Resonancia magnética pulmonar con xenón-129 hiperpolarizado: Estudio piloto de voluntarios adultos sanos

Con la aparición de nuevas mejoras de adquisición de imágenes de hardware y software, la resonancia magnética nuclear (RMN) tiene el potencial de convertirse en una herramienta importante para evaluar la estructura y función pulmonar. En particular, el uso de un gas noble hiperpolarizado como el 129Xe se ha utilizado para explorar las relaciones estructurales y funcionales en los pulmones tanto de sujetos sanos como de pacientes con enfermedades pulmonares (1,2). A diferencia de las imágenes de resonancia magnética basadas en protones, el gas 129Xe se usa como un "agente de contraste" para visualizar directamente las vías respiratorias y, por lo tanto, obtener imágenes de la ventilación. Mientras que la densidad normal del gas es demasiado baja para producir una señal fácilmente detectable, esto se supera aumentando artificialmente la cantidad de polarización por unidad de volumen usando bombeo óptico (3).

La RM de pulmón con gas noble hiperpolarizado es un método de imagen relativamente nuevo que permite representar tanto la función pulmonar como la morfología [4-9]. Los gases hiperpolarizados son una nueva clase de agente de contraste de RM que, cuando se inhalan, proporcionan imágenes de RM de alta resolución temporal y espacial de los espacios aéreos pulmonares. Dado que no hay radiación ionizante involucrada, la RM de gas hiperpolarizado es ideal para la evaluación de enfermedades pulmonares. Con los gases hiperpolarizados, los espines nucleares de los átomos de gas se alinean fuera del escáner de RM a través de un proceso llamado bombeo óptico; esto produce polarizaciones altas y permite la visualización de los espacios aéreos pulmonares con imágenes de RM (a pesar de la baja densidad física del gas en el pulmón). Dos no radiactivos (es decir, estables) de los gases nobles 3He y 129Xe pueden hiperpolarizarse. Hasta hace poco, se podían lograr polarizaciones más altas con 3He que con 129Xe, por lo que en humanos, el 3He se usaba más comúnmente para la RM de gas hiperpolarizado de los pulmones [10-15]. Recientemente, la tecnología se ha desarrollado para proporcionar grandes cantidades de 129Xe altamente polarizado [16].

Se están desarrollando varias aplicaciones de imágenes de resonancia magnética con 129Xe, incluidas imágenes ponderadas por difusión y ponderadas por relajación (17-19). Estas técnicas aprovechan el hecho de que la tasa de pérdida de polarización de 129Xe está significativamente influenciada por el flujo sanguíneo local y la concentración de oxígeno molecular, así como por la restricción de la difusión de 129Xe por las pequeñas dimensiones del espacio de las vías respiratorias. Estos datos se pueden utilizar para crear mapas del pulmón que reflejen la ventilación/perfusión regional y los tamaños de las microvías aéreas. Otros datos que se pueden obtener con 129Xe MRI incluyen los volúmenes de pulmones ventilados y no ventilados que posteriormente se pueden analizar para determinar la homogeneidad de la distribución de gas dentro de los espacios aéreos (17).

Los objetivos del estudio son:

• Evaluar cuantitativamente una bobina torácica 3T 129Xe en cuanto a calidad de imagen y comodidad/rendimiento de la bobina.
• Determinar el rango de posibles secuencias de pulso novedosas en combinación con la bobina y la inhalación de gas 129Xe en voluntarios sanos.