Brug af hyperpolariseret 129Xe MR Lung Imaging hos spædbørn

MR med hyperpolariserede xenon-129 og helium-3 ædelgasser er blevet testet og brugt på CCHMC hos voksne og børn over 4 år med en meget stærk sikkerhedsrecord. Sikkerheden ved både helium-3 og xenon-129 er velkendt, hvor 3He bruges sikkert og effektivt til at afbilde spædbørn, og 129Xe bruges i vid udstrækning til børn i skolealderen på CCHMC og andre steder. Ved indånding af en anoxisk gasblanding blandes denne blanding med restvolumen af ​​standard iltet åndedrætsluft, der forbliver i lungen selv efter en normal udånding, hvilket giver en hypoxisk ånde. Dette udføres i MR-stuen med pulsoximetri.

Efterforskerne mener, baseret på mere end 2 årtiers erfaring med disse ædelgasser, at risikoen ved proceduren er meget lav og primært relaterer sig til tidevandshypoxisk inhalation. (Årsagen til den hypoxiske indånding er på grund af de depolariserende virkninger af O2 på det hyperpolariserede gas MRI-signal.) Således blev en upubliceret pilotgennemførlighedsundersøgelse på Cincinnati Children's Hospital udført med spædbørn i alderen 0 - 5 måneder for at give sikkerhedsdata til at udvide MRI med gasser til den neonatale befolkning ved at pilotteste en kort hypoksisk udfordring i et kontrolleret miljø. Undersøgelsen blev udført på NICU og omfattede en induceret 3-sekunders apnø-åndestop med inhaleret nitrogen (N2), mens spædbarnet blev nøje overvåget. Undersøgelsen udviklede sig trinvist, begyndende med 3 spædbørn på værelsesluft, 3 spædbørn på ilt med næsekanyle, derefter 3 spædbørn, der i øjeblikket har brug for respiratorisk støtte med CPAP eller RAM kanyle. Efter hver kohorte på 3 var der en sikkerhedsgennemgang af PI og mindst én under-I, som også er et fakultetsmedlem i NICU, for at bestemme sikkerheden, før de gik videre til den næste kohorte. Resultater indikerer, at proceduren var gennemførlig i disse populationer og var sikker. Der var ingen rapporterbare bivirkninger. Ca. 20 sekunder efter vejrtrækningen var der et forventet lille forbigående fald i SpO2 på ca. 5 %, som hurtigt (inden for 5 sekunder) vendte tilbage til baseline, og der var ingen signifikante ændringer i hjertefrekvensen under proceduren; vigtigere, ingen procedure krævede at stoppe på grund af uventede værdier. Mens denne pilotundersøgelse brugte ultraren ~100 % N2 til at inducere en apnøperiode, vil graden af ​​apnø være ens eller signifikant mindre med denne protokols xenon-apnøperioder (Xe-koncentrationer på ~10-100 % og vil således ikke introducere nogen apnøforskelle i den foreslåede undersøgelse. Sikkerheden for denne tidligere pilotundersøgelse var baseret på den meget mere strenge klinisk accepterede hypoxiske udfordring, der blev brugt til at teste "fitness-to-fly" udført på ældre spædbørn og børn såvel som voksne. I et forskningsstudie blev hypoxi challenge-testen (HCT) udført på nyfødte så unge som <1 uge gamle med diagnoser præmaturitet og BPD. Den prospektive observationelle undersøgelse blev udført på 3 grupper af spædbørn: raske fuldbårne spædbørn ≤7 dage gamle, præmature spædbørn (≥34 uger CGA) uden BPD 2 til 3 dage før udskrivelsen og præmature spædbørn med BPD. Spædbørnene blev anbragt i en kropsplethysmograf og inhalerede 15 % O2, mens de blev observeret kontinuerligt i 20 minutter. Hvis SpO2 faldt til 85 %, blev testen stoppet og blev registreret som en testfejl. I gruppe 1 (fuldbårne spædbørn) var der 1 svigt ud af n=24 (4,2 % svigtfrekvens). I gruppe 2 (premature uden BPD) var der 12 fejl ud af n=62 (19,4 % fejlrate). I gruppe 3 (premature med BPD) var der 16 fejl ud af n=23 (69,6 % fejlrate). BPD-børnene nåede minimum SpO2 tidligere (gennemsnitligt 8 minutter) end for tidligt fødte børn uden BPD (gennemsnitligt 15 minutter). Mens "fitness-to-fly"-testen ikke rutinemæssigt udføres på Cincinnati Children's og typisk kun bruges i højden, er denne tidligere undersøgelse med langvarig eksponering af hypoxiudfordringen signifikant i forbindelse med denne protokol, idet protokollen har signifikant mindre risiko (3-sekunders apnøperiode, i modsætning til langvarig hypoxi). Selv BPD-kohorten havde udvist modstandsdygtighed med et gennemsnitligt 8-minutters vindue før desaturation til 85 % SpO2.