Resonancia magnética pulmonar con xenón-129: estudio de voluntarios sanos y participantes con enfermedad pulmonar

La imagen pulmonar por resonancia magnética (RM) de gas noble hiperpolarizado es un método de imagen relativamente nuevo que permite representar tanto la función como la morfología pulmonar. 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, especialmente en niños. 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) los isótopos de los gases nobles helio-3 y xenón-129 pueden hiperpolarizarse. Hasta hace poco, se podían lograr polarizaciones más altas con helio-3 que con xenón-129, por lo que en humanos, el helio-3 se usaba más comúnmente para la RM de gas hiperpolarizado de los pulmones. Recientemente, la tecnología se ha desarrollado para proporcionar grandes cantidades de xenón-129 altamente polarizado. El gas helio-3 también es extremadamente caro y, dado que hay reservas limitadas del gas, es difícil conseguirlo para la investigación. A diferencia del helio-3, dado que el xenón-129 está naturalmente presente en la atmósfera, es menos costoso y más fácil de obtener para la obtención de imágenes.

Se están desarrollando varias aplicaciones de imágenes de RM con xenón-129, incluidas imágenes ponderadas por difusión y ponderadas por relajación. Estas técnicas aprovechan el hecho de que la tasa de pérdida de polarización del xenón-129 está significativamente influenciada por el flujo sanguíneo local y la concentración de oxígeno molecular, así como por la restricción de la difusión del xenón-129 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 la resonancia magnética con xenón-129 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. Estos datos se pueden utilizar para estudiar los cambios estructurales y funcionales que tienen lugar en los pulmones asociados con enfermedades pulmonares como la FQ y el asma. Podría proporcionar una herramienta de diagnóstico que sea capaz de detectar enfermedades pulmonares con mayor sensibilidad que las mediciones estándar de oro actuales de espirometría y pletismografía, y así prevenir daños irreparables e irreversibles a los pulmones en las primeras etapas de la enfermedad.