Hyperpolarisoidun 129Xe MR -keuhkokuvauksen käyttö vauvoilla

MRI hyperpolarisoiduilla xenon-129- ja helium-3-jalokaasuilla on testattu ja käytetty CCHMC:ssä aikuisilla ja yli 4-vuotiailla lapsilla, joilla on erittäin vahva turvallisuustieto. Sekä helium-3:n että ksenon-129:n turvallisuus tunnetaan hyvin, sillä 3He:ta käytetään turvallisesti ja tehokkaasti imeväisten kuvantamiseen ja 129Xe:tä käytetään laajalti kouluikäisillä lapsilla CCHMC:ssä ja muualla. Hengitettäessä hapetonta kaasuseosta tämä seos sekoittuu normaalin hapetetun hengitysilman jäännöstilavuuteen, joka jää keuhkoihin normaalin uloshengityksen jälkeenkin, jolloin syntyy hypoksinen hengitys. Tämä tehdään MRI-huoneessa pulssioksimetrialla.

Tutkijat uskovat yli 2 vuosikymmenen kokemuksen perusteella näistä jalokaasuista, että toimenpiteen riski on erittäin pieni ja liittyy ensisijaisesti hypoksiseen hengitykseen. (Syy hypoksiseen sisäänhengitykseen johtuu O2:n depolarisoivista vaikutuksista hyperpolarisoidun kaasun MRI-signaaliin.) Täten Cincinnatin lastensairaalassa tehtiin 0–5 kuukauden ikäisille vauvoille julkaisematon pilottitoteutettavuustutkimus turvallisuustietojen saamiseksi magneettikuvauksen laajentamiseksi kaasuilla vastasyntyneille pilottitestaamalla lyhyttä hypoksista haastetta kontrolloidussa ympäristössä. Tutkimus suoritettiin NICU:ssa, ja siihen sisältyi indusoitu 3 sekunnin apneahengityspidätys hengitetyllä typellä (N2), kun vauvaa seurattiin tarkasti. Tutkimus eteni vaiheittain alkaen 3 vauvasta huoneilmassa, 3 vauvasta happea nenäkanyylillä, sitten 3 vauvaa, jotka tarvitsevat tällä hetkellä hengitystukea CPAP- tai RAM-kanyylillä. Jokaisen 3:n kohortin jälkeen PI ja vähintään yksi ala-I, joka on myös NICU:n henkilökunnan jäsen, teki turvallisuusarvioinnin turvallisuuden määrittämiseksi ennen siirtymistä seuraavaan kohorttiin. Tulokset osoittavat, että toimenpide oli toteutettavissa näissä populaatioissa ja turvallinen. Raportoitavia haittavaikutuksia ei ollut. Noin 20 sekuntia hengityksen pidättämisen jälkeen SpO2:ssa oli odotettu pieni ohimenevä noin 5 %:n lasku, joka palasi nopeasti (5 sekunnissa) lähtötasolle, eikä sydämen sykkeessä ollut merkittäviä muutoksia toimenpiteen aikana; mikä tärkeintä, mikään toimenpide ei vaatinut pysäyttämistä odottamattomien arvojen vuoksi. Vaikka tässä pilottitutkimuksessa käytettiin ultrapuhdasta ~ 100 % N2:ta apneisen jakson indusoimiseen, apnean aste on samanlainen tai merkittävästi pienempi tämän protokollan ksenon-apneiajaksojen kanssa (Xe-pitoisuudet ~10-100 %, joten apneaeroja ei esiinny ehdotettu tutkimus. Tämän edellisen pilottitutkimuksen turvallisuus perustui paljon tiukempaan kliinisesti hyväksyttyyn hypoksiseen haasteeseen, jota käytettiin "lentokelpoisuuden" testaamiseen vanhemmilla vauvoilla ja lapsilla sekä aikuisilla. Yhdessä tutkimustutkimuksessa hypoksiahaastetesti (HCT) suoritettiin alle viikon ikäisille vastasyntyneille, joilla oli ennenaikaisuus ja BPD. Prospektiivinen havainnointitutkimus tehtiin 3 ryhmälle pikkulapsia: ≤7 päivän ikäiset terveet lapset, keskoset (≥34 viikkoa CGA), joilla ei ollut BPD:tä 2–3 päivää ennen kotiutumista, ja keskoset, joilla oli BPD. Vauvat asetettiin kehon pletysmografiin ja hengitettiin 15 % 02:ta samalla kun niitä tarkkailtiin jatkuvasti 20 minuutin ajan. Jos SpO2 putosi 85 prosenttiin, testi keskeytettiin ja kirjattiin testivirheeksi. Ryhmässä 1 (täysaikaiset imeväiset) epäonnistui yksi n = 24:stä (4,2 % epäonnistumisprosentti). Ryhmässä 2 (ennenaikainen ilman BPD:tä) oli 12 epäonnistumista n=62:sta (19,4 % epäonnistumisprosentti). Ryhmässä 3 (ennenaikainen BPD) oli 16 epäonnistumista n = 23:sta (69,6 % epäonnistumisprosentti). BPD-lapset saavuttivat vähimmäis-SpO2:n aikaisemmin (keskimäärin 8 minuuttia) kuin keskoset, joilla ei ollut BPD:tä (keskimäärin 15 minuuttia). Vaikka "lentokelpoisuustestiä" ei suoriteta rutiininomaisesti Cincinnati Children'sissä, ja sitä käytetään tyypillisesti vain korkeudessa, tämä edellinen tutkimus, jossa on pitkäkestoinen altistuminen hypoksiahaasteelle, on merkittävä tämän protokollan yhteydessä, koska protokolla on saanut merkittävästi pienempi riski (3 sekunnin apneajakso, toisin kuin pitkäaikainen hypoksia). Jopa BPD-kohortti oli osoittanut joustavuutta keskimäärin 8 minuutin ikkunalla ennen desaturaatiota 85 % SpO2:ksi.