Hyperpolarizované xenonové zobrazování u pacientů s cystickou fibrózou

Hyperpolarizovaná plynová MRI (3He a 129Xe) umožnila nové metody in vivo funkčního zobrazování plic, které se nespoléhají na použití ionizujícího záření. Hyperpolarizovaná 129Xe (HP Xe) MRI poskytuje další doplňkové informace k 3He a 1H MRI a konvenčním metodám zobrazování plic. Díky své rozpustnosti kontrastní látka 129Xe sleduje cesty výměny plynů v plicích a nabízí přímý prostředek k prozkoumání regionální ventilace-perfuze (V/Q). Konkurenční modalita plicních V/Q skenů nukleární medicíny trpí velmi špatným prostorovým rozlišením a spoléháním se na vysoké dávky záření prostřednictvím inhalace radionuklidů. Nukleární medicína je tak nevhodná pro studium základní fyziologie u zdravých dobrovolníků nebo pro longitudinální studie u pacientů s plicním onemocněním.

Cíle a cíle této studie jsou:

1. Posoudit fyziologické rozdíly v plicní ventilaci mezi normální skupinou (dobrovolníci) a skupinou s onemocněním cystické fibrózy
2. Vyhodnotit rozdíly v difuzi Xe přes alveolární membránu mezi normální skupinou (dobrovolníci) a skupinou s onemocněním cystické fibrózy
3. Porozumět vztahu mezi rozsahem abnormální ventilace (a nesouladu ventilace-perfuze) na MRI a výsledky konvenčního fyziologického hodnocení funkce plic pomocí testů plicních funkcí (spirometrie a výměna plynů)
4. Porozumět vztahu mezi výměnou plynů, jak je stanoveno zobrazením HP Xe, a rozsahem nesouladu ventilace a perfuze na standardní perfuzní MRI

Toto je fyziologická průřezová studie proveditelnosti srovnávající regionální plicní ventilaci a difúzi přes alveolární membránu u normálních dobrovolníků a cystickou fibrózu. Bude přijato 15 zdravých dobrovolníků a 15 pacientů s cystickou fibrózou. Veškeré snímkování bude probíhat v nemocnici Papworth.

Fáze I: Dobrovolnické studium (n=15, ve věku 18–70 let)

Hyperpolarizované 129Xe MRI skeny budou prováděny na MRI oddělení v Papworth Hospital za použití systému Siemens Avanto 1.5 Tesla s 129Xe schopností pomocí speciální vysílací a přijímací RF cívky.

Fáze II: Studie CF (n=15, ve věku 18–70 let)

Pacienti, kteří již byli zařazeni do studie „Zobrazování plicní magnetickou rezonancí u cystické fibrózy: přesnost a reprodukovatelnost“ (referenční číslo REC: 13/EE/0401; ID projektu IRAS: 73137), budou rovněž pozváni k účasti na této studii.

Tito pacienti s CF ve stabilní fázi budou vyšetřeni konvenční magnetickou rezonancí ve stejný den, testy plicních funkcí a klinické hodnocení. Metodika 129Xe MRI bude taková, jaká je popsána výše pro zdravé dobrovolníky.

Morfologické zobrazování: Bude použita kombinace T1 a T2 vážených sekvencí.

Hyperpolarizované MR zobrazování 129Xe: U každého subjektu proběhnou až dvě dodávky ≤ 1L dávek hyperpolarizovaného xenonu takto:-

1. Zobrazování ventilace 129Xe poskytne další informace o hodnocení objemu plicní ventilace pomocí volumetrického gradientu echo sekvence.
2. Spektroskopie obnovy saturace chemického posunu (CSSR) s rozpuštěným xenonem poskytne odhad frakce 129Xe ve tkáni/intersticiu a v červených krvinkách.