Évaluation des poumons explantés par IRM et tests biologiques (Xe MRI in ILD)

Il demeure urgent de mieux phénotyper les maladies pulmonaires interstitielles, de prédire les trajectoires, de surveiller la progression et de mesurer la réponse au traitement. Parce que la pathologie ILD est spatialement et temporairement hétérogène, le problème nécessite une évaluation pulmonaire en 3 dimensions (3D). À cette fin, les modèles d'imagerie CT sont essentiels au diagnostic de la FPI, mais une telle imagerie structurelle est insensible au changement de l'état fonctionnel. Ainsi, nous avons développé l'IRM 129Xe hyperpolarisée (HP), dont les propriétés uniques permettent une évaluation fonctionnelle 3D rapide et non invasive de la distribution des gaz inhalés dans les espaces aériens, ainsi que de son absorption dans l'interstitium pulmonaire (tissus barrières) et trans -se référer aux globules rouges capillaires pulmonaires (GR). Cette façon de sonder les échanges gazeux régionaux confère une sensibilité à l’épaississement de la barrière interstitielle à l’échelle micrométrique et à une diminution locale du transfert de globules rouges. Nous avons utilisé l'IRM 129Xe pour prédire des résultats tels que le décès ou la nécessité d'une greffe et avons fourni des preuves préliminaires montrant que l'absorption de la barrière est un marqueur sensible et précoce de la réponse thérapeutique. Ces progrès ont conduit à des demandes de diffusion plus large, ce qui entraîne un besoin urgent d’harmoniser les protocoles d’acquisition et les méthodes de quantification.

Ce travail sera mené par 4 centres collaborateurs - Duke University, l'Université de Cin-cinnati, le centre médical de l'hôpital pour enfants de Cincinnati et l'Université du Wisconsin. Cincin-nati Children's fonctionnera selon son propre protocole IRB et IND, mais chacun partagera des données et des techniques d'imagerie afin d'établir les meilleures pratiques. Les objectifs spécifiques du travail sont :

Objectif 1 - Maximiser et mesurer la répétabilité des métriques 129Xe IRM/MRS sur les plateformes IRM. Nous améliorerons la répétabilité publiée de ± 15 à 20 % en harmonisant les protocoles IRM/MRS grâce à un encadrement amélioré, une administration de dose optimisée et en adaptant le volume de dose inhalée à chaque patient. En utilisant ces approches, chaque centre démontrera des coefficients de répétabilité de ± 6 % ou mieux chez les patients atteints de PID.

Objectif 2 - Établir une analyse quantitative harmonisée des échanges gazeux IRM/MRS. Nous déploierons un package de reconstruction et d'analyse permettant aux utilisateurs de l'une des trois principales plates-formes de fournisseurs d'IRM d'obtenir une analyse quantitative robuste et en temps réel des images et des spectres. Nous démontrerons que les cohortes de référence saines sont équivalentes à ± 10 % dans 4 centres et utiliserons cela pour construire les distributions de référence saines multi-sites définitives.

Objectif 3 - Déployer un cadre clinique pour identifier la fibrose active et le vieillissement normal. Pour positionner la technologie pour le déploiement et l'interprétation cliniques, nous développerons un modèle physiologique intégrant des mesures de ventilation, de barrière et de globules rouges pour expliquer les facteurs sous-jacents responsables de la capacité de diffusion (DLCO) et du coefficient de transfert (KCO) d'un patient donné. Ce cadre sera déployé auprès des lecteurs qui différencieront l'ILD du vieillissement normal.

Les résultats attendus sont 1) déployer des protocoles d'acquisition et d'analyse robustes et standardisés dans les centres et les plates-formes de scanner, 2) établir les méthodes et les normes pour maximiser la répétabilité de chaque métrique d'imagerie des échanges gazeux, et 3) fournir les outils et le cadre nécessaire d'utiliser l'IRM 129Xe pour caractériser la maladie et évaluer l'efficacité thérapeutique. Collectivement, ce programme permettra des essais rapides et innovants qui accéléreront les progrès dans l’étude et le traitement des maladies pulmonaires fibrotiques. Bien que cette étude de développement technique se concentre sur des sujets sains et ceux atteints de PID, le déploiement de ces méthodes d'IRM non invasives devrait bénéficier plus largement à l'étude des maladies pulmonaires interstitielles, ainsi qu'à d'autres conditions de déficience des échanges gazeux telles que les troubles pulmonaires. maladies vasculaires, BPCO et COVID-19.