Hiperpolarizált 129Xe MRI a tüdőfunkció leképezésére

A tüdőfunkció nem invazív képalkotása várhatóan kritikus betekintést nyújt a krónikus tüdőbetegségek jellemzésének és kezelésének előrehaladásához. A jelenlegi elsődleges diagnosztikai intézkedés a tüdőfunkciós vizsgálat (PFT), amelyet a 19. század közepén vezettek be, de ma is az ellátás standardja. A PFT-k előnye, hogy nem invazívak és széles körben elérhetőek, de gyenge érzékenységük és nagy variabilitásuk van. Így a PFT-k nem hatékonyak a terápiás válasz vagy a betegség progressziójának ésszerű időn belüli értékelésében, tekintettel a betegségek gyakori heterogenitására és a tüdő kompenzációs mechanizmusaira.

Régóta köztudott, hogy az érzékenység javítása a tüdő regionális felmérését igényli. Ebből a célból az olyan módszerek, mint a számítógépes tomográfia (CT), betekintést nyújtanak a tüdő szerkezetébe, de a tüdő működésére következtetni kell. Azonban nagyobb aggodalomra ad okot a CT-hez társuló magas sugárdózis, amely kizárja a gyakori longitudinális követési képalkotást. Alternatív megoldásként a lélegeztetés és a perfúzió regionális képalkotása is lehetséges nukleáris medicina technikákkal, például planáris szcintigráfia, egyfotonos számítógépes tomográfia (SPECT) vagy pozitronemissziós tomográfia (PET). A CT-képalkotáshoz hasonlóan azonban mindezen módozatok ionizáló sugárzásnak teszik ki az alanyt, és nem alkalmazhatók sorozatosan, kényszerítő klinikai szükséglet nélkül. Ezenkívül ezek a nukleáris képalkotó eljárások gyenge térbeli és időbeli felbontásban szenvednek.

A HP 129Xe MRI kulcsszerepe az, hogy lehetővé teszi a nem invazív, nagy felbontású képalkotást a tüdő szerkezetének és működésének minden aspektusáról. A közelmúltban bemutattuk a HP 129Xe MRI-t, amely nagy felbontású pulmonalis lélegeztetést tesz lehetővé, valamint képes kimutatni az alveoláris mikrostruktúra olyan rendellenességeit, amelyek a COPD emphysema fenotípusával kapcsolatosak. Bemutattuk azt az alapvetően új képességet is, amely lehetővé teszi a 129Xe tüdőkapilláris vérbe és szövetekbe történő közvetlen vizualizálását, amely regionális gázcsere információval még teljesebb képet nyújthat a tüdőfunkcióról.

A xenon egy nemesgáz, amelyet kémiailag nem változtat meg a szervezet. Az inhalált Xe kis része felszívódik a véráramba, és mérsékelt koncentrációban dokumentált érzéstelenítő hatása van. Az ebben a protokollban használt gázszintek mind az állatok, mind az emberek esetében a korábban levezetett biztonságos határértékeken belül vannak. A stabil 129Xe izotóp hiperpolarizálható, ami azt jelenti, hogy a bruttó MRI-jelét ~100 000-szeresére növeljük. Az ilyen jelerősítés lehetővé teszi a belélegzett gáz nagy térbeli és időbeli felbontású képalkotását. Ezenkívül a 129Xe tulajdonságai lehetővé teszik a képek készítését többféle kontraszttal, beleértve a szellőzést, a tüdő mikroszerkezetét és a regionális gázcserét. Mivel a 129Xe MRI nem használ ionizáló sugárzást, és csak belélegzett gázkontrasztanyagot használ, megvan a lehetőség, hogy longitudinális vizsgálatokban használják a terápia hatásainak tesztelésére vagy a betegség progressziójának noninvazív nyomon követésére.