Hyperpolariseret xenon-billeddannelse hos patienter med cystisk fibrose

Hyperpolariseret gas MRI (3He og 129Xe) har muliggjort nye metoder til in vivo funktionel lungebilleddannelse, der ikke er afhængig af brugen af ​​ioniserende stråling. Hyperpolariseret 129Xe (HP Xe) MRI giver yderligere supplerende information til 3He og 1H MRI og konventionelle lungebilleddannelsesmodaliteter. I kraft af sin opløselighed følger 129Xe-kontrastmidlet gasudvekslingsvejene i lungerne, hvilket tilbyder en direkte måde at udforske regional ventilation-perfusion (V/Q). Den konkurrerende modalitet af nuklearmedicinske lunge V/Q-scanninger lider af meget dårlig rumlig opløsning og en afhængighed af høje doser af stråling via radionuklid-inhalation. Nuklearmedicin er således uegnet til studier af grundlæggende fysiologi hos raske frivillige eller til longitudinelle studier hos lungesyge patienter.

Formålet med denne undersøgelse er:

1. At vurdere de fysiologiske forskelle i lungeventilation mellem normalgruppen (frivillige) og cystisk fibrose-sygdomsgruppen
2. At evaluere forskelle i Xe-diffusion over den alveolære membran mellem den normale gruppe (frivillige) og cystisk fibrose-sygdomsgruppen
3. At forstå sammenhængen mellem omfanget af unormal ventilation (og ventilations-perfusionsmismatch) på MR og resultaterne fra konventionel fysiologisk evaluering af lungefunktion ved hjælp af lungefunktionstest (spirometri og gasudveksling)
4. For at forstå sammenhængen mellem gasudveksling som bestemt ved HP Xe-billeddannelse og omfanget af ventilationsperfusionsmismatch på standardperfusions-MRI

Dette er en fysiologisk tværsnitsgennemførlighedsundersøgelse, der sammenligner regional lungeventilation og diffusion over den alveolære membran hos normale frivillige og cystisk fibrose. 15 raske frivillige og 15 patienter med cystisk fibrose vil blive rekrutteret. Al billeddannelse vil finde sted på Papworth Hospital.

Fase I: Frivilligt studie (n=15, i alderen 18-70)

Hyperpolariserede 129Xe MR-scanninger vil blive udført på MR-afdelingen på Papworth Hospital ved hjælp af et Siemens Avanto 1.5 Tesla-system med 129Xe-kapacitet ved hjælp af en dedikeret sende-modtage RF-spole.

Fase II: CF-studie (n=15, i alderen 18-70)

Patienter, der allerede er tilmeldt undersøgelsen 'Lungemagnetisk resonansbilleddannelse ved cystisk fibrose: nøjagtighed og reproducerbarhed' (REC-reference: 13/EE/0401; IRAS-projekt-ID: 73137) vil også blive inviteret til at deltage i denne undersøgelse.

Disse patienter, med CF i stabil fase, vil blive evalueret med konventionel MRI samme dag, lungefunktionstest og klinisk scoring. Metoden for 129Xe MRI vil være som beskrevet ovenfor for raske frivillige.

Morfologisk billeddannelse: En kombination af T1- og T2-vægtede sekvenser vil blive brugt.

Hyperpolariseret 129Xe MR-billeddannelse: For hvert individ vil op til to leveringer på ≤ 1L doser af hyperpolariseret xenon finde sted som følger:-

1. 129Xe ventilationsbilleddannelse vil give yderligere information om vurdering af lungeventilationsvolumen ved hjælp af en volumetrisk gradientekkosekvens.
2. Chemical shift saturation recovery (CSSR) spektroskopi med opløst xenon vil give en vurdering af fraktionen af ​​129Xe i væv/interstitium og i røde blodlegemer.