Evaluering af eksplanterede lunger ved MR og biologiske analyser (Xe MRI in ILD)

Der er fortsat et presserende behov for bedre at fænotype interstitielle lungesygdomme, forudsige baner, overvåge progression og måle behandlingsrespons. Fordi ILD-patologi er rumlig og midlertidigt heterogen, kræver problemet en 3-dimensionel (3D) lungevurdering. Til dette formål er CT-billeddannelsesmønstre kritiske i IPF-diagnose, men sådan strukturel billeddannelse er ufølsom over for ændret funktionsstatus. Vi har således udviklet hyperpolariseret (HP) 129Xe MRI, hvis unikke egenskaber muliggør hurtig, ikke-invasiv, 3D funktionel vurdering af inhaleret gasfordeling i luftrummene, såvel som dens optagelse i pulmonal interstitium (barrierevæv) og trans. -fer til de pulmonale kapillære røde blodlegemer (RBC'er). Denne måde at undersøge regional gasudveksling på giver følsomhed over for fortykkelse af interstitiel barriere i mikronskala og lokalt formindsket RBC-overførsel. Vi har brugt 129Xe MR til at forudsige udfald såsom død eller behov for transplantation og har leveret foreløbige beviser, der viser, at barriereoptagelse er en følsom og tidlig markør for terapirespons. Disse fremskridt har ført til krav om bredere formidling, hvilket driver et presserende behov for at harmonisere erhvervelsesprotokoller og kvantificeringsmetoder.

Dette arbejde vil blive udført af 4 samarbejdscentre - Duke University, University of Cin-cinnati, Cincinnati Children's Hospital Medical Center og University of Wisconsin. Cincin-nati Children's vil operere under sin egen IRB-protokol og IND, men hver vil dele data og billeddannelsesteknikker for at etablere bedste praksis. De specifikke mål med arbejdet er:

Mål 1 - Maksimer og mål repeterbarheden af ​​129Xe MRI/MRS-metrikker på tværs af MRI-platforme. Vi vil forbedre publiceret repeterbarhed på ±15-20 % ved at harmonisere MRI/MRS-protokoller ved forbedret coaching, optimeret dosislevering og skræddersy den inhalerede dosisvolumen til den enkelte patient. Ved at bruge disse tilgange vil hvert center demonstrere repeterbarhedskoefficienter på ±6 % eller bedre hos patienter med ILD.

Mål 2 - Etablere harmoniseret kvantitativ analyse af gasudveksling MRI/MRS. Vi vil implementere en rekonstruktions- og analysepakke, der gør det muligt for brugere af en af ​​tre store MRI-leverandørplatforme at opnå robust, kvantitativ realtidsanalyse af billeder og spektre. Vi vil demonstrere, at sunde referencekohorter svarer til ±10 % på tværs af 4 centre og bruge dette til at opbygge de definitive sunde referencefordelinger på flere steder.

Mål 3 - Implementer en klinisk ramme for at identificere aktiv fibrose og normal aldring. For at positionere teknologien til klinisk implementering og fortolkning vil vi udvikle en fysiologisk model, der inkorporerer ventilations-, barriere- og RBC-metrikker for at forklare de underliggende faktorer, der er ansvarlige for en given patients diffusionskapacitet (DLCO) og overførselskoefficient (KCO). Denne ramme vil blive implementeret til læsere, der vil adskille ILD fra normal aldring.

De forventede resultater er at 1) implementere robuste og standardiserede anskaffelses- og analyseprotokoller på tværs af centre og scannerplatforme, 2) etablere metoderne og standarderne for at maksimere repeterbarheden af ​​hver gasudvekslingsbilledmålingsmetrik og 3) levere værktøjerne og rammerne. nødvendig for at bruge 129Xe MRI til at karakterisere sygdom og vurdere terapeutisk effekt. Samlet vil dette program muliggøre hurtige og innovative forsøg, der vil fremskynde fremskridt i at studere og behandle fibrotisk lungesygdom. Mens denne tekniske udviklingsundersøgelse er fokuseret på raske forsøgspersoner og personer med ILD, bør anvendelsen af ​​disse ikke-invasive MR-metoder gavne studiet af interstitiel lungesygdom mere bredt såvel som andre tilstande med svækkelse af gasudveksling, såsom lungesygdomme. karsygdomme, KOL og COVID-19.