Hiperpolaryzowane obrazowanie ksenonowe u pacjentów z mukowiscydozą

MRI gazu hiperspolaryzowanego (3He i 129Xe) umożliwiło nowe metody funkcjonalnego obrazowania płuc in vivo, które nie opierają się na wykorzystaniu promieniowania jonizującego. Hiperpolaryzowany MRI 129Xe (HP Xe) dostarcza dodatkowych informacji uzupełniających do MRI 3He i 1H oraz konwencjonalnych metod obrazowania płuc. Ze względu na swoją rozpuszczalność środek kontrastowy 129Xe podąża za szlakami wymiany gazowej w płucach, oferując bezpośredni sposób badania regionalnej wentylacji-perfuzji (V/Q). Konkurencyjna metoda skanowania V/Q płuc medycyny nuklearnej ma bardzo słabą rozdzielczość przestrzenną i zależność od wysokich dawek promieniowania poprzez inhalację radionuklidów. Medycyna nuklearna nie nadaje się zatem do badań nad podstawową fizjologią u zdrowych ochotników ani do badań podłużnych u pacjentów z chorobami płuc.

Cele i zadania tego badania to:

1. Ocena fizjologicznych różnic w wentylacji płuc między grupą normalną (ochotnicy) a grupą z mukowiscydozą
2. Ocena różnic w dyfuzji Xe przez błonę pęcherzykową między grupą normalną (ochotnicy) a grupą z mukowiscydozą
3. Zrozumienie związku między zakresem nieprawidłowej wentylacji (i niedopasowaniem wentylacji do perfuzji) w MRI a wynikami konwencjonalnej fizjologicznej oceny czynności płuc za pomocą testów czynnościowych płuc (spirometria i wymiana gazowa)
4. Aby zrozumieć związek między wymianą gazową określoną za pomocą obrazowania HP Xe a zakresem niedopasowania perfuzji wentylacji w standardowym MRI perfuzji

Jest to fizjologiczne, przekrojowe studium wykonalności porównujące regionalną wentylację płuc i dyfuzję przez błonę pęcherzykową u zdrowych ochotników z mukowiscydozą. Zrekrutowanych zostanie 15 zdrowych ochotników i 15 chorych na mukowiscydozę. Wszystkie badania obrazowe będą wykonywane w szpitalu Papworth.

Faza I: Badanie wolontariuszy (n=15, w wieku 18-70 lat)

Hiperpolaryzowane skany MRI 129Xe będą wykonywane na oddziale MRI szpitala Papworth przy użyciu systemu Siemens Avanto 1,5 Tesla z możliwością 129Xe przy użyciu dedykowanej cewki nadawczo-odbiorczej RF.

Faza II: Badanie CF (n=15, w wieku 18-70 lat)

Do udziału w tym badaniu zostaną również zaproszeni pacjenci już włączeni do badania „Obrazowanie metodą rezonansu magnetycznego płuc w mukowiscydozie: dokładność i odtwarzalność” (nr referencyjny REC: 13/EE/0401; identyfikator projektu IRAS: 73137).

Ci pacjenci z mukowiscydozą w fazie stabilnej zostaną poddani ocenie za pomocą konwencjonalnego rezonansu magnetycznego tego samego dnia, testów czynnościowych płuc i oceny klinicznej. Metodologia 129Xe MRI będzie taka, jak opisano powyżej dla zdrowych ochotników.

Obrazowanie morfologiczne: zostanie zastosowana kombinacja ważonych sekwencji T1 i T2.

Obrazowanie hiperspolaryzowanego rezonansu magnetycznego 129Xe: każdemu pacjentowi zostaną podane do dwóch dawek ≤ 1 l hiperspolaryzowanego ksenonu w następujący sposób:-

1. Obrazowanie wentylacji 129Xe dostarczy dalszych informacji na temat oceny objętości wentylacji płuc za pomocą sekwencji echa gradientu wolumetrycznego.
2. Spektroskopia z odzyskiem nasycenia z przesunięciem chemicznym (CSSR) z rozpuszczonym ksenonem zapewni oszacowanie frakcji 129Xe w tkance/śródmiąższu i krwinkach czerwonych.