Evaluatie van geëxplanteerde longen door MRI en biologische tests (Xe MRI in ILD)

Er blijft een dringende behoefte aan een beter fenotype van interstitiële longziekten, het voorspellen van trajecten, het monitoren van de progressie en het meten van de respons op de behandeling. Omdat ILD-pathologie ruimtelijk en tijdelijk heterogeen is, vereist het probleem een ​​driedimensionale (3D) longbeoordeling. Met het oog hierop zijn CT-beeldvormingspatronen van cruciaal belang bij de IPF-diagnose, maar dergelijke structurele beeldvorming is ongevoelig voor veranderende functionele status. Daarom hebben we hypergepolariseerde (HP) 129Xe MRI ontwikkeld, waarvan de unieke eigenschappen een snelle, niet-invasieve, 3D functionele beoordeling van de distributie van ingeademd gas in de luchtruimten mogelijk maken, evenals de opname ervan in het longinterstitium (barrièreweefsels) en trans -fer naar de pulmonale capillaire rode bloedcellen (RBC's). Deze manier om de regionale gasuitwisseling te onderzoeken, geeft gevoeligheid voor verdikking van de interstitiële barrière op micronschaal en lokaal verminderde RBC-overdracht. We hebben 129Xe MRI gebruikt om uitkomsten zoals overlijden of de noodzaak van transplantatie te voorspellen en hebben voorlopig bewijs geleverd dat aantoont dat het opnemen van barrières een gevoelige en vroege marker is voor therapierespons. Deze vooruitgang heeft geleid tot de vraag naar bredere verspreiding, wat leidt tot een dringende noodzaak om acquisitieprotocollen en kwantificeringsmethoden te harmoniseren.

Dit werk zal worden uitgevoerd door vier samenwerkende centra: Duke University, de Universiteit van Cin-cinnati, het Cincinnati Children's Hospital Medical Center en de Universiteit van Wisconsin. Cincin-nati Children's zal opereren onder zijn eigen IRB-protocol en IND, maar elk zal gegevens en beeldvormingstechnieken delen om de beste praktijken vast te stellen. De specifieke doelstellingen van het werk zijn:

Doel 1: Maximaliseer en meet de herhaalbaarheid van 129Xe MRI/MRS-metrieken op MRI-platforms. We zullen de gepubliceerde herhaalbaarheid van ±15-20% verbeteren door de MRI/MRS-protocollen te harmoniseren door verbeterde coaching, geoptimaliseerde dosistoediening en het afstemmen van het geïnhaleerde dosisvolume op de individuele patiënt. Met behulp van deze benaderingen zal elk centrum herhaalbaarheidscoëfficiënten van ±6% of beter aantonen bij patiënten met ILD.

Doel 2 - Geharmoniseerde kwantitatieve analyse van gasuitwisselings-MRS/MRS tot stand brengen. We zullen een reconstructie- en analysepakket inzetten waarmee gebruikers van een van de drie grote MRI-leveranciersplatforms robuuste, realtime kwantitatieve analyses van beelden en spectra kunnen verkrijgen. We zullen aantonen dat gezonde referentiecohorten gelijkwaardig zijn aan ±10% over 4 centra en dit gebruiken om de definitieve gezonde referentieverdelingen op meerdere locaties op te bouwen.

Doel 3 – Een klinisch raamwerk implementeren om actieve fibrose en normale veroudering te identificeren. Om de technologie te positioneren voor klinische toepassing en interpretatie, zullen we een fysiologisch model ontwikkelen dat ventilatie-, barrière- en RBC-metrieken integreert om de onderliggende factoren te verklaren die verantwoordelijk zijn voor de diffusiecapaciteit (DLCO) en de overdrachtscoëfficiënt (KCO) van een bepaalde patiënt. Dit raamwerk zal worden ingezet voor lezers die ILD willen onderscheiden van normaal ouder worden.

De verwachte resultaten zijn: 1) het implementeren van robuuste en gestandaardiseerde acquisitie- en analyseprotocollen in alle centra en scannerplatforms, 2) het vaststellen van de methoden en standaarden voor het maximaliseren van de herhaalbaarheid van elke beeldvormingsmetriek voor gasuitwisseling, en 3) het verschaffen van de tools en het raamwerk nodig om 129Xe MRI te gebruiken om de ziekte te karakteriseren en de therapeutische werkzaamheid te beoordelen. Gezamenlijk zal dit programma snelle en innovatieve onderzoeken mogelijk maken die de vooruitgang bij het bestuderen en behandelen van fibrotische longziekten zullen versnellen. Hoewel deze technische ontwikkelingsstudie zich richt op gezonde proefpersonen en mensen met ILD, zou de inzet van deze niet-invasieve MRI-methoden ten goede moeten komen aan de studie van interstitiële longziekten in bredere zin, evenals aan andere aandoeningen waarbij de gasuitwisseling verstoord is, zoals longaandoeningen. vaatziekten, COPD en COVID-19.