BPDの小児集団における129Xe MRI

早産の最も一般的な呼吸器合併症である気管支肺異形成症 (BPD) は、臨床的に評価された月経後 36 週での酸素補給の必要性によって定義されますが、臨床呼吸ケアの進歩により非常に初期の生存率が改善されたため、実際に発生率が増加しています。未熟児。 しかし、肺疾患の負担は NICU を超えて続きます。生存者は、呼吸関連の再入院と肺活量の低下のリスクが高くなります。 新生児の肺のイメージングは​​、呼吸状態の急性変化の臨床的評価に限定されています。 最も広く利用されている臨床画像モダリティである X 線写真とコンピュータ断層撮影 (CT) には、重大な制限があります。 重大な呼吸機能障害を有する患者は軽度の X 線異常しか示さない可能性があるため、急性環境での胸部 X 線写真の感度は限られています。特に電離放射線による損傷を受けやすい。 さらに、CT は連続的な放射線被曝とがんリスクの増加との間に関連があるため、縦断的評価には適していません。

非イオン化技術として、磁気共鳴画像法 (MRI) は肺の画像化に理想的なモダリティです。特に幼児および小児集団において。 それにもかかわらず、肺実質のプロトン密度が低い (固形組織の約 20% にすぎない)、急速な信号減衰につながる多数の気組織界面、さらに画質を低下させる心臓および呼吸器の運動源のために、MRI は肺の病状の評価において限られた役割を果たしました。 新生児の肺 MRI は、患者の体格が小さいことと、NICU 患者をスキャナに搬送する際のデリケートな性質によってさらに混乱します。 これらの制限を克服するために、ヘリウム 3 (3He) やキセノン 129 (129Xe) などの吸入過分極 (HP) 希ガスの使用が登場しました。 肺内の空隙をこれらの HP ガスのいずれかで満たすと、MRI で高品質の画像を取得するのに十分な信号とコントラストが得られます。

成人と小児の両方で HP 3He MRI を使用した大規模な作業が行われていますが、このガスの供給は非常に限られているため、ますます高価になっています。 一方、129Xe は大気の一部であり、供給上の制約を受けません。 また、キセノンは肺組織と血液に溶解します。これは、129Xe の共鳴周波数の特徴的なシフトに関連するプロセスです。 その結果、肺循環による 129Xe ガスの取り込みとその後の輸送は、他の既存の非侵襲的モダリティでは実行不可能な時間的および空間的解像度で、肺機能に関して監視、定量化、分析することができます。

この研究では、HP 129Xe MRI を使用して、最大 30 人の幼児被験者の肺機能を評価します。 被験者は、挿管され鎮静され、BPDの診断が知られている新生児です。 これらの被験者は肺疾患を患っており、慢性的に挿管されている可能性がありますが、臨床的に安定しており、全体的なリスクを減少させる急性疾患ではありません. 吸入すると、129Xe は肺実質内で画像化できます。 特殊な MRI パルス シーケンスのセットを使用して、これらの被験者の肺における 129Xe の拡散およびガス交換特性が評価されます。 これにより、研究者は、肺胞サイズ、酸素分圧、肺胞壁の厚さ、および肺内の微小血管系のガス輸送効率の地域分布を決定できます。 各参加者は、肺実質の構造、体積、および灌流をさらに評価するために、追加のルーチン プロトン MRI シーケンスと共に HP 129Xe MRI を使用して一度画像化されます。

この研究の全体的な目標は、BPD を評価し、HP MRI を使用して BPD の表現型バリアントを決定するための改善された定量的画像ベースの肺機能パラメーターを開発することです。 HP ガス MRI は、この疾患のイメージングの現在のゴールド スタンダードである CT では得られない追加情報を提供します。 さらに、MRI は非電離放射線の利点を提供します。これは、生涯にわたって CT 検査を繰り返す可能性がある小児集団では特に重要です。 年長の子供や大人もこの技術の恩恵を受ける可能性がありますが、BPD のイメージングと表現型の改善により、この複雑な疾患の治療がさらに改善されることが期待されます。