La cuantificación de resonancia magnética de imagen de perfusión pulmonar con etiquetado calibrado arterial spin
Summary
Un método de imágenes de RM para estudiar la distribución del flujo sanguíneo pulmonar bajo una variedad de condiciones fisiológicas, en este caso la exposición a tres diferentes concentraciones de oxígeno inspirado: normoxia hipoxia y la hiperoxia, se describe. Esta técnica utiliza las técnicas pulmonar humano de investigación de la fisiología en un entorno de digitalización MR.
Abstract
Esto demuestra un método de imágenes de RM para medir la distribución espacial del flujo sanguíneo pulmonar en sujetos sanos durante la normoxia (inspirada de O 2, la fracción (F I O 2) = 0,21) la hipoxia (F I O 2 = 0,125), y la hiperoxia (F I O 2 = 1,00). Además, las respuestas fisiológicas del sujeto son monitoreados en el entorno de RM. Las imágenes de RM se obtuvieron en un 1,5 escáner MRI T GE durante una retención de la respiración de una rebanada sagital en el pulmón derecho en la capacidad residual funcional. Una secuencia de giro etiquetado arterial (ASL-JUSTO) se utilizó para medir la distribución espacial de 1,2 flujo sanguíneo pulmonar y un multi-eco de gradiente rápido eco (mGRE) la secuencia 3 se utilizó para cuantificar el protón regional (es decir, H 2 O) densidad, lo que permite la cuantificación de la densidad normalizada de perfusión para cada voxel (sangre mililitros por minuto por gramo de tejido pulmonar).
Con un neumático de conmutación de la válvula y máscara equipada con un 2-way sin reinspiración válvula, diferentes concentraciones de oxígeno fueron introducidos en el tema en el escáner de RM a través de la tubería de gas inspirado. Un carro metabólico recogida de gas espiratorio medio de un tubo de espiración. Mezcla de la espiración de O 2 y concentraciones de CO 2, el consumo de oxígeno, producción de dióxido de carbono, índice de intercambio respiratorio, la frecuencia respiratoria y volumen corriente se midieron. Frecuencia cardiaca y saturación de oxígeno fueron monitorizados con oximetría de pulso. Los datos obtenidos de un sujeto normal mostró que, como era de esperar, la frecuencia cardiaca fue mayor en la hipoxia (60 ppm) que en normoxia (51) o hiperoxia (50) y la saturación arterial de oxígeno (SpO 2) se redujo durante la hipoxia y el 86%. La media de la ventilación fue de 8,31 L / min BTPS durante la hipoxia, 7.04 L / min durante la normoxia, y 6.64 L / min durante la hiperoxia. El volumen corriente fue de 0,76 L durante la hipoxia, 0,69 L durante la normoxia, y 0,67 L en la hiperoxia.
Representante de datos cuantificados ASL demostró que la densidad de la perfusión normalizada media fue de 8,86 ml / min / g durante la hipoxia, 8,26 ml / min / g durante la normoxia y 8,46 ml / min / g durante la hiperoxia, respectivamente. En este tema, la relativa dispersión 4, un índice de heterogeneidad global, se incrementó en hipoxia (1,07 durante la hipoxia, 0,85 durante la normoxia, y 0,87 durante la hiperoxia), mientras que la dimensión fractal (D), otro índice que refleja la heterogeneidad de la estructura vascular de ramificación, se mantuvo sin cambios (1,24 durante la hipoxia, durante la normoxia 1,26 y 1,26 durante la hiperoxia).
Descripción general. Este protocolo será demostrar la adquisición de datos para medir la distribución de la perfusión pulmonar invasiva en condiciones de normoxia, la hipoxia y la hiperoxia utilizando una técnica de imágenes por resonancia magnética se conoce como spin labeling arterial (ASL).
Justificación: La medición del flujo sanguíneo pulmonar y la densidad de protones de pulmón utilizando la técnica de RM ofrece imágenes de alta resolución espacial que puede ser cuantificado y la capacidad de realizar mediciones repetidas en varias condiciones fisiológicas diferentes. En estudios en humanos, PET, SPECT y CT se utilizan comúnmente como las técnicas alternativas. Sin embargo, estas técnicas implican la exposición a radiaciones ionizantes, y por lo tanto no son adecuados para mediciones repetidas en seres humanos.
Protocol
Discussion
Este método permite la medición de los efectos de la concentración de oxígeno inspirado en la distribución espacial del flujo sanguíneo pulmonar utilizando las técnicas básicas fisiológicas en el entorno de RM. El uso de técnicas fisiológicas, en combinación con imágenes de protones cuantitativa del pulmón es relativamente fácil de implementar.
A fin de garantizar una prueba de buena calidad, el paso más importante es la formación de los sujetos a retener su respiración en …
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Apoyado por el 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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