Xenon-129 폐 자기 공명 영상: 건강한 자원 봉사자와 폐 질환이 있는 참가자에 대한 연구

과분극된 비활성 가스 자기 공명(MR) 폐 영상은 폐 기능과 형태를 모두 묘사할 수 있는 비교적 새로운 영상 방법입니다. 과분극 가스는 흡입 시 폐 공기 공간의 높은 시간 및 공간 해상도 MR 이미지를 제공하는 새로운 종류의 MR 조영제입니다. 이온화 방사선이 관여하지 않기 때문에 과분극 가스 MR 영상은 특히 어린이의 폐 질환 평가에 이상적입니다. 과분극 가스를 사용하면 가스 원자의 핵 스핀이 광학 펌핑이라는 프로세스를 통해 MR 스캐너 외부에서 정렬됩니다. 이것은 높은 편광을 생성하고 MR 영상으로 폐 공기 공간의 시각화를 허용합니다(폐에 있는 가스의 낮은 물리적 밀도에도 불구하고). 2개의 비방사성(즉, 안정한) 비활성 기체 헬륨-3 및 크세논-129의 동위원소는 과분극될 수 있습니다. 최근까지 크세논-129보다 헬륨-3으로 더 높은 분극화를 달성할 수 있었으므로 인간의 경우 폐의 과분극 가스 MR 영상에 헬륨-3이 더 일반적으로 사용되었습니다. 최근에는 고도로 편광된 크세논-129를 대량으로 제공하는 기술이 개발됐다. 헬륨-3 가스는 또한 매우 비싸고 매장량이 한정되어 있어 연구용으로 조달하기가 어렵습니다. 헬륨-3과 달리 크세논-129는 대기 중에 자연적으로 존재하기 때문에 저렴하고 이미징을 위해 조달하기가 더 쉽습니다.

Xenon-129 MR 영상의 여러 응용 분야는 확산 강조 및 이완 강조 영상을 포함하여 개발 중입니다. 이러한 기술은 크세논-129 분극 손실률이 국소 혈류 및 분자 산소 농도에 의해 크게 영향을 받을 뿐만 아니라 작은 기도 공간 치수에 의한 크세논-129 확산 제한이라는 사실을 이용합니다. 이 데이터는 국소 환기/관류 및 미세 기도 크기를 반영하는 폐 지도를 만드는 데 사용할 수 있습니다. Xenon-129 MRI로 얻을 수 있는 다른 데이터에는 공기 공간 내 가스 분포의 균질성을 결정하기 위해 분석할 수 있는 환기 및 비환기 폐의 부피가 포함됩니다. 이러한 데이터는 CF 및 천식과 같은 폐 질환과 관련된 폐에서 발생하는 구조적 및 기능적 변화를 연구하는 데 사용할 수 있습니다. 폐활량 측정법과 체적 맥파 측정법의 현재 골드 표준 측정보다 더 민감하게 폐 질환을 감지할 수 있는 진단 도구를 제공하여 질병 초기 단계에서 돌이킬 수 없는 돌이킬 수 없는 폐 손상을 예방할 수 있습니다.