Imagerie par résonance magnétique pulmonaire au xénon-129 : étude de volontaires sains et de participants atteints d'une maladie pulmonaire

L'imagerie pulmonaire par résonance magnétique (RM) des gaz nobles hyperpolarisés est une méthode d'imagerie relativement nouvelle qui permet de représenter à la fois la fonction pulmonaire et la morphologie. Les gaz hyperpolarisés sont une nouvelle classe d'agents de contraste IRM qui, lorsqu'ils sont inhalés, fournissent des images IRM à haute résolution temporelle et spatiale des espaces aériens pulmonaires. Puisqu'aucun rayonnement ionisant n'est impliqué, l'imagerie par résonance magnétique des gaz hyperpolarisés est idéale pour l'évaluation des maladies pulmonaires, en particulier chez les enfants. Avec les gaz hyperpolarisés, les spins nucléaires des atomes de gaz sont alignés à l'extérieur du scanner MR via un processus appelé pompage optique ; cela donne des polarisations élevées et permet la visualisation des espaces aériens pulmonaires avec l'imagerie RM (malgré la faible densité physique du gaz dans les poumons). Deux non radioactifs (c'est-à-dire stable) les isotopes des gaz nobles hélium-3 et xénon-129 peuvent être hyperpolarisés. Jusqu'à récemment, des polarisations plus élevées pouvaient être obtenues avec l'hélium-3 qu'avec le xénon-129, donc chez l'homme, l'hélium-3 était plus couramment utilisé pour l'imagerie IRM des gaz hyperpolarisés des poumons. Récemment, la technologie a été développée pour fournir de grandes quantités de xénon-129 hautement polarisé. Le gaz hélium-3 est également extrêmement coûteux et, comme les réserves de gaz sont limitées, difficile à se procurer pour la recherche. Contrairement à l'hélium-3, le xénon-129 étant naturellement présent dans l'atmosphère, il est moins cher et plus facile à se procurer pour l'imagerie.

Plusieurs applications de l'imagerie RM au xénon-129 sont en cours de développement, notamment l'imagerie pondérée en diffusion et pondérée en relaxation. Ces techniques tirent parti du fait que le taux de perte de polarisation du xénon-129 est significativement influencé par le flux sanguin local et la concentration d'oxygène moléculaire, ainsi que par la restriction de la diffusion du xénon-129 par les petites dimensions de l'espace des voies respiratoires. Ces données peuvent être utilisées pour créer des cartes du poumon reflétant la ventilation/perfusion régionale et la taille des micro-voies respiratoires. D'autres données pouvant être obtenues avec l'IRM au xénon-129 comprennent les volumes de poumons ventilés et non ventilés qui peuvent ensuite être analysés pour déterminer l'homogénéité de la distribution des gaz dans les espaces aériens. Ces données peuvent être utilisées pour étudier les changements structurels et fonctionnels qui se produisent dans les poumons associés aux maladies pulmonaires telles que la mucoviscidose et l'asthme. Il pourrait fournir un outil de diagnostic capable de détecter les maladies pulmonaires de manière plus sensible que les mesures de référence actuelles de la spirométrie et de la pléthysmographie, et ainsi prévenir des dommages irréparables et irréversibles aux poumons aux premiers stades de la maladie.