Magnetic Resonance Imaging Quantificazione di perfusione polmonare mediante calibrati Etichettatura arteriosa Spin
Summary
Un metodo RM per studiare la distribuzione del flusso sanguigno polmonare sotto una varietà di condizioni fisiologiche, in questo caso l'esposizione a tre diverse concentrazioni di ossigeno inspirato: ipossia, normossia e iperossia, è descritto. Questa tecnica utilizza umano fisiologia polmonare tecniche di ricerca in un ambiente di scansione MR.
Abstract
Questo dimostra un metodo di RM per misurare la distribuzione spaziale del flusso sanguigno polmonare in soggetti sani durante normossia (O 2 inspirato, frazione (F I O 2) = 0.21) ipossia (F I O 2 = 0,125), e iperossia (F I O 2 = 1.00). Inoltre, le risposte fisiologiche del soggetto vengono monitorate in ambiente MR scansione. Immagini RM sono state ottenute su una T 1,5 GE scanner MRI nel corso di una apnea da una fetta sagittale nel polmone destro alla capacità funzionale residua. Una sequenza arteriosa etichettatura di spin (ASL-PIÙ EQUO) è stato utilizzato per misurare la distribuzione spaziale di 1,2 polmonare flusso di sangue e un multi-eco veloce gradiente echo (mGRE) sequenza 3 è stato utilizzato per quantificare il protone regionali (H 2 O) densità, che consente la quantificazione della densità normalizzata perfusione per ogni voxel (sangue millilitri al minuto per grammo di tessuto polmonare).
Con un pneumatico di commutazione della valvola e maschera dotata di un 2-way valvola antireflusso, le concentrazioni di ossigeno diversi sono stati introdotti al tema dello scanner RM attraverso il tubo del gas ispirato. Un carrello metabolico raccolti gas espiratorio tramite tubi espiratorio. Misti espiratorio O 2 e concentrazioni di CO 2, il consumo di ossigeno, produzione di anidride carbonica, il rapporto di scambio respiratorio, la frequenza respiratoria e volume corrente sono stati misurati. Frequenza cardiaca e la saturazione di ossigeno sono stati monitorati utilizzando impulsi-ossimetria. I dati ottenuti da un soggetto normale ha mostrato che, come previsto, la frequenza cardiaca era più alta in ipossia (60 bpm) che durante normossia (51) o iperossia (50) e la saturazione dell'ossigeno arterioso (SpO 2) è stata ridotta durante l'ipossia al 86%. Significa ventilazione era 8,31 L / min BTPS durante l'ipossia, 7,04 L / min durante normossia, e 6,64 L / min durante l'iperossia. Volume corrente è stato 0,76 L durante l'ipossia, 0,69 L durante normossia, e 0,67 L durante l'iperossia.
Rappresentante dati quantificati ASL hanno dimostrato che la perfusione densità media è stata normalizzata 8,86 ml / min / g durante ipossia, 8,26 ml / min / g durante normossia e 8,46 ml / min / g durante l'iperossia, rispettivamente. In questo soggetto, la dispersione relativa 4, un indice di eterogeneità globale, è stato aumentato in ipossia (1,07 durante l'ipossia, 0,85 durante normossia, e di 0,87 durante l'iperossia), mentre la dimensione frattale (Ds), un altro indice di eterogeneità riflette vascolare struttura ad albero, è rimasto invariato (1,24 durante l'ipossia, durante normossia 1,26, e 1,26 durante l'iperossia).
Panoramica. Questo protocollo intende dimostrare l'acquisizione di dati per misurare la distribuzione della perfusione polmonare non invasivo in condizioni di normossia, ipossia e iperossia utilizzando una tecnica di imaging a risonanza magnetica conosciuta come l'etichettatura di spin arteriosa (ASL).
Razionale: La misurazione del flusso sanguigno polmonare e la densità protonica polmone con tecnica MR offre immagini ad alta risoluzione spaziale, che può essere quantificata e la capacità di eseguire misure ripetute in diverse condizioni fisiologiche. In studi sull'uomo, PET, SPECT e TC sono comunemente utilizzati come tecniche alternative. Tuttavia, queste tecniche comportano l'esposizione a radiazioni ionizzanti, e quindi non sono adatti per misure ripetute in soggetti umani.
Protocol
Discussion
Questo metodo permette di misurare gli effetti della concentrazione dell'ossigeno inspirato sulla distribuzione spaziale del flusso sanguigno polmonare utilizzando le tecniche di base fisiologica per l'ambiente MR scansione. L'uso di tecniche fisiologiche in combinazione con l'imaging protone quantitativa del polmone è relativamente facile da implementare.
Per garantire un buon test di qualità, il passo più importante è la formazione dei soggetti a trattenere il respiro a…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Supportato da 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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