Hardver és szoftver fejlesztése belélegzett nyomjelző gázokat használó tüdőmágneses rezonancia képalkotáshoz

A légúti betegségek világszerte jelentős egészségügyi terhet jelentenek. Kanadában ez várhatóan növekedni fog. A non-invazív orvosi képalkotó vizsgálatok képesek regionális funkcionális és szerkezeti információkat szolgáltatni a tüdőről, és segítséget nyújthatnak a légúti betegségek diagnosztizálásában és kezelésében. A jelenlegi példák közé tartozik a mellkasröntgen, a röntgen-számítógépes tomográfia (CT) és a nukleáris medicina technikái. Ezek a technikák azonban számos kapcsolódó korláttól szenvednek. A röntgen alapú módszerek nagy felbontást és gyors felvételeket kínálnak, de csak a tüdő szerkezetét és anatómiáját tükrözik a szövetsűrűség mérésével. A nukleáris medicina technikái használhatók a tüdőfunkció mérésére, de a felbontás gyenge és a felvételi idő hosszú. Ezenkívül mind a röntgen-alapú, mind a nukleáris medicina képalkotó technikák ionizáló sugárzást használnak, amely nem biztos, hogy alkalmas longitudinális képalkotásra, vagy sebezhető populációk, például gyermekek képalkotására.

A hagyományos mágneses rezonancia képalkotás (MRI) leképezi a biológiai szövetekben a vízmolekulákhoz kapcsolódó 1H magot (protont). Az MRI nagy felbontású anatómiai és funkcionális információkat nyújt a tüdőről többparaméteres kontraszttal ionizáló sugárzás alkalmazása nélkül. A tüdő hagyományos 1H MRI-vel kapcsolatos fő hátrányai azonban az alacsony szövetsűrűség, a számos levegő/szövet interfész közötti nagy mágneses érzékenységi különbségek, valamint a kardiorespiratorikus mozgás által okozott képkárosodás a szükségszerűen hosszú képfelvételi idő alatt. jaj;;

A hagyományos 1H MRI-vel kapcsolatos korlátok leküzdésére használható stratégia a biztonságos, MR-érzékeny inhalációs nyomjelző gázok alkalmazása. Ez lehetővé teszi ezeknek a gázoknak a térbeli eloszlásának közvetlen megjelenítését, közvetlenül feltárva a regionális szellőzést. Ebben a tanulmányban célunk ezen technológiák kifejlesztése, bevezetése és tesztelése a tüdő szerkezetének és funkcióinak jobb in vivo képalkotására olyan felnőtteknél és gyermekeknél, akiknek nem volt légúti betegségük.