Sviluppo di hardware e software per la risonanza magnetica polmonare utilizzando gas traccianti inalati

Le malattie respiratorie rappresentano un onere sanitario significativo in tutto il mondo. In Canada, questo dovrebbe aumentare. I test di imaging medico non invasivi sono in grado di fornire informazioni funzionali e strutturali regionali del polmone e possono aiutare nella diagnosi e nel trattamento delle malattie respiratorie. Gli esempi attuali includono la radiografia del torace, la tomografia computerizzata a raggi X (TC) e le tecniche di medicina nucleare. Tuttavia, queste tecniche soffrono di varie limitazioni associate. I metodi basati sui raggi X offrono un'elevata risoluzione e acquisizioni rapide, ma riflettono solo la struttura e l'anatomia polmonare misurando la densità dei tessuti. Le tecniche di medicina nucleare possono essere utilizzate per misurare la funzionalità polmonare, ma soffrono di scarsa risoluzione e lunghi tempi di acquisizione. Inoltre, sia le tecniche di imaging basate sui raggi X che quelle di medicina nucleare fanno uso di radiazioni ionizzanti, che potrebbero non essere adatte per l'imaging longitudinale o per l'imaging in popolazioni vulnerabili come i bambini.

La risonanza magnetica convenzionale (MRI) visualizza il nucleo 1H (protone) attaccato alle molecole d'acqua nei tessuti biologici. La risonanza magnetica può fornire informazioni anatomiche e funzionali ad alta risoluzione del polmone con contrasto multiparametrico senza l'uso di radiazioni ionizzanti. Tuttavia, i principali inconvenienti associati alla risonanza magnetica 1H convenzionale del polmone sono la bassa densità del tessuto, le grandi differenze di suscettibilità magnetica tra numerose interfacce aria/tessuto e la corruzione dell'immagine da parte del movimento cardiorespiratorio durante il periodo di acquisizione dell'immagine necessariamente lungo. Wo;;

Una strategia che può essere impiegata per superare i limiti associati alla risonanza magnetica 1H convenzionale è l'applicazione di gas traccianti inalati sensibili alla risonanza magnetica. Ciò consente la visualizzazione diretta della distribuzione spaziale di questi gas, rivelando direttamente la ventilazione regionale. In questo studio miriamo a sviluppare, implementare e testare queste tecnologie per migliorare l'imaging in vivo della struttura e della funzione polmonare in adulti e bambini senza storia di malattie respiratorie.