Az explantált tüdő értékelése MRI-vel és biológiai vizsgálatokkal (Xe MRI in ILD)

Továbbra is sürgős szükség van az intersticiális tüdőbetegségek fenotípusának javítására, a pályák előrejelzésére, a progresszió nyomon követésére és a kezelésre adott válasz mérésére. Mivel az ILD patológia térben és időlegesen heterogén, a probléma 3-dimenziós (3D) tüdővizsgálatot igényel. Ebből a célból a CT képalkotó minták kritikusak az IPF diagnózisában, de az ilyen szerkezeti képalkotás érzéketlen a funkcionális állapot változására. Így kifejlesztettük a hiperpolarizált (HP) 129Xe MRI-t, amelynek egyedülálló tulajdonságai lehetővé teszik a belélegzett gáz légterekben történő eloszlásának gyors, non-invazív, 3D-s funkcionális értékelését, valamint a tüdő interstitiumában (barrier szövetekben) és transzban történő felvételét. - a pulmonalis kapilláris vörösvértestekhez (RBC) jut. A regionális gázcsere szondázásának ez a módja érzékenységet biztosít a mikronméretű intersticiális gát megvastagodására és a lokálisan csökkent vörösvértest-transzferre. 129Xe MRI-t használtunk az olyan kimenetelek előrejelzésére, mint a halálozás vagy a transzplantáció szükségessége, és előzetes bizonyítékokkal szolgáltunk arra vonatkozóan, hogy a gát felvétele a terápiás válasz érzékeny és korai markere. Ezek az előrelépések szélesebb körű terjesztés iránti igényekhez vezettek, ami sürgős igényt támaszt a gyűjtési protokollok és a számszerűsítési módszerek harmonizálására.

Ezt a munkát 4 együttműködő központ végzi – a Duke Egyetem, a Cin-cinnati Egyetem, a Cincinnati Gyermekkórház Egészségügyi Központja és a Wisconsini Egyetem. A Cincin-nati Children's saját IRB protokollja és IND szerint fog működni, de mindegyik megosztja az adatokat és a képalkotási technikákat a legjobb gyakorlatok kialakítása érdekében. A munka konkrét céljai:

1. cél – A 129Xe MRI/MRS metrikák megismételhetőségének maximalizálása és mérése MRI platformokon. A publikált ±15-20%-os ismételhetőséget javítani fogjuk az MRI/MRS protokollok harmonizálásával, továbbfejlesztett coachinggal, optimalizált dózisbeadással és a belélegzett dózis mennyiségének egyéni páciensre szabásával. Ezeket a megközelítéseket alkalmazva minden központ ±6%-os vagy jobb ismételhetőségi együtthatót mutat ILD-ben szenvedő betegeknél.

2. cél – A gázcsere MRI/MRS harmonizált kvantitatív elemzése. Olyan rekonstrukciós és elemzési csomagot fogunk bevezetni, amely lehetővé teszi a három nagy MRI gyártó platform bármelyikének felhasználói számára, hogy megbízható, valós idejű kvantitatív elemzést kapjanak a képekről és spektrumokról. Bemutatjuk, hogy az egészséges referencia kohorszok ±10%-nak felelnek meg 4 központban, és ezt használjuk fel a végleges többhelyes, egészséges referenciaeloszlások felépítésére.

3. cél – Klinikai keretrendszer bevezetése az aktív fibrózis és a normál öregedés azonosítására. A technológia klinikai alkalmazásra és értelmezésre történő pozicionálásához egy fiziológiai modellt fejlesztünk ki, amely magában foglalja a lélegeztetés, a gát és a vörösvértest-metrikákat, hogy megmagyarázza az adott beteg diffúziós kapacitásáért (DLCO) és transzfer együtthatójáért (KCO) felelős tényezőket. Ezt a keretrendszert az olvasók számára fogják alkalmazni, akik megkülönböztetik az ILD-t a normál öregedéstől.

A várt eredmények a következők: 1) robusztus és szabványosított adatgyűjtési és elemzési protokollok telepítése központok és szkennerplatformok között, 2) módszerek és szabványok létrehozása az egyes gázcsere képalkotó mérőszámok megismételhetőségének maximalizálására, és 3) az eszközök és keretrendszer biztosítása. 129Xe MRI használatához szükséges a betegség jellemzéséhez és a terápiás hatékonyság értékeléséhez. Ez a program együttesen gyors és innovatív kísérleteket tesz lehetővé, amelyek felgyorsítják a fibrotikus tüdőbetegségek tanulmányozásában és kezelésében elért előrehaladást. Míg ez a műszaki fejlesztési tanulmány az egészséges alanyokra és az ILD-ben szenvedőkre összpontosít, ezeknek a non-invazív MRI-módszereknek az alkalmazása előnyös lehet az intersticiális tüdőbetegség szélesebb körű tanulmányozásában, valamint a gázcsere-károsodás egyéb körülményeiben, például a tüdőben. érbetegség, COPD és COVID-19.