Entwicklung von Hard- und Software für die pulmonale Magnetresonanztomographie mit eingeatmeten Tracergasen

Atemwegserkrankungen sind weltweit eine erhebliche Belastung für das Gesundheitswesen. In Kanada wird eine Zunahme erwartet. Nicht-invasive medizinische Bildgebungstests können regionale funktionelle und strukturelle Informationen der Lunge liefern und bei der Diagnose und Behandlung von Atemwegserkrankungen helfen. Aktuelle Beispiele umfassen Thoraxröntgen, Röntgen-Computertomographie (CT) und nuklearmedizinische Techniken. Diese Techniken leiden jedoch an verschiedenen damit verbundenen Beschränkungen. Röntgenbasierte Verfahren bieten eine hohe Auflösung und schnelle Erfassung, spiegeln jedoch die Lungenstruktur und -anatomie nur durch Messung der Gewebedichte wider. Techniken der Nuklearmedizin können zur Messung der Lungenfunktion verwendet werden, leiden jedoch unter schlechter Auflösung und langen Erfassungszeiten. Darüber hinaus verwenden sowohl röntgenbasierte als auch nuklearmedizinische Bildgebungsverfahren ionisierende Strahlung, die möglicherweise nicht für Längsbildgebung oder Bildgebung in gefährdeten Bevölkerungsgruppen wie Kindern geeignet ist.

Herkömmliche Magnetresonanztomographie (MRI) bildet den 1H-Kern (Proton) ab, der an Wassermolekülen in biologischen Geweben befestigt ist. Die MRT kann hochauflösende anatomische und funktionelle Informationen der Lunge mit multiparametrischem Kontrast ohne die Verwendung ionisierender Strahlung liefern. Hauptnachteile der herkömmlichen 1H-MRT der Lunge sind jedoch die geringe Gewebedichte, große magnetische Suszeptibilitätsunterschiede zwischen zahlreichen Luft/Gewebe-Grenzflächen und Bildverfälschung durch kardiorespiratorische Bewegung während des notwendigerweise langen Bilderfassungszeitrahmens. Wo;;

Eine Strategie, die eingesetzt werden kann, um die mit der konventionellen 1H-MRT verbundenen Einschränkungen zu überwinden, ist die Anwendung von sicheren MR-empfindlichen inhalierten Tracergasen. Dies ermöglicht die direkte Visualisierung der räumlichen Verteilung dieser Gase, wodurch die regionale Ventilation direkt sichtbar wird. In dieser Studie wollen wir diese Technologien für eine verbesserte In-vivo-Bildgebung der Lungenstruktur und -funktion bei Erwachsenen und Kindern ohne Vorgeschichte von Atemwegserkrankungen entwickeln, implementieren und testen.