흡입된 추적 기체를 이용한 폐 자기공명영상을 위한 하드웨어 및 소프트웨어 개발

호흡기 질환은 전 세계적으로 상당한 의료 부담입니다. 캐나다에서는 이것이 증가할 것으로 예상됩니다. 비침습적 의료 영상 검사는 폐의 지역적 기능 및 구조 정보를 제공할 수 있으며 호흡기 질환의 진단 및 치료에 도움이 될 수 있습니다. 현재의 예로는 흉부 x-레이, x-레이 컴퓨터 단층촬영(CT) 및 핵의학 기술이 있습니다. 그러나 이러한 기술은 다양한 관련 제한 사항이 있습니다. X선 기반 방법은 고해상도와 빠른 획득을 제공하지만 조직 밀도를 측정하여 폐 구조와 해부학적 구조만을 반영합니다. 핵의학 기술은 폐 기능을 측정하는 데 사용될 수 있지만 해상도가 낮고 획득 시간이 길다는 문제가 있습니다. 또한 X선 기반 및 핵의학 영상 기술 모두 전리방사선을 사용하는데, 이는 종방향 영상 또는 어린이와 같은 취약한 집단의 영상에 적합하지 않을 수 있습니다.

기존의 자기 공명 영상(MRI)은 생물학적 조직의 물 분자에 부착된 1H 핵(양성자)을 영상화합니다. MRI는 전리방사선을 사용하지 않고 다중 매개변수 대비로 폐의 고해상도 해부학적 및 기능적 정보를 제공할 수 있습니다. 그러나 폐의 기존 1H MRI와 관련된 주요 단점은 낮은 조직 밀도, 수많은 공기/조직 인터페이스 사이의 큰 자화율 차이, 필연적으로 긴 이미지 획득 시간 프레임 동안 심폐 운동에 의한 이미지 손상입니다. 와;;

기존의 1H MRI와 관련된 한계를 극복하기 위해 사용할 수 있는 한 가지 전략은 안전한 MR에 민감한 흡입 추적 가스를 적용하는 것입니다. 이를 통해 이러한 가스의 공간 분포를 직접 시각화하여 지역 환기를 직접 확인할 수 있습니다. 이 연구에서 우리는 호흡기 질환의 병력이 없는 성인과 어린이의 폐 구조 및 기능에 대한 향상된 생체 내 이미징을 위해 이러한 기술을 개발, 구현 및 테스트하는 것을 목표로 합니다.