Imaging allo xeno iperpolarizzato nei pazienti con fibrosi cistica

La risonanza magnetica con gas iperpolarizzato (3He e 129Xe) ha consentito nuovi metodi di imaging polmonare funzionale in vivo che non si basano sull'uso di radiazioni ionizzanti. La risonanza magnetica iperpolarizzata 129Xe (HP Xe) fornisce ulteriori informazioni complementari alla risonanza magnetica 3He e 1H e alle modalità di imaging polmonare convenzionali. In virtù della sua solubilità, l'agente di contrasto 129Xe segue le vie di scambio gassoso nei polmoni, offrendo un mezzo diretto per esplorare la ventilazione-perfusione regionale (V/Q). La modalità concorrente delle scansioni V/Q polmonari di medicina nucleare soffre di una risoluzione spaziale molto scarsa e di una dipendenza da alte dosi di radiazioni tramite inalazione di radionuclidi. La medicina nucleare non è quindi adatta per studi di fisiologia di base su volontari sani o per studi longitudinali su pazienti affetti da malattie polmonari.

Gli scopi e gli obiettivi di questo studio sono:

1. Valutare le differenze fisiologiche nella ventilazione polmonare tra il gruppo normale (volontari) e il gruppo affetto da fibrosi cistica
2. Per valutare le differenze nella diffusione di Xe attraverso la membrana alveolare tra il gruppo normale (volontari) e il gruppo con malattia della fibrosi cistica
3. Comprendere la relazione tra l'entità della ventilazione anormale (e il disallineamento ventilazione-perfusione) alla risonanza magnetica e i risultati della valutazione fisiologica convenzionale della funzione polmonare mediante test di funzionalità polmonare (spirometria e scambio di gas)
4. Comprendere la relazione tra lo scambio di gas determinato dall'imaging HP Xe con l'entità del disallineamento della perfusione della ventilazione sulla risonanza magnetica della perfusione standard

Questo è uno studio di fattibilità trasversale fisiologico che confronta la ventilazione polmonare regionale e la diffusione attraverso la membrana alveolare in volontari normali e fibrosi cistica. Saranno reclutati 15 volontari sani e 15 pazienti affetti da fibrosi cistica. Tutte le immagini si svolgeranno al Papworth Hospital.

Fase I: Studio su volontari (n=15, età 18-70)

Le scansioni MRI 129Xe iperpolarizzate verranno eseguite nel reparto MRI del Papworth Hospital, utilizzando un sistema Siemens Avanto 1.5 Tesla con capacità 129Xe utilizzando una bobina RF di trasmissione-ricezione dedicata.

Fase II: studio CF (n=15, età 18-70)

I pazienti già arruolati nello studio "Risonanza magnetica polmonare nella fibrosi cistica: accuratezza e riproducibilità" (riferimento REC: 13/EE/0401; ID progetto IRAS: 73137) saranno invitati a prendere parte anche a questo studio.

Questi pazienti, con FC in fase stabile, saranno valutati con risonanza magnetica convenzionale in giornata, test di funzionalità polmonare e punteggio clinico. La metodologia della risonanza magnetica 129Xe sarà quella descritta sopra per i volontari sani.

Imaging morfologico: verrà utilizzata una combinazione di sequenze pesate in T1 e T2.

Imaging RM 129Xe iperpolarizzato: per ogni soggetto, avranno luogo fino a due consegne di dosi ≤ 1L di xeno iperpolarizzato come segue:-

1. L'imaging della ventilazione 129Xe fornirà ulteriori informazioni sulla valutazione del volume di ventilazione polmonare utilizzando una sequenza di eco del gradiente volumetrico.
2. La spettroscopia CSSR (Chemical Shift Saturation Recovery) con xeno disciolto fornirà una stima della frazione di 129Xe nel tessuto/interstizio e nei globuli rossi.