनुमति)
स्लाइस की मोटाई 15 मिमी 15 मिमी
स्लाइस गैप कोई नहीं कोई नहीं
स्लाइस ओरिएंटेशन पुष्पहार पुष्पहार
स्लाइस ऑर्डर अनुक्रमिक (पूर्वकाल से पश्च) अनुक्रमिक (पूर्वकाल से पश्च)
चरण-एन्कोडिंग क्रम अनुक्रमिक (बाएं से दाएं) अनुक्रमिक (बाएं से दाएं)
नेक्स 1 (7/8 आंशिक फूरियर तक की अनुमति है) हाफ फूरियर
असममित प्रतिध्वनि अनुमति एन/ए
Voxel आकार 4 x 4 x 15 मिमी3 4 x 4 x 15 मिमी3
प्रतिध्वनि प्रति नमूना अवधि 5-7 एमएस 1-1.5 एमएस
स्कैन की अवधि 8-12 एस ≤16 एस

तालिका 2: 129एक्सई वेंटिलेशन और 1एच शारीरिक इमेजिंग के लिए अनुशंसित पल्स अनुक्रम पैरामीटर। पैरामीटर 129एक्सई वेंटिलेशन इमेजिंग (पहला कॉलम) के लिए 2 डी आरएफ-खराब फास्ट ग्रेडिएंट-इको अनुक्रम और 1एच शारीरिक इमेजिंग (दूसरा कॉलम) के लिए 2 डी सिंगल-शॉट टर्बो / फास्ट स्पिन-इको अनुक्रम के लिए दिए गए हैं। ध्यान दें कि शारीरिक स्कैन वैकल्पिक रूप से एक 2 डी आरएफ खराब ढाल गूंज अनुक्रम का उपयोग कर प्राप्त किया जा सकता है. इस मामले में, यहां दिए गए वेंटिलेशन स्कैन मापदंडों के समान मापदंडों का उपयोग करें, लेकिन इमेजिंग एफओवी में हथियारों के अलियासिंग से बचने के लिए आवश्यकतानुसार चरण ओवरसैंपलिंग जोड़ें। इसके अलावा, ध्यान दें कि रिसीवर बैंडविड्थ निर्दिष्ट करने की विशेष विधि स्कैनर निर्माताओं में भिन्न होती है, लेकिन किसी भी स्कैनर निर्माता के लिए सही मूल्य की गणना प्रति प्रतिध्वनि दी गई नमूनाकरण अवधि से की जा सकती है।

2. 129एक्सई एमआरआई के लिए उम्मीदवारों की स्क्रीनिंग और तैयारी

  1. सुनिश्चित करें कि एमआर सुरक्षा फॉर्म के साथ सर्वेक्षण करके संभावित विषय में एमआरआई के लिए कोई मतभेद नहीं हैं। पूरक फ़ाइल 1 वर्जीनिया विश्वविद्यालय में उपयोग किए जाने वाले एक उदाहरण फॉर्म को दर्शाती है।
  2. सुनिश्चित करें कि संभावित विषय 129एक्सई एमआरआई परीक्षाओं के लिए विशेष रूप से किसी भी बहिष्करण मानदंड को पूरा नहीं करता है, जिसमें शामिल हो सकते हैं, लेकिन इन तक सीमित नहीं हैं: प्रतिशत-अनुमानित एफईवी1 25% से कम, पिछले 6 हफ्तों के भीतर एक विघटित श्वसन स्थिति, छाती परिधि 129एक्सई आरएफ कॉइल की आंतरिक परिधि से बड़ी, और अस्थिर हृदय रोग का इतिहास।
    नोट: अतिरिक्त मानदंड जो तत्काल बहिष्करण का संकेत नहीं देते हैं, लेकिन सावधानीपूर्वक व्यक्तिगत विचार में शामिल हैं: बेसलाइन पर महत्वपूर्ण पूरक ऑक्सीजन की आवश्यकता (यानी, नाक प्रवेशनी द्वारा 3 एल / मिनट से अधिक) और आधारभूत असामान्यताओं के साथ तंत्रिका संबंधी विकार का इतिहास।
  3. यदि इमेजिंग यात्रा के दौरान फेफड़े के प्रसार परीक्षण (डीएलसीओ) या स्पिरोमेट्री का प्रदर्शन करते हैं, तो विषय को अध्ययन यात्रा के दिन कार्बोनेटेड पेय पदार्थों को निगलना नहीं करने का निर्देश दें। यदि कोई विषय निर्धारित श्वसन दवा का उपयोग करता है, तो उन्हें अध्ययन प्रोटोकॉल द्वारा निर्दिष्ट होने पर देरी करने या इसे लेने से परहेज करने का निर्देश दें।

3. हाइपरपोलराइज्ड 129एक्सई खुराक की तैयारी

नोट: विस्तृत 129Xe पोलराइज़र और ध्रुवीकरण मापन स्टेशन निर्देश मालिकाना और प्रत्येक विक्रेता के लिए विशिष्ट हैं। नीचे दिए गए निर्देशों में सामान्य स्पिन-एक्सचेंज ऑप्टिकल पंपिंग 129एक्सई पोलराइज़र ऑपरेशन के लिए एक बुनियादी सारांश शामिल है।

  1. विषय के लिए एक खुराक मात्रा पर तय करें। आमतौर पर, 1 एल की कुल खुराक मात्रा सभी विषयों के लिए चुनी जाती है, और यह कुल खुराक मात्रा 129एक्सई एमआरआई के लिए एफडीए लेबल में निर्दिष्ट होती है। हालांकि, वर्तमान एक्सई एमआरआई सीटीसी सिफारिशें30 सुझाव देती हैं कि कुल खुराक की मात्रा (क्सीनन प्लस या तो नाइट्रोजन या हीलियम) को विषय की मजबूर महत्वपूर्ण क्षमता (एफवीसी) के 1/5वें को लक्षित करना चाहिए ताकि प्रत्येक विषय के लिए श्वास लेने के लिए गैस की आरामदायक मात्रा सुनिश्चित की जा सके और विषयों के बीच फेफड़ों की मात्रा अंतर से संबंधित प्रभावों को कम किया जा सके।
    1. यदि विषय के लिए हाल ही में स्पिरोमेट्री परिणाम उपलब्ध हैं, तो एफवीसी के 1/5वें को निर्धारित करने के लिए इनका उपयोग करें। यदि स्पिरोमेट्री के परिणाम अनुपलब्ध हैं, तो ऊंचाई, लिंग और दौड़ के आधार पर विषय की कुल फेफड़ों की क्षमता (टीएलसी) का अनुमान लगाएं, और टीएलसी के 1/6वें के रूप में कुल खुराक का अनुमान लगाएं।
  2. ध्रुवीकरण करने के लिए क्सीनन गैस की मात्रा पर निर्णय लें।
    नोट: प्रत्येक खुराक बैग के लिए लक्ष्य क्सीनन वॉल्यूम खुराक समकक्ष (डीई) वॉल्यूम के रूप में दिए जाते हैं, जो वैचारिक रूप से 100% समृद्ध, 100% ध्रुवीकृत 129एक्सई गैस के बराबर मात्रा का संकेत देते हैं। संकल्पनात्मक रूप से, DE वॉल्यूम 129Xe स्कैन के अपेक्षित सिग्नल-टू-शोर अनुपात (SNR) के सीधे आनुपातिक है, और अनुशंसित DE वॉल्यूम उस स्कैन प्रकार के लिए आवश्यक SNR के आधार पर कुछ 129Xe स्कैन प्रकारों के लिए उच्च या निम्न होगा।
    1. किसी दिए गए क्सीनन खुराक के लिए डीई मात्रा की गणना निम्नानुसारकरें 32:
      Equation 1
      जहां VXe खुराक में क्सीनन गैस (सभी समस्थानिक, न केवल 129Xe) की कुल मात्रा है, f129Xe 129Xe समस्थानिक संवर्धन है, और P129Xe 129Xe ध्रुवीकरण है।
    2. 129एक्सई स्कैन के सेट के लिए कुल आवश्यक डीई वॉल्यूम चुनें जो प्रदर्शन किया जाएगा। व्यक्तिगत अंशांकन और वेंटिलेशन स्कैन के लिए अनुशंसित डीई वॉल्यूम 75-150 एमएल हैं।
      नोट: वेंटिलेशन इमेजिंग के लिए, एसएनआर हवादार और गैर-हवादार छवि वोक्सल्स के बीच मजबूती से अंतर करने के लिए पर्याप्त उच्च होना चाहिए। 50 एमएल की एक डीई मात्रा को वेंटिलेशन इमेजिंग30 के लिए पूर्ण न्यूनतम माना जाता है ताकि कम से कम 20 की अपेक्षित एसएनआर प्राप्त की जा सके। अंशांकन स्कैन के लिए, 25 एमएल जितनी कम डीई मात्रा स्वीकार्य हो सकती है यदि केवल गैस-चरण संकेत कैलिब्रेट किया जाता है; गैस-चरण और भंग-चरण संकेतों दोनों को कैलिब्रेट करते समय कम से कम 75 एमएल का उपयोग किया जाना चाहिए।
  3. कुल आवश्यक डीई वॉल्यूम का उपयोग करें, जिसे क्सीनन गैस के 129एक्सई आइसोट्रोपिक संवर्धन के रूप में जाना जाता है, और ध्रुवीकरण के लिए कुल आवश्यक क्सीनन गैस की मात्रा की गणना करने के लिए पिछले ध्रुवीकरण रन के आधार पर अनुमानित 129एक्सई ध्रुवीकरण। एक वेंटिलेशन स्कैन (डीई वॉल्यूम = 75 एमएल) के लिए एक उदाहरण गणना नीचे दिखाई गई है, जिसमें 85% का 129एक्सई समस्थानिक संवर्धन और 20%32का ध्रुवीकरण माना गया है:
    Equation 2
    प्रत्येक क्सीनन खुराक के लिए इस गणना प्रदर्शन ध्रुवीकृत क्सीनन गैस की सही मात्रा निर्धारित करने के लिए प्रत्येक खुराक बैग में बांटने के लिए.
    1. कम बीएमआई (<21) वाले विषयों में अन्य विषयों की तुलना में 129एक्सई इनहेलेशन के बाद अधिक गहन केंद्रीय तंत्रिका तंत्र (सीएनएस) प्रभाव का अधिक जोखिम होता है। कम बीएमआई विषयों इमेजिंग से पहले एक चिकित्सक से परामर्श और कम से कम विचार 129Xe खुराक मात्रा इन संभावित मुद्दों को टालने के लिए.
  4. पोलराइज़र विक्रेता द्वारा दिए गए सभी निर्देशों के अनुसार 129Xe पोलराइज़र तैयार करें।
    1. पोलराइज़र विक्रेता के आधार पर चरणों में निम्नलिखित शामिल हो सकते हैं: सुनिश्चित करें कि हेल्महोल्ट्ज़ कॉइल बिजली की आपूर्ति चालू है; किसी भी अशुद्धियों को दूर करने के लिए आउटलेट को कई गुना खाली करें; तरल नाइट्रोजन देवर को ठंडी उंगली के आसपास/नीचे सेट करें; लेज़रों को बिजली चालू करें और उन्हें गर्म करने की अनुमति दें; ओवन में एयरफ्लो चालू करें, ओवन नियंत्रक का उपयोग करके ओवन को उचित तापमान पर सेट करें, और ओवन को गर्म होने दें।
      सावधानी: तरल नाइट्रोजन गंभीर शीतदंश का कारण बन सकता है अगर यह त्वचा, आंखों या कपड़ों के संपर्क में आता है, और उच्च तीव्रता वाली लेजर लाइट आंखों की चोट का कारण बन सकती है अगर सुरक्षा के बिना आंख पर असर पड़ता है। उचित सावधानी बरतें और आवश्यकतानुसार सुरक्षात्मक गियर पहनें।
  5. सुनिश्चित करें कि 129Xe ध्रुवीकरण माप स्टेशन चालू है और सॉफ्टवेयर खुराक ध्रुवीकरण को मापने के लिए तैयार है।
  6. निम्न चरणों का पालन करके हाइपरपोलराइज्ड 129एक्सई का संग्रह शुरू करें।
    1. ठंड उंगली वार्मिंग जैकेट के लिए नाइट्रोजन प्रवाह शुरू करें।
    2. ठंडी उंगली के लिए क्सीनन मिश्रण प्रवाह शुरू करें। इष्टतम प्रवाह दर चुनने के लिए पोलराइज़र प्रलेखन में पोलराइज़र प्रदर्शन घटता देखें।
    3. ठंडी उंगली के आसपास के देवर में तरल नाइट्रोजन जोड़ें।
    4. सटीक ध्रुवीकरण मात्रा सुनिश्चित करने के लिए डेटा शीट पर ध्रुवीकरण प्रारंभ समय रिकॉर्ड करें।
    5. एक बार संग्रह शुरू हो गया है, लगातार प्रवाह दर और तापमान बनाए रखने के लिए प्रवाह और ओवन नियंत्रकों को समायोजित करें, और देवर को पूर्ण रखने के लिए आवश्यकतानुसार तरल नाइट्रोजन जोड़ें।
  7. क्सीनन संचय के दौरान, बैग में अशुद्धियों और/या विध्रुवण गैसों को कम करने के लिए पोलराइज़र आउटलेट मैनिफोल्ड का उपयोग करके बैग को बार-बार शुद्ध और खाली करके खुराक संग्रह के लिए टेडलर खुराक बैग तैयार करें।
  8. एक बार वांछित हाइपरपोलराइज्ड 129एक्सई वॉल्यूम के संग्रह के लिए उपयुक्त समय बीत जाने के बाद, पोलराइज़र दस्तावेज़ीकरण में निर्देशित हाइपरपोलराइज्ड 129एक्सई संग्रह को समाप्त करें।
  9. जमे हुए 129Xe को पिघलाएं जो ठंडी उंगली में अवक्षेपित हो गया है, जैसा कि नीचे वर्णित है।
    1. आउटलेट मैनिफोल्ड पर क्सीनन आउटलेट में 129एक्सई खुराक बैग संलग्न करें।
    2. तरल नाइट्रोजन देवर को सावधानी से हटा दें और इसे कमरे के तापमान के पानी वाले विगलन बर्तन से बदल दें।
    3. विगलन करते समय, लगातार दबाव की निगरानी करें, प्रवाह वाल्व को ठंडी उंगली से क्सीनन आउटलेट तक खोलने के बाद दबाव पोलराइज़र प्रलेखन में दिए गए थ्रेशोल्ड मान तक पहुंच जाता है और दबाव गिरने पर वाल्व को जल्दी से बंद कर देता है।
    4. इस तरह से खुराक बैग में उच्च बनाने की क्रिया क्सीनन गैस का वितरण जारी रखें जब तक कि खुराक बैग में क्सीनन की वांछित मात्रा तक नहीं पहुंच जाती।
    5. इस समय बफर गैस (नाइट्रोजन या हीलियम) जोड़ें यदि इसे पहले बैग में नहीं जोड़ा गया था।
    6. एक बार जब सभी वांछित क्सीनन और बफर गैसों को बैग में जोड़ा जाता है, तो बैग टयूबिंग पर चुटकी क्लैंप को जल्दी से बंद कर दें, क्सीनन आउटलेट वाल्व को बंद करें, और पोलराइज़र से पूर्ण खुराक बैग को अलग करें।
    7. बैग को तुरंत 129एक्सई ध्रुवीकरण माप स्टेशन के हेल्महोल्ट्ज़ कॉइल जोड़ी द्वारा बनाए गए चुंबकीय क्षेत्र में ले जाएं।
      चेतावनी: दबाव तेजी से ठंडी उंगली में निर्माण करेगा क्योंकि क्सीनन गैस गर्म होती है और उदात्त हो जाती है, जिससे संभावित विस्फोट का खतरा पैदा होता है यदि दबाव को सुरक्षित सीमा से परे बनाने की अनुमति दी जाती है। पोलराइज़र दस्तावेज़ीकरण में दिए गए इस चरण के निर्देशों का बिल्कुल पालन करें, और इस चरण को करते समय आंखों की सुरक्षा पहनें।
  10. ध्रुवीकरण माप स्टेशन विक्रेता द्वारा प्रदान किए गए निर्देशों के अनुसार, 129Xe ध्रुवीकरण माप स्टेशन पर प्रत्येक खुराक बैग में ध्रुवीकरण को मापें और रिकॉर्ड करें।
  11. एक बार ध्रुवीकरण मापा जाता है, ध्रुवीकरण माप स्टेशन के हेल्महोल्ट्ज़ कॉइल जोड़ी द्वारा बनाए गए चुंबकीय क्षेत्र में 129एक्सई खुराक बैग रखें जब तक कि विषय को खुराक देने के लिए तैयार न हो।

4. प्री-स्कैन की तैयारी और विषय की कोचिंग

नोट: यह अनुशंसा की जाती है कि यदि विषय एक पूर्ण परीक्षा प्राप्त करता है जिसमें छह मिनट की वॉक टेस्ट शामिल है, तो वॉक तब तक नहीं होनी चाहिए जब तक कि 129एक्सई एमआरआई इस तरह से विषय को थकाने से बचने के लिए पूरा न हो जाए जो संभावित रूप से 129एक्सई एमआरआई परिणामों को प्रभावित कर सके। यह कार्डियोपल्मोनरी बीमारी वाले रोगियों के लिए विशेष रूप से प्रासंगिक है।

  1. पुष्टि करें कि विषय ने चरण 2 में वर्णित सभी पूर्व-यात्रा निर्देशों को सही ढंग से पूरा किया है, और यह कि स्वास्थ्य में कोई बदलाव नहीं हुआ है जो किसी भी अध्ययन बहिष्करण मानदंड को पूरा करेगा या एमआरआई contraindication का गठन करेगा क्योंकि विषय की जांच की गई थी।
  2. इलेक्ट्रोकार्डियोग्राम (ईसीजी) सहित विषय पर सभी आवश्यक शारीरिक परीक्षण करें; शरीर के तापमान, हृदय गति, श्वसन दर, रक्त ऑक्सीजन संतृप्ति (एसपीओ2), और रक्तचाप सहित महत्वपूर्ण तत्वों का एक संग्रह; स्पिरोमेट्री; और एक डीएलसीओ परीक्षण।
  3. किसी भी संभावित चेतावनी संकेतों के लिए इन परीक्षणों की निगरानी करें, जिसमें कम एसपीओ2 (<92%), ऊंचा रक्तचाप, या विषय के लिए किसी भी मौजूदा बेसलाइन से परीक्षण परिणामों का महत्वपूर्ण विचलन शामिल है।
    नोट: इन रीडआउट्स, विशेष रूप से बेसलाइन एसपीओ2, की जांच इस उम्मीद के कारण की जाती है कि हल्के क्षणिक ऑक्सीजन विसंतृप्ति 129एक्सई इनहेलेशन के दौरान होगी। बेसलाइन एसपीओ2 <92% या अन्य चेतावनी संकेतों वाले विषयों के लिए, 129एक्सई एमआरआई परीक्षण के लिए विषय की उपयुक्तता की पुष्टि करने के लिए एक चिकित्सक से परामर्श करें और 129एक्सई इनहेलेशन के बीच पूरक ओ2 का उपयोग करें या नहीं।
  4. सही 129Xe साँस लेना प्रक्रिया में विषय कोच, के रूप में नीचे वर्णित है.
    1. स्कैनर के बाहर अभ्यास करने के लिए विषय के लिए हवा युक्त एक या अधिक टेडलर बैग तैयार करें। एक हवा की मात्रा का उपयोग करें जो क्सीनन और बफर गैस की कुल मात्रा से मेल खाती है जो वास्तविक अध्ययन के दौरान बैग से साँस ली जाएगी।
    2. सांस पकड़ स्कैनिंग के दौरान पहनने के लिए विषय के लिए नाक क्लिप तैयार करें. सांस की शुरुआत से पहले विषय की नाक पर नाक क्लिप फिट करें (अभ्यास और वास्तविक स्कैनिंग दोनों के लिए)।
    3. नीचे दिए गए निर्देशों का पालन करते हुए, प्रत्येक प्रयास के लिए एक हवा से भरे बैग का उपयोग करके विषय को कोच करें। विषय कार्यात्मक अवशिष्ट क्षमता का एक लक्ष्य मात्रा से बैग साँस लेना शुरू करना चाहिए. नीचे दी गई प्रक्रिया के दौरान, यह पुष्टि करने के लिए विषय की छाती की निगरानी करें कि वे दिए गए निर्देशों को निष्पादित कर रहे हैं।
      1. बैग तैयार रखें, लेकिन इसे अभी तक विषय पर प्रशासित न करें। विषय से पूछें: नियमित सांस लें। इसे बाहर निकालो। नियमित सांस अंदर लें। इसे बाहर निकालो।
      2. टेडलर बैग से जुड़ी ट्यूब को विषय के मुंह में रखें। बैग को पकड़ें जहां विषय इससे श्वास ले सकता है और वाल्व खोल सकता है। विषय से पूछें: सांस लें। सांस अंदर लें। सांस अंदर लें।
      3. एक बार जब विषय ने पूरे बैग की सामग्री को साँस लिया है, तो विषय से पूछें: अपनी सांस पकड़ो। स्कैनर ऑपरेटर को तुरंत निर्देश दें: जाओ!
        नोट: विषय को स्कैन करते समय, स्कैनर ऑपरेटर को गो सुनकर स्कैन शुरू करना चाहिए! यह निर्देश विषय के लिए अभिप्रेत नहीं है (अर्थात, उन्हें अभी भी रहना चाहिए और तुरंत पहले से निर्देश के अनुसार अपनी सांस पकड़ना जारी रखना चाहिए) लेकिन इस विषय को सचेत करता है कि स्कैनिंग आसन्न है।
      4. स्कैन समाप्त होने की प्रतीक्षा करें, या अभ्यास करते समय, 10-15 सेकंड की गिनती के लिए, जो कि एक विशिष्ट 129Xe स्कैन के बीतने के लिए आवश्यक अनुमानित समय है।
      5. विषय से पूछें: सांस लें। विषय इस बिंदु पर साँस छोड़ता है। फेफड़ों से 129Xe की त्वरित निकासी और सामान्य ऑक्सीजन संतृप्ति स्तर पर तेज वापसी की सुविधा के लिए इस बिंदु पर कई गहरी साँस लेने के लिए विषय को कोच करें।
      6. सत्यापित करें कि विषय इन निर्देशों को मज़बूती से पूरा करने में सक्षम है। उन विषयों को बाहर करने पर विचार करें जो पूरी गैस की मात्रा को साँस लेने में असमर्थ हैं, सांस-पकड़ बनाए रखने में असमर्थ हैं, या जो परीक्षण के दौरान सांस रोकने के प्रयासों के दौरान लगातार खांसी करते हैं।
        नोट: इस परीक्षण का परिणाम संभावित इमेजिंग गुणवत्ता निर्धारित करने के लिए महत्वपूर्ण है। विश्वसनीय विषय अनुपालन के लिए यह जांच बाल चिकित्सा इमेजिंग और गंभीर फेफड़ों की बीमारी की इमेजिंग के संदर्भों में विशेष रूप से महत्वपूर्ण है, क्योंकि इन श्रेणियों में से किसी एक या दोनों में विषयों को आवश्यक सांस-पकड़ को मज़बूती से पूरा करने के लिए संघर्ष करने की अधिक संभावना है।

5. एमआरआई स्कैनर रूम तैयार करना और स्कैनर रोगी टेबल पर विषय की स्थिति

  1. सुनिश्चित करें कि जो कोई भी एमआरआई स्कैनर रूम (विषय और कर्मियों) में प्रवेश करता है या उससे प्रवेश करने की उम्मीद की जा सकती है, वह स्कैनर रूम में प्रवेश करने से पहले अपनी जेब और व्यक्ति से सभी धातु और/या इलेक्ट्रॉनिक वस्तुओं को हटा देता है।
  2. स्कैनर में प्लग करके और एमआरआई स्कैनर रोगी मेज पर रखकर 129एक्सई बनियान का तार तैयार करें।
  3. विषय को पैर-पहले लापरवाह स्थिति (या सिर-पहले लापरवाह, यदि स्कैनर रूम के लेआउट के लिए बेहतर अनुकूल हो) में रोगी की मेज पर झूठ बोलने का निर्देश दें। विषय के परामर्श से विषय के सिर, घुटनों आदि के नीचे तकिए रखें ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि विषय पूरी परीक्षा के दौरान आराम से लेट सकता है।
  4. विषय की छाती के चारों ओर 129Xe बनियान कॉइल सुरक्षित करें। फेफड़ों की परिधि में सिग्नल कटौती से बचने के लिए एक आरामदायक फेफड़ों के मुद्रास्फीति स्तर पर विषय के फेफड़ों की अपेक्षित मिडलाइन के जितना संभव हो उतना करीब झूठ बोलने के लिए सिर-पैर की दिशा में कुंडल की मध्य रेखा के लिए निशाना लगाओ।
    नोट: यह विषय के पैरों की दिशा में बहुत दूर कुंडल स्थिति के लिए एक आम त्रुटि है. ऊपर निर्देशित के रूप में कुंडल की स्थिति आगे विषय के सिर की ओर कुंडल डाल सकते हैं की तुलना में भोलेपन की उम्मीद की जा सकती है. इसके अतिरिक्त, विषय की बाहों को उनके सिर के ऊपर और कुंडल के बाहर तैनात करने की आवश्यकता हो सकती है यदि विषय की छाती व्यास को इसकी आवश्यकता होती है। विशिष्ट छाती व्यास जिसके ऊपर इस स्थिति की आवश्यकता होती है, विशिष्ट स्कैनर और कॉइल हार्डवेयर के आधार पर अलग-अलग होगी। छोटे विषयों के लिए, हथियारों को या तो सिर के ऊपर और कॉइल के बाहर या पक्षों पर और कॉइल के अंदर रखा जा सकता है।
  5. एमआरआई स्कैनर रूम में रोगी तालिका के बगल में एक एमआरआई-सुरक्षित पल्स ऑक्सीमीटर सेट करें और पल्स ऑक्सीमीटर जांच को विषय से कनेक्ट करें। सत्यापित करें कि पल्स ऑक्सीमीटर सही ढंग से पढ़ रहा है।
  6. विषय की नाक में एक नाक प्रवेशनी रखें (या, एक स्वस्थ विषय के लिए, स्कैनर रूम में खड़े रहें) और इसे ऑक्सीजन स्रोत से कनेक्ट करें यदि विषय का एसपीओ2 खुराक साँस लेना के बाद 2 मिनट से अधिक समय तक 10% से अधिक गिरता है। ऑक्सीजन टैंक और रेगुलेटर को स्थानीय सुरक्षा नीति के आधार पर एमआर-सुरक्षित तरीके से पहुंच योग्य दूरी के भीतर रखें।
  7. रोगी तालिका को एमआरआई स्कैनर में आगे बढ़ाएं, कॉइल/विषय के फेफड़ों की मध्य रेखा को स्कैनर के आइसोसेंटर में संरेखित करें।

6. स्कैनिंग प्रक्रिया

  1. एमआरआई स्कैनर पर यूजर इंटरफेस में, विषय डेटा दर्ज करें और पहले से तैयार (जैसा कि चरण 1 में वर्णित है) 129एक्सई एमआरआई प्रोटोकॉल खोलें।
  2. सुनिश्चित करें कि चरण 3 में वर्णित 129Xe खुराक तैयार की गई है और 129Xe खुराक बैग 129Xe विध्रुवण दर को कम करने के लिए ध्रुवीकरण माप स्टेशन के हेल्महोल्ट्ज़ कॉइल जोड़ी (या समकक्ष डिवाइस में) द्वारा उत्पन्न चुंबकीय क्षेत्र में हैं।
  3. नीचे वर्णित के रूप में एक मानक विक्रेता प्रदान प्रोटोकॉल (जैसे, एक तीन विमान स्थानीयकरण) का उपयोग कर एक 1एच localizer स्कैन प्रदर्शन.
    1. विषय को एक आरामदायक, प्राकृतिक सांस लेने और अपनी सांस पकड़ने का निर्देश दें। जबकि विषय अपनी सांस रखता है, लोकलाइज़र स्कैन निष्पादित करें।
    2. एमआरआई स्कैनर इंटरफेस पर लोकलाइज़र स्कैन के परिणाम देखें। यदि छवियां कलाकृतियों को दिखाती हैं (उदाहरण के लिए, यदि धातु युक्त कपड़े नहीं हटाए गए थे), तो किसी भी समस्या को हल करें और स्थानीयकरण दोहराएं। यदि लोकलाइज़र FOV विषय पर खराब रूप से केंद्रित है, तो विषय को बदलें और दोहराएं। एक बार स्वीकार्य स्थानीयकरण छवियां प्राप्त हो जाने के बाद, अगले चरण पर आगे बढ़ें।
  4. नीचे वर्णित अनुसार 129Xe स्कैन के लिए प्रारंभिक प्री-स्कैन समायोजन करें।
    1. लोकलाइज़र से 1एच केंद्र आवृत्ति को 3.61529 (1 एच और 129एक्सई के संबंधित जीरोमैग्नेटिक अनुपात का अनुमानित अनुपात) से विभाजित करके प्रारंभिक 129एक्सई केंद्र आवृत्ति सेट करें।
    2. समान शरीर की आदत वाले पिछले विषयों से अंशांकन परिणामों के आधार पर प्रारंभिक 129Xe ट्रांसमीटर सेटिंग सेट करें, 1H संदर्भ वोल्टेज के आधार पर स्केलिंग, या विषय का मापा वजन। 129Xe ट्रांसमीटर सेटिंग्स का विवरण स्कैनर और 129Xe कॉइल निर्माताओं के लिए विशिष्ट है।
    3. सभी 129Xe अधिग्रहणों के लिए स्कैनर की डिफ़ॉल्ट शिम सेटिंग्स का उपयोग करें।
  5. ऊपर वर्णित प्री-स्कैन समायोजन करने के बाद, नीचे वर्णित 129Xe केंद्र आवृत्ति और ट्रांसमीटर सेटिंग्स खोजने के लिए 129Xe अंशांकन स्कैन प्राप्त करें।
    1. तैयार प्रोटोकॉल से 129एक्सई अंशांकन अनुक्रम लोड करें। सुनिश्चित करें कि सभी पल्स अनुक्रम पैरामीटर वांछित हैं और स्कैन निष्पादन सेटिंग सेट करें ताकि स्कैन को एक क्लिक के साथ निष्पादित किया जा सके।
    2. ध्रुवीकरण माप स्टेशन से स्कैनर कक्ष में 129एक्सई अंशांकन स्कैन के लिए इच्छित 129एक्सई खुराक बैग लाएं। विषय के पास तैयार पर खुराक बैग को पकड़ें या रखें; बोर खोलने के पास के क्षेत्रों से बचें जहां चुंबकीय क्षेत्र की ताकत तेजी से बदलती है।
    3. चरण 4 में उल्लिखित प्रशिक्षित साँस लेना प्रक्रिया के बाद, बैग से 129Xe खुराक साँस लेने में विषय की सहायता करें।
    4. गो सुनने के तुरंत बाद स्कैन निष्पादित करें! विषय की सहायता करने वाले व्यक्ति द्वारा संकेतित।
    5. स्कैन आगे बढ़ने पर विषय की निगरानी करें। यदि विषय स्पष्ट रूप से साँस छोड़ता है, खाँसता है, चलता है, आदि, यदि संभव हो तो स्कैन दोहराएं।
    6. जैसे ही स्कैन समाप्त होता है, विषय को साँस छोड़ने और स्वतंत्र रूप से साँस लेने का निर्देश दें।
    7. स्कैन के बाद, पल्स ऑक्सीमीटर का उपयोग करके विषय की हृदय गति और एसपीओ2 की निगरानी करें और विषय के साथ मौखिक संचार के माध्यम से क्षणिक केंद्रीय तंत्रिका तंत्र प्रभाव (जैसे चक्कर आना, हल्की-सिरदर्द, उत्साह और पेरेस्टेसिया) की निगरानी करें।
      नोट: लगभग सभी विषयों को बहुत हल्के सीएनएस प्रभावों का अनुभव होगा जिनके लिए कम शरीर में वसा सामग्री वाले विषयों के अपवाद के साथ कोई हस्तक्षेप की आवश्यकता नहीं होती है, जैसा कि चरण 3.2 में संदर्भित है।
    8. एक और 129एक्सई खुराक देने से पहले बेसलाइन से किसी भी विचलन के फैलने की प्रतीक्षा करें। यदि बेसलाइन से कोई महत्वपूर्ण विचलन नहीं होता है, तो एक और 129एक्सई खुराक देने से पहले कम से कम 2 मिनट प्रतीक्षा करें।
      नोट: ऑक्सीजन डी-संतृप्ति और वसूली का एक विशिष्ट समय पाठ्यक्रम इस प्रकार है: 129एक्सई इनहेलेशन पूरा करने के बाद डी-संतृप्ति 10-20 दिल की धड़कन शुरू होती है, नादिर इनहेलेशन पूरा करने के बाद 20-30 दिल की धड़कन होती है, और इनहेलेशन पूरा करने के बाद 45-50 दिल की धड़कन के भीतर रिकवरी होती है। अधिकांश डी-संतृप्ति 129एक्सई इनहेलेशन के 30 एस के भीतर हल हो जाती है और आमतौर पर 2 मिनट के भीतर पूरी तरह से हल होने की उम्मीद की जानी चाहिए। एक चिकित्सक से परामर्श करें यदि लगातार डी-संतृप्ति (विषय आधार रेखा का 10% से अधिक) 2 मिनट से आगे जारी रहती है, क्योंकि यह सलाह दी जा सकती है कि किसी भी आगे 129एक्सई खुराक देने से बचें और / या अध्ययन समाप्त करें।
  6. नीचे वर्णित 129एक्सई अंशांकन विश्लेषण करें (उदाहरण के लिए, एक स्टैंडअलोन विश्लेषण उपकरण का उपयोग करके)।
    1. पहले गैस-चरण FIDs से स्पेक्ट्रम का उपयोग करके 129Xe केंद्र आवृत्ति निर्धारित करें।
    2. नीचे वर्णित अनुसार 129Xe ट्रांसमीटर समायोजन निर्धारित करें।
      1. निम्नलिखित समारोह30 के लिए 20 गैस-चरण FIDs की चोटी तीव्रता फिट करें और फ्लिप कोण के लिए हल करें, α:
        Equation 3
        जहां Si i उत्तेजना से उत्पन्न सिग्नल तीव्रता कापरिमाण है, S0 पहले उत्तेजना से सिग्नल तीव्रता का परिमाण है, और C एक शोर ऑफसेट पैरामीटर है।
      2. एक बार α प्राप्त हो जाने के बाद, बाद के स्कैन के लिए प्रारंभिक 129Xe ट्रांसमीटर सेटिंग को 20°/α तक स्केल करें, यह मानते हुए कि 20° का उपयोग तालिका 1में अनुशंसित अंशांकन फ्लिप कोण के रूप में किया गया था।
  7. एक बार अंतिम 129एक्सई प्री-स्कैन समायोजन किए जाने के बाद और विषय अगले 129एक्सई खुराक के लिए तैयार है, नीचे वर्णित अनुसार 129एक्सई वेंटिलेशन स्कैन करें।
    1. तैयार प्रोटोकॉल से 129एक्सई वेंटिलेशन अनुक्रम लोड करें। सुनिश्चित करें कि सभी पल्स अनुक्रम पैरामीटर वांछित हैं और स्कैन निष्पादन सेटिंग सेट करें ताकि स्कैन एक क्लिक के तुरंत बाद शुरू हो जाए।
    2. लोकलाइज़र परिणामों के आधार पर FOV आकार और केंद्र स्थान का चयन करें। एफओवी के केंद्र के लिए सभी तीन आयामों में फेफड़ों के केंद्र के साथ मेल खाने का लक्ष्य रखें और एफओवी के लिए लक्ष्य रखें कि दोनों फेफड़ों की संपूर्णता सहित पूरे छाती गुहा को आराम से समाहित किया जा सके।
    3. ध्रुवीकरण माप स्टेशन से स्कैनर रूम में 129Xe वेंटिलेशन स्कैन के लिए इच्छित 129Xe खुराक बैग लाएं। विषय के पास तैयार पर खुराक बैग को पकड़ें या रखें; बोर खोलने के पास के क्षेत्रों से बचें जहां चुंबकीय क्षेत्र की ताकत तेजी से बदलती है।
    4. चरण 4 में उल्लिखित प्रशिक्षित साँस लेना प्रक्रिया के बाद, बैग से 129Xe खुराक साँस लेने में विषय की सहायता करें।
    5. गो सुनने के तुरंत बाद स्कैन निष्पादित करें! विषय की सहायता करने वाले व्यक्ति द्वारा संकेतित।
    6. स्कैन आगे बढ़ने पर विषय की निगरानी करें। यदि विषय स्पष्ट रूप से साँस छोड़ता है, खाँसता है, चलता है, आदि, यदि संभव हो तो स्कैन दोहराएं।
    7. जैसे ही स्कैन समाप्त होता है, विषय को साँस छोड़ने और स्वतंत्र रूप से साँस लेने का निर्देश दें।
    8. स्कैन के बाद, पल्स ऑक्सीमीटर का उपयोग करके विषय की हृदय गति और एसपीओ2 की निगरानी करें और विषय के साथ मौखिक संचार के माध्यम से क्षणिक केंद्रीय तंत्रिका तंत्र प्रभाव (जैसे चक्कर आना, हल्की-सिरदर्द, उत्साह और पेरेस्टेसिया) की निगरानी करें।
    9. एक और 129एक्सई खुराक देने से पहले बेसलाइन से किसी भी विचलन के फैलने की प्रतीक्षा करें। यदि बेसलाइन से कोई महत्वपूर्ण विचलन नहीं होता है, तो एक और 129एक्सई खुराक देने से पहले कम से कम 2 मिनट प्रतीक्षा करें।
  8. नीचे वर्णित केरूप में 1 एच शारीरिक स्कैन प्रदर्शन.
    1. तैयार प्रोटोकॉल से 1एच शारीरिक अनुक्रम लोड करें। सुनिश्चित करें कि सभी पल्स अनुक्रम पैरामीटर वांछित हैं और स्कैन निष्पादन सेटिंग सेट करें ताकि स्कैन को एक क्लिक के साथ निष्पादित किया जा सके।
    2. हवा से भरे खुराक बैग को लाएं और स्कैनर रूम में 129एक्सई वेंटिलेशन स्कैन के लिए उपयोग किए जाने वाले खुराक बैग की मात्रा से मेल खाएं।
    3. चरण 4 में उल्लिखित प्रशिक्षित साँस लेना प्रक्रिया के बाद, बैग से हवा की खुराक साँस लेने में विषय की सहायता करें।
    4. गो सुनने के तुरंत बाद स्कैन निष्पादित करें! विषय की सहायता करने वाले व्यक्ति द्वारा संकेतित।
    5. स्कैन आगे बढ़ने पर विषय की निगरानी करें। यदि विषय स्पष्ट रूप से साँस छोड़ता है, खाँसता है, चलता है, आदि, यदि संभव हो तो स्कैन दोहराएं।
    6. जैसे ही स्कैन समाप्त होता है, विषय को साँस छोड़ने और स्वतंत्र रूप से साँस लेने का निर्देश दें।

7. स्कैन के बाद की प्रक्रिया

  1. स्कैन प्रक्रिया से पहले के रूप में एक ही तरीके से विषय के महत्वपूर्ण के माप ले लो. यदि कोई महत्वपूर्ण अंग असामान्य हो जाता है, तो विषय को 30-60 मिनट और/या प्रस्थान करने से पहले निकट-बेसलाइन पर लौटने तक प्रतीक्षा करने का निर्देश दें।

8. 129एक्सई एमआरआई वेंटिलेशन डेटा का विश्लेषण

नोट: अधिग्रहित 129एक्सई वेंटिलेशन और 1एच शारीरिक छवियों को स्वचालित रूप से विक्रेता की डिफ़ॉल्ट छवि पुनर्निर्माण पाइपलाइन का उपयोग करके एमआरआई स्कैनर कंप्यूटर पर पुनर्निर्माण किया जाना चाहिए।

  1. निर्यात 129Xe वेंटिलेशन और 1एच शारीरिक स्कैन DICOM छवि फ़ाइलों के रूप में प्रक्षेप के न्यूनतम स्तर की अनुमति (आदर्श रूप से कोई नहीं) का उपयोग कर।
  2. निम्नलिखित समीकरण8 का उपयोग करके प्रोग्रामिंग या छवि-विश्लेषण सॉफ़्टवेयर के साथ वेंटिलेशन दोष प्रतिशत (वीडीपी) की गणना करें:
    Equation 4
    1. 129एक्सई वेंटिलेशन स्कैन को खंडित करके हवादार मात्रा निर्धारित करें, या तो मैन्युअल रूप से या मौजूदा स्वचालित दृष्टिकोणों में से एक का उपयोग करके33.
      नोट: 129एक्सई छवियों के बिनाराइज्ड विभाजन के लिए एक सरल विधि निम्नानुसार परिभाषित सीमा का उपयोग करतीहै 8:
      Equation 5
      जहां "मीन सिग्नल" फेफड़ों के भीतर मजबूत 129Xe सिग्नल के उपयोगकर्ता-परिभाषित क्षेत्र-के-हित के भीतर 129Xe सिग्नल तीव्रता का मतलब है, और "SD (शोर)" 129Xe सिग्नल तीव्रता का मानक विचलन है फेफड़ों या श्वासनली से दूर स्थित फील्ड-ऑफ-व्यू के किनारे के पास एक क्षेत्र के भीतर।
    2. 1एच शारीरिक स्कैन खंडित करके कुल फेफड़ों की मात्रा निर्धारित करें, या तो मैन्युअल रूप से या मौजूदा स्वचालित दृष्टिकोण34का उपयोग कर.
    3. एक बार जब ये विभाजन किए जाते हैं, तो छवि वोक्सेल वॉल्यूम के समय खंडित वोक्सल्स की संख्या के रूप में संबंधित संस्करणों की गणना करें (छवियों को DICOM फ़ाइलों में परिवर्तित करते समय किए गए किसी भी प्रक्षेप के लिए लेखांकन)।

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Representative Results

चित्रा 1 एक स्वस्थ व्यक्ति से प्रतिनिधि वेंटिलेशन और तीन-विमान स्थानीयकरण छवियों को दर्शाता है। वेंटिलेशन छवियों में पूरे फेफड़ों में उच्च 129एक्सई सिग्नल देखा जा सकता है, और इस व्यक्ति में कोई वेंटिलेशन हानि स्पष्ट नहीं है।

चित्रा 2, चित्रा 3, और चित्रा 4 रोगग्रस्त व्यक्तियों से प्रतिनिधि वेंटिलेशन और शारीरिक छवियों को दिखाते हैं। चित्रा 2 अल्फा -1 एंटीट्रिप्सिन की कमी वाले व्यक्ति को दर्शाता है, जिसमें 129एक्सई छवियों की पैची उपस्थिति को देखकर गंभीर वेंटिलेशन हानि का आसानी से पता लगाया जा सकता है। इसी तरह, गंभीर वेंटिलेशन हानि चित्रा 3 में देखा जा सकता है, गंभीर सिस्टिक फाइब्रोसिस के साथ एक व्यक्ति का चित्रण. चित्रा 4 क्रोनिक ऑब्सट्रक्टिव पल्मोनरी डिजीज वाले व्यक्ति को दर्शाता है, जिसमें 129एक्सई छवियों का उपयोग करके अधिक सूक्ष्म वेंटिलेशन दोषों को नोट किया जा सकता है।

चित्रा 5 एक अध्ययन से वेंटिलेशन छवियों को दिखाता है जो अनजाने में एक क्षतिग्रस्त केबल के साथ 129एक्सई बनियान कॉइल का उपयोग करके किया गया था। दो फेफड़ों में से एक दूसरे की तुलना में बहुत कम एसएनआर प्रदर्शित करता है और एक तीव्रता रोल करता है, इन दोनों घटनाओं के साथ विशेष रूप से पीछे के स्लाइस में प्रमुख हैं। चित्रा 6 एक अध्ययन से वेंटिलेशन छवियों को दिखाता है जो विषय के पैरों की ओर बहुत दूर रखे गए 129एक्सई बनियान कॉइल के साथ किया गया था। रिसीवर संवेदनशीलता की कमी के कारण दोनों फेफड़े के एपिक्स में कृत्रिम रूप से कम 129एक्सई सिग्नल देखा जाता है।

चित्रा 7 प्रोटोकॉल के चरण 8 में वर्णित सरल विधि का उपयोग करके गणना की गई बिनाराइज्ड वेंटिलेशन मानचित्रों के साथ-साथ निदान सीओपीडी वाले व्यक्ति से प्रतिनिधि वेंटिलेशन और शारीरिक छवियों को दिखाता है। इस व्यक्ति में व्यापक वेंटिलेशन दोष स्पष्ट हैं, जिसमें बाएं फेफड़े के ऊपरी लोब में वेंटिलेशन का लगभग पूर्ण नुकसान शामिल है, और इस व्यक्ति के लिए गणना की गई वीडीपी 52% है। जबकि विश्लेषण प्रक्रिया उचित रूप से स्पष्ट रूप से उच्च या निम्न 129एक्सई सिग्नल के क्षेत्रों को वर्गीकृत करती है, आंशिक रूप से हवादार छवि क्षेत्रों (या आंशिक मात्रा प्रभाव के क्षेत्र, जिसमें किसी दिए गए स्लाइस स्लाइस-चयन दिशा के साथ हवादार और गैर-हवादार दोनों क्षेत्रों को फैलाता है) को चिह्नित करना अधिक कठिन होता है। इस उदाहरण में, विश्लेषण प्रक्रिया इन क्षेत्रों को गैर-हवादार के रूप में चिह्नित करने की ओर जाती है। यह उदाहरण विश्लेषण प्रक्रियाओं की उपयोगिता को रेखांकित करता है जो वेंटिलेशन को दो से अधिक श्रेणियों में वर्गीकृत करते हैं। विकास, परीक्षण, और इस तरह के विश्लेषण प्रक्रियाओं की तुलना 129एक्सई एमआरआई30,33 के क्षेत्र में एक महत्वपूर्ण चल रहे प्रयास है.

Figure 1
चित्रा 1: एक स्वस्थ व्यक्ति से प्रतिनिधि छवियां। (ए) वेंटिलेशन और (बी) 22 वर्षीय 117 पौंड स्वस्थ महिला से तीन-विमान स्थानीयकरण छवियां। इस व्यक्ति में कोई वेंटिलेशन हानि आसानी से पता नहीं लगाई जा सकती है। कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 2
चित्रा 2: अल्फा -1 एंटीट्रिप्सिन की कमी वाले व्यक्ति से प्रतिनिधि छवियां। (ए) वेंटिलेशन और (बी) निदान अल्फा -1 एंटीट्रिप्सिन की कमी के साथ 60 वर्षीय 144 पौंड महिला से शारीरिक चित्र। इस व्यक्ति में गंभीर वेंटिलेशन हानि स्पष्ट है। कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 3
चित्रा 3: गंभीर सिस्टिक फाइब्रोसिस के साथ एक व्यक्ति से प्रतिनिधि छवियों. (ए) वेंटिलेशन और (बी) गंभीर सिस्टिक फाइब्रोसिस का निदान के साथ एक 18 वर्षीय 132 पौंड पुरुष से शारीरिक छवियों. इस व्यक्ति में गंभीर वेंटिलेशन हानि स्पष्ट है। कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 4
चित्रा 4: क्रोनिक ऑब्सट्रक्टिव पल्मोनरी डिजीज वाले व्यक्ति से प्रतिनिधि छवियां। (ए) वेंटिलेशन और (बी) क्रोनिक ऑब्सट्रक्टिव पल्मोनरी डिजीज के साथ 56 वर्षीय 110 पौंड महिला से शारीरिक छवियां। इस व्यक्ति में हल्के वेंटिलेशन दोष का पता लगाया जा सकता है। कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 5
चित्रा 5: प्रतिनिधि छवियों एक दोषपूर्ण 129एक्सई बनियान का तार का उपयोग कर प्रदर्शन किया. (ए) वेंटिलेशन और (बी) एक स्कैन से निदान सिस्टिक फाइब्रोसिस के साथ एक 20 वर्षीय 136 पौंड महिला से शारीरिक छवियां जो अनजाने में क्षतिग्रस्त केबल के साथ 129एक्सई बनियान कॉइल का उपयोग करके की गई थीं। दायां फेफड़ा (पृष्ठ पर दिखाई देने वाली छवियों के रूप में बाएं) बाएं फेफड़े की तुलना में कम सिग्नल-टू-शोर अनुपात (एसएनआर) प्रदर्शित करता है (दाएं जैसा कि छवियां पृष्ठ पर दिखाई देती हैं), और दायां फेफड़ा भी एक उल्लेखनीय तीव्रता रोल प्रदर्शित करता है, पीछे के स्लाइस की तुलना में पूर्वकाल स्लाइस में उच्च एसएनआर, और पार्श्व किनारे की तुलना में फेफड़े के औसत दर्जे के किनारे की ओर उच्च एसएनआर। कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 6
चित्रा 6: प्रतिनिधि छवियां जिनमें कुंडल को अवर दिशा में बहुत दूर रखा गया था। (ए) वेंटिलेशन और (बी) निदान हल्के सिस्टिक फाइब्रोसिस के साथ 6 वर्षीय 46 पौंड पुरुष से शारीरिक छवियां, 129एक्सई बनियान कॉइल के साथ स्कैन की गई हैं, जो अवर दिशा में बहुत दूर रखी गई हैं। फेफड़े के एपिक्स में मापा संकेत कृत्रिम रूप से कम होता है जिसके परिणामस्वरूप फेफड़े के एपिस में रिसीवर संवेदनशीलता की कमी होती है। कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 7
चित्रा 7: 129एक्सई एमआर छवियों का उपयोग करके प्रतिनिधि वेंटिलेशन विश्लेषण। (ए) एनाटोमिकल और (बी) क्रोनिक ऑब्सट्रक्टिव पल्मोनरी डिजीज के साथ 84 वर्षीय 188 पौंड पुरुष से वेंटिलेशन छवियां, प्रोटोकॉल के चरण 8 में वर्णित सरल बिनाराइज्ड विश्लेषण प्रक्रिया का उपयोग करके गणना किए गए वेंटिलेशन मानचित्रों के साथ। फेफड़े के हवादार क्षेत्रों को सियान में दिखाया गया है, जबकि फेफड़े के अहवादार क्षेत्रों को मैजेंटा में दिखाया गया है। इस व्यक्ति में गंभीर वेंटिलेशन दोषों का पता लगाया जा सकता है, जिसमें बाएं फेफड़े के ऊपरी लोब में वेंटिलेशन का लगभग पूर्ण नुकसान शामिल है। कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

अनुपूरक फ़ाइल 1: उदाहरण एमआर सुरक्षा प्रपत्र। इस फॉर्म का उपयोग वर्जीनिया विश्वविद्यालय में विषय एमआर सुरक्षा का आकलन करने के लिए किया जाता है। कृपया इस फ़ाइल को डाउनलोड करने के लिए यहाँ क्लिक करें.

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Discussion

ऊपर उल्लिखित वेंटिलेशन और शारीरिक एमआरआई दृष्टिकोण कार्यान्वयन की सादगी को बनाए रखते हुए छवि गुणवत्ता और एसएनआर को अधिकतम करने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं - इन अनुक्रम प्रोटोकॉल को सामान्य रूप से विक्रेता उत्पाद पल्स अनुक्रमों से अनुकूलित किया जा सकता है, बशर्ते कि बहु-परमाणु ऑपरेशन सक्षम हो, और छवियां स्वचालित रूप से स्कैनर कंप्यूटर पर पुनर्निर्माण करेंगी। यहां वर्णित 2 डी दृष्टिकोणों का एक नुकसान स्लाइस-चयनात्मक उत्तेजना आरएफ दालों का उपयोग है, जो स्कैन के दौरान साँस के हाइपरपोलराइज्ड 129एक्सई के टी1 छूट के कारण बाद में 129एक्सई वेंटिलेशन अधिग्रहण में पहले एकत्र किए गए स्लाइस के बीच सिग्नल अंतर का परिचय देता है। यहां वर्णित प्रक्रिया का एक और नुकसान यह है कि 129एक्सई वेंटिलेशन स्कैन और इसके संबंधित 1एच शारीरिक स्कैन अलग-अलग सांस पकड़ में प्राप्त किए जाते हैं, संभवतः फेफड़ों की मुद्रास्फीति के स्तर या वेंटिलेशन और शारीरिक स्कैन के बीच की स्थिति में भिन्नता पेश करते हैं।

3 डी वेंटिलेशन इमेजिंग के लिए दृष्टिकोण और 129एक्सई और 1एच दोनों की एकल-सांस-पकड़ इमेजिंग के लिए तेजी से आम हो गए हैं। 3 डी इमेजिंग दृष्टिकोण आइसोट्रोपिक वोक्सल्स के पुनर्निर्माण की अनुमति देते हैं (जैसा कि स्लाइस-चयनात्मक 2 डी इमेजिंग द्वारा आवश्यक स्लाइस दिशा के साथ मोटे रिज़ॉल्यूशन के साथ गैर-आइसोट्रोपिक वोक्सल्स के विपरीत) और एक स्लाइस से अगले35,36 तक संभावित टी1-संचालित 129एक्सई सिग्नल भिन्नता से बचें। कार्टेशियन के-स्पेस प्रक्षेपवक्र का उपयोग करते समय, आइसोट्रोपिक रिज़ॉल्यूशन के साथ 3 डी इमेजिंग को एक ही वॉल्यूम के 2 डी इमेजिंग की तुलना में लंबे समय तक स्कैन समय की आवश्यकता होती है। इसलिए, अधिक समय-कुशल गैर-कार्टेशियन के-स्पेस नमूनाकरण अक्सर 3 डी इमेजिंग के लिए उपयोग किया जाता है। गैर-कार्टेशियन नमूनाकरण द्वारा वहन की जाने वाली बहुत अधिक समय दक्षता भी एक ही सांस37 में 129एक्सई और 1एच छवियों के अधिग्रहण की अनुमति दे सकती है। आवश्यक पल्स अनुक्रम प्रोग्रामिंग और उन्नत पुनर्निर्माण तकनीकों के कारण इन उन्नत दृष्टिकोणों को लागू करना और साइटों पर मानकीकृत करना अधिक कठिन है। हालांकि, गैर-कार्टेशियन रीडआउट के साथ पल्स अनुक्रमों के लिए विक्रेता समर्थन उपलब्ध हो जाता है, ये अधिक उन्नत दृष्टिकोण साइटों पर आम और मानकीकृत हो सकते हैं।

प्रोटोकॉल के चरण 8 में प्रस्तुत वेंटिलेशन विश्लेषण प्रक्रिया एक सरल विधि है जिसे आसानी से लागू और व्याख्या किया जा सकता है, क्योंकि यह प्रत्येक खंडित फेफड़े के स्वर के लिए एक द्विआधारी दोष / नो-दोष उत्तर देता है और इन परिणामों को स्कैन किए गए व्यक्ति के लिए एक एकल वीडीपी संख्या में संकलित करता है। हालांकि यह दृष्टिकोण वेंटिलेशन विश्लेषण के लिए एक उचित प्रारंभिक बिंदु है, वोक्सेल-वार बिनाराइजेशन वेंटिलेशन विषमता को पूरी तरह से चिह्नित नहीं कर सकता है। वेंटिलेशन वर्गीकरण के लिए अधिक जटिल दृष्टिकोण विकसित और परीक्षण किए गए हैं और वर्तमान में कुछशोध संस्थानों में उपयोग में हैं। सामान्य तौर पर, ये दृष्टिकोण बाइनरी वीडीपी की तुलना में अधिक वर्णनात्मक और सार्थक रीडआउट बनाने की दिशा में एक आंख के साथ, हाइपरवेंटिलेटेड और आंशिक रूप से हवादार जैसी अन्य श्रेणियों को शामिल करके केवल हवादार और गैर-हवादार से परे वोक्सेल-वार वेंटिलेशन को चिह्नित करना चाहते हैं। विशिष्ट वर्गीकरण विधियों में हिस्टोग्राम4 का उपयोग करके सामान्यीकृत स्वर तीव्रता के रैखिक बिनिंग शामिल हैं; के-मीन्स38, फजी सी-मीन्स 39,40, और गाऊसी मिश्रण मॉडलिंग41 का उपयोग करके वोक्सेल तीव्रता वर्गीकरण; और मौजूदा हाइपरपोलराइज्ड गैस वेंटिलेशन छवियों33,34 पर गहरी दृढ़ तंत्रिका नेटवर्क प्रशिक्षण। 129एक्सई एमआरआई का उपयोग करके वेंटिलेशन मात्रा का ठहराव सक्रिय विकास और चर्चा का एक क्षेत्र बना हुआ है, इस लेखन के रूप में कोई आम सहमति सर्वोत्तम-अभ्यास विधि नहीं है।

इस प्रोटोकॉल का दायरा 129एक्सई वेंटिलेशन एमआरआई तक ही सीमित है, और आज तक, यह एफडीए द्वारा नैदानिक उपयोग के लिए अनुमोदित केवल 129एक्सई एमआरआई तकनीक बनी हुई है। हालांकि, तकनीकों के 129एक्सई एमआरआई सूट का एक दिलचस्प लाभ फुफ्फुसीय कार्य के कई अलग-अलग पहलुओं के क्षेत्रीय लक्षण वर्णन के लिए इसकी क्षमता है। विशेष रूप से, एक्सई एमआरआई सीटीसी से हालिया स्थितिपेपर 30 भंग चरण 129एक्सई एमआरआई का उपयोग करके फुफ्फुसीय गैस विनिमय की इमेजिंग के लिए वर्तमान अनुशंसित प्रथाओं और 129एक्सई प्रसार एमआरआई का उपयोग करके वायुकोशीय हवाई क्षेत्र के आकार की मात्रा का ठहराव प्रदान करता है। इन प्रोटोकॉल आम तौर पर विक्रेता द्वारा आपूर्ति प्रोटोकॉल से अनुकूलित नहीं किया जा सकता है और इसलिए, महत्वपूर्ण पल्स अनुक्रम प्रोग्रामिंग की आवश्यकता होती है. एक बार पल्स अनुक्रम विकसित हो जाने के बाद, संबंधित प्रोटोकॉल को यहां वर्णित 129एक्सई वेंटिलेशन एमआरआई के लिए वर्कफ़्लो में आसानी से एकीकृत किया जा सकता है, क्योंकि क्सीनन ध्रुवीकरण, क्सीनन खुराक और विषय सुरक्षा निगरानी के लिए सर्वोत्तम अभ्यास विभिन्न 129एक्सई एमआरआई विधियों में आम हैं। जब एक ही विषय में कई 129एक्सई एमआरआई स्कैन प्रकारों के प्रदर्शन की उम्मीद की जाती है, तो 129एक्सई स्कैन करने की सलाह दी जाती है जो 129एक्सई अंशांकन करने के बाद पहले प्राथमिक अध्ययन समापन बिंदु का प्रतिनिधित्व करते हैं, यदि परिणामी छवियां स्वीकार्य नहीं हैं, और प्राथमिक समापन बिंदु स्कैन को 129एक्सई खुराक का उपयोग करके दोहराया जाना चाहिए जो मूल रूप से बाद के माध्यमिक-समापन बिंदु स्कैन के लिए अभिप्रेत था।

यहां वर्णित प्रोटोकॉल वयस्कों और पुराने किशोरों की इमेजिंग के लिए अभिप्रेत है, और 129एक्सई वेंटिलेशन एमआरआई वर्तमान में केवल कम से कम 12 वर्ष की आयु के व्यक्तियों में एफडीए द्वारा नैदानिक उपयोग के लिए अनुमोदित है। हालांकि, 129एक्सई एमआरआई बाल चिकित्सा फुफ्फुसीय रोग अनुसंधान 17,22,42,43 के लिए एक उपकरण के रूप में बढ़ती रुचि का है, और बाल चिकित्सा आबादी में 129एक्सई एमआरआई के लिए एफडीए अनुमोदन कम क्रम में मांगा जाएगा। बाल चिकित्सा विषयों में सांस लेने और / या श्वास निर्देशों को निष्पादित करने में कठिनाई अधिक होने की संभावना है, और इस प्रकार, पूर्व-स्कैन कोचिंग विशेष रूप से महत्वपूर्ण है। प्रोटोकॉल के चरण 4 में वर्णित परीक्षण बैग अभ्यास प्रक्रिया भी एक अधिक महत्वपूर्ण भूमिका मानती है, क्योंकि यह तय करने में मदद कर सकता है कि 129एक्सई इमेजिंग के लिए आगे बढ़ना है या नहीं। इसके अतिरिक्त, बाल चिकित्सा 129एक्सई एमआरआई के लिए प्रोटोकॉल जहां संभव हो स्कैन समय (और इस प्रकार सांस पकड़ने के समय) को छोटा करने का प्रयास करना चाहिए। बाल चिकित्सा विषयों में छोटे फेफड़ों को पुराने व्यक्तियों के लिए उपयोग किए जाने वाले लोगों की तुलना में अलग-अलग 129एक्सई खुराक विचार और संकल्प और /

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Disclosures

लेखक J.F.M., J.P.M., और Y.M.S. पोलारियन, इंक द्वारा समर्थित नैदानिक परीक्षणों में भाग लेते हैं लेखक J.F.M., और YMS पोलारेन, इंक ($ 5000 से कम) को परामर्श सेवाएं प्रदान करते हैं। लेखक जेपीएम पोलारियन, इंक से अनुसंधान सहायता प्राप्त करता है

Acknowledgments

इस काम को राष्ट्रीय स्वास्थ्य संस्थान (अनुदान संख्या R01-CA172595-01, R01-HL132177, R01-HL167202, S10-OD018079, और UL1-TR003015) और सीमेंस मेडिकल सॉल्यूशंस द्वारा वित्त पोषित किया गया था।

Materials

Name Company Catalog Number Comments
1.5T or 3T human MRI scanner Siemens MAGNETOM Symphony (1.5T) or Vida (3T); older models fine, as long as multinuclear option is/can be installed; scanners also available from GE and Philips
129Xe hyperpolarizer Polarean 9820
129Xe MRI phantom
129Xe MRI vest coil Clinical MR Solutions Also available from other vendors
129Xe polarization measurement station Polarean 2881
1H MRI phantom
Coil file for 129Xe MRI vest coil Also available from other vendors for their respective coils
ECG machine
Helium buffer gas
Interface box from coil to scanner May be built into coil, but needs to be included separately if not
Liquid nitrogen
MRI-safe pulse oximeter Philips Expression MR200
Nitrogen buffer gas
PFT machine
Programming/image analysis software MATLAB R2023a Various other options available
Pulse sequence design software Siemens IDEA software package; also available from GE and Philips for their respective scanners
Scanner multinuclear option Siemens Scanner integrated hardware/software package; also available from GE and Philips for their respective scanners
Tedlar gas sampling bags (500, 750, 1000, 1250, 1500 mL)
Xenon gas (129Xe isotopically enriched)

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References

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चिकित्सा अंक 201
फेफड़े के वेंटिलेशन की हाइपरपोलराइज्ड <sup>129</sup>एक्सई चुंबकीय अनुनाद छवियों को प्राप्त करना
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Garrison, W. J., Mugler III, J. P., Mata, J. F., Nunoo-Asare, R. N., Shim, Y. M., Miller, G. W. Acquiring Hyperpolarized 129Xe Magnetic Resonance Images of Lung Ventilation. J. Vis. Exp. (201), e65982, doi:10.3791/65982 (2023).

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