Evaluering av eksplanterte lunger ved MR og biologiske analyser (Xe MRI in ILD)

Det er fortsatt et presserende behov for å bedre fenotype interstitielle lungesykdommer, forutsi baner, overvåke progresjon og måle behandlingsrespons. Fordi ILD-patologi er romlig og midlertidig heterogen, krever problemet en 3-dimensjonal (3D) lungevurdering. For dette formål er CT-bildemønstre kritiske i IPF-diagnose, men slik strukturell avbildning er ufølsom for endret funksjonsstatus. Derfor har vi utviklet hyperpolarisert (HP) 129Xe MR, hvis unike egenskaper muliggjør rask, ikke-invasiv, 3D funksjonell vurdering av distribusjon av inhalert gass i luftrommene, samt opptak i lungeinterstitium (barrierevev) og trans. -fer til pulmonale kapillære røde blodlegemer (RBC). Denne måten å undersøke regional gassutveksling gir følsomhet for fortykkelse av interstitiell barriere i mikronskala og lokalt redusert RBC-overføring. Vi har brukt 129Xe MR for å forutsi utfall som død eller behov for transplantasjon og har gitt foreløpige bevis som viser at barriereopptak er en sensitiv og tidlig markør for terapirespons. Disse fremskrittene har ført til krav om bredere formidling, noe som driver et presserende behov for å harmonisere anskaffelsesprotokoller og kvantifiseringsmetoder.

Dette arbeidet vil bli utført av 4 samarbeidende sentre - Duke University, University of Cin-cinnati, Cincinnati Children's Hospital Medical Center og University of Wisconsin. Cincin-nati Children's vil operere under sin egen IRB-protokoll og IND, men hver vil dele data og bildebehandlingsteknikker for å etablere beste praksis. De spesifikke målene for arbeidet er:

Mål 1 - Maksimer og mål repeterbarhet av 129Xe MR/MRS-målinger på tvers av MR-plattformer. Vi vil forbedre publisert repeterbarhet på ±15-20 % ved å harmonisere MR/MRS-protokoller ved forbedret veiledning, optimalisert doselevering og skreddersydd inhalert dosevolumet til den enkelte pasient. Ved å bruke disse tilnærmingene vil hvert senter demonstrere repeterbarhetskoeffisienter på ±6 % eller bedre hos pasienter med ILD.

Mål 2 - Etablere harmonisert kvantitativ analyse av gassutveksling MR/MRS. Vi vil distribuere en rekonstruksjons- og analysepakke som gjør det mulig for brukere av en av tre store MRI-leverandørplattformer å oppnå robust, sanntids kvantitativ analyse av bilder og spektre. Vi vil demonstrere at sunne referansekohorter tilsvarer ±10 % på tvers av 4 sentre og bruke dette til å bygge de definitive sunne referansefordelingene på flere steder.

Mål 3 - Implementer et klinisk rammeverk for å identifisere aktiv fibrose og normal aldring. For å posisjonere teknologien for klinisk distribusjon og tolkning, vil vi utvikle en fysiologisk modell som inkluderer ventilasjon, barriere og RBC-målinger for å forklare de underliggende faktorene som er ansvarlige for en gitt pasients diffusjonskapasitet (DLCO) og overføringskoeffisient (KCO). Dette rammeverket vil bli distribuert til lesere som vil skille ILD fra normal aldring.

De forventede resultatene er å 1) distribuere robuste og standardiserte innsamlings- og analyseprotokoller på tvers av sentre og skannerplattformer, 2) etablere metodene og standardene for å maksimere repeterbarheten til hver gassutvekslingsavbildningsmetrikk, og 3) tilby verktøyene og rammeverket nødvendig å bruke 129Xe MR for å karakterisere sykdom og vurdere terapeutisk effekt. Samlet vil dette programmet muliggjøre raske og innovative forsøk som vil akselerere fremgang i å studere og behandle fibrotisk lungesykdom. Selv om denne tekniske utviklingsstudien er fokusert på friske forsøkspersoner og de med ILD, bør utplassering av disse ikke-invasive MR-metodene være til fordel for studiet av interstitiell lungesykdom mer bredt, så vel som andre tilstander med svekkelse av gassutveksling som lungesykdom. vaskulær sykdom, KOLS og COVID-19.