Gebruik van gehyperpolariseerde 129Xe MR-longbeeldvorming bij zuigelingen

MRI met gehyperpolariseerd xenon-129 en helium-3 edelgassen is getest en gebruikt bij CCHMC bij volwassenen en kinderen ouder dan 4 jaar met een zeer sterke staat van dienst op het gebied van veiligheid. De veiligheid van zowel helium-3 als xenon-129 is algemeen bekend, waarbij 3He veilig en effectief wordt gebruikt om baby's in beeld te brengen, en 129Xe op grote schaal wordt gebruikt bij schoolgaande kinderen in CCHMC en elders. Bij inademing van een anoxisch gasmengsel vermengt dit mengsel zich met het resterende volume standaard geoxygeneerde ademlucht dat zelfs na een normale uitademing in de long achterblijft, waardoor een hypoxische ademhaling ontstaat. Dit gebeurt in de MRI-ruimte met pulsoximetrie.

De onderzoekers zijn van mening, gebaseerd op meer dan 2 decennia ervaring met deze edelgassen, dat het risico van de procedure zeer laag is en voornamelijk verband houdt met de getijde-hypoxische inademing. (De reden voor de hypoxische inademing is vanwege de depolariserende effecten van O2 op het gehyperpolariseerde gas-MRI-signaal.) Zo werd een niet-gepubliceerde pilot-haalbaarheidsstudie uitgevoerd in het Cincinnati Children's Hospital met baby's van 0 - 5 maanden om veiligheidsgegevens te verstrekken om MRI met gassen uit te breiden naar de neonatale populatie door een korte hypoxische uitdaging in een gecontroleerde setting te testen. De studie werd uitgevoerd in de NICU en omvatte een geïnduceerde apneu-adempauze van 3 seconden met geïnhaleerde stikstof (N2) terwijl de baby nauwlettend werd gevolgd. De studie vorderde stapsgewijs, te beginnen met 3 baby's op kamerlucht, 3 baby's op zuurstof met neuscanule, en vervolgens 3 baby's die momenteel ademhalingsondersteuning nodig hadden met CPAP- of RAM-canule. Na elk cohort van 3 was er een veiligheidsbeoordeling door de PI en ten minste één sub-I die ook een faculteitslid is in de NICU om de veiligheid te bepalen alvorens door te gaan naar het volgende cohort. De resultaten geven aan dat de procedure haalbaar was in deze populaties en veilig was. Er waren geen te melden bijwerkingen. Ongeveer 20 seconden na het inhouden van de adem was er een verwachte kleine voorbijgaande daling van de SpO2 van ongeveer 5%, die snel (binnen 5 seconden) terugkeerde naar de basislijn, en er waren geen significante veranderingen in de hartslag tijdens de procedure; belangrijker is dat er geen procedure nodig was om te stoppen vanwege onverwachte waarden. Terwijl deze pilootstudie ultrapuur ~100% N2 gebruikte om een ​​apneuperiode op te wekken, zal de mate van apneu vergelijkbaar zijn met of aanzienlijk minder zijn met de xenon-apneuperioden van dit protocol (Xe-concentraties van ~10-100%, en zullen dus geen apneu-verschillen introduceren in de voorgestelde studie. De veiligheid voor deze eerdere pilootstudie was gebaseerd op de veel strengere, klinisch aanvaarde hypoxische uitdaging die werd gebruikt om "fitness-to-fly" te testen bij oudere baby's en kinderen, evenals bij volwassenen. In één onderzoek werd de hypoxie-uitdagingstest (HCT) uitgevoerd bij pasgeborenen van minder dan 1 week oud met de diagnose prematuriteit en BPS. De prospectieve observationele studie werd uitgevoerd bij 3 groepen baby's: gezonde voldragen baby's van ≤7 dagen oud, te vroeg geboren baby's (≥34 weken CGA) zonder BPS 2 tot 3 dagen voor ontslag, en te vroeg geboren baby's met BPS. De baby's werden in een lichaamsplethysmograaf geplaatst en 15% O2 ingeademd terwijl ze gedurende 20 minuten continu werden geobserveerd. Als de SpO2 daalde tot 85%, werd de test gestopt en geregistreerd als een mislukte test. In groep 1 (voldragen baby's) was er 1 uitval op n=24 (4,2% uitvalpercentage). In groep 2 (te vroeg geboren zonder borderline-stoornis) waren er 12 mislukkingen op n=62 (19,4% faalpercentage). In Groep 3 (te vroeg geboren met BPS) waren er 16 mislukkingen op n=23 (69,6% faalpercentage). De baby's met borderline-stoornis bereikten eerder de minimale SpO2 (gemiddeld 8 minuten) dan premature baby's zonder borderline-stoornis (gemiddeld 15 minuten). Hoewel de "fitness-to-fly"-test niet routinematig wordt uitgevoerd bij Cincinnati Children's, en meestal alleen op hoogte wordt gebruikt, is deze eerdere studie met langdurige blootstelling aan de hypoxie-uitdaging significant in de context van dit protocol, omdat het protocol aanzienlijk heeft minder risico (apneu-periode van 3 seconden, in tegenstelling tot langdurige hypoxie). Zelfs het BPD-cohort vertoonde veerkracht met een gemiddeld tijdsbestek van 8 minuten vóór desaturatie tot 85% SpO2.