129Xe MRI w populacji pediatrycznej z BPD

Najczęstsze powikłanie oddechowe porodu przedwczesnego, dysplazja oskrzelowo-płucna (BPD), definiowana przez klinicznie ocenioną potrzebę dodatkowego wspomagania tlenem w 36. wcześniaki. Jednak ciężar chorób płuc nadal występuje poza OIOM-em dla noworodków; osoby, które przeżyły, są bardziej narażone na ponowną hospitalizację związaną z oddychaniem i zmniejszoną pojemność płuc. Obrazowanie płuc noworodka ograniczono do klinicznej oceny ostrych zmian stanu oddechowego. Najszerzej dostępne metody obrazowania klinicznego, radiogram i tomografia komputerowa (CT), mają istotne ograniczenia. Czułość RTG klatki piersiowej w stanach ostrych jest ograniczona, ponieważ u pacjentów ze znaczną dysfunkcją układu oddechowego mogą występować jedynie niewielkie nieprawidłowości radiologiczne i chociaż tomografia komputerowa jest uważana za złoty standard w obrazowaniu płuc, nie jest powszechnie stosowana, ponieważ noworodki mogą wymagać sedacji, zwłaszcza w przypadku wysokiego rozdzielczość CT i są szczególnie podatne na uszkodzenia spowodowane promieniowaniem jonizującym. Ponadto tomografia komputerowa nie nadaje się do oceny podłużnej ze względu na związek między seryjną ekspozycją na promieniowanie a zwiększonym ryzykiem raka.

Jako technika niejonizująca, rezonans magnetyczny (MRI) jest idealną metodą obrazowania płuc; w szczególności w populacji niemowląt i dzieci. Niemniej jednak, ze względu na niską gęstość protonów miąższu płuc (tylko ~20% tkanki stałej), liczne interfejsy powietrze-tkanka, które prowadzą do szybkiego zaniku sygnału oraz źródła ruchu serca i układu oddechowego, które dodatkowo pogarszają jakość obrazu, MRI ma odgrywała ograniczoną rolę w ocenie patologii płuc. MRI płuc noworodka jest dodatkowo zakłócony przez mały rozmiar pacjenta i delikatny charakter transportu pacjenta OIOM-u do skanera. Aby przezwyciężyć te ograniczenia, w grę wchodzi stosowanie wdychanych, hiperspolaryzowanych (HP) gazów szlachetnych, takich jak hel-3 (3He) i ksenon-129 (129Xe). Wypełnienie przestrzeni powietrznych w płucach jednym z tych gazów HP zapewnia wystarczający sygnał i kontrast, aby uzyskać wysokiej jakości obrazy w MRI.

Przeprowadzono szeroko zakrojone prace nad HP 3He MRI zarówno w populacji dorosłych, jak i dzieci, ale zapas tego gazu jest bardzo ograniczony, co czyni go coraz droższym. Z drugiej strony 129Xe jest częścią atmosfery i jako taki nie podlega ograniczeniom podaży. Ponadto ksenon rozpuszcza się w tkance płucnej i krwi, co wiąże się z charakterystycznymi przesunięciami częstotliwości rezonansowej 129Xe. W rezultacie wychwyt i późniejszy transport gazu 129Xe przez krążenie płucne można monitorować, określać ilościowo i analizować pod kątem czynności płuc z rozdzielczością czasową i przestrzenną, która jest nieosiągalna za pomocą jakiejkolwiek innej istniejącej nieinwazyjnej metody.

W tym badaniu czynność płuc maksymalnie 30 noworodków zostanie oceniona za pomocą HP 129Xe MRI. Uczestnikami będą zaintubowane i uspokojone noworodki ze znanym rozpoznaniem BPD. Chociaż ci pacjenci cierpią na choroby płuc i mogą być przewlekle intubowani, ich stan kliniczny jest stabilny i nie mają ostrej choroby, co zmniejsza ogólne ryzyko. Po inhalacji 129Xe można obrazować w miąższu płuc. Wykorzystując zestaw wyspecjalizowanych sekwencji impulsów MRI, ocenione zostaną właściwości dyfuzji i wymiany gazowej 129Xe w płucach tych pacjentów. Umożliwi to badaczom określenie regionalnego rozkładu rozmiarów pęcherzyków płucnych, ciśnienia cząstkowego tlenu, grubości ścian pęcherzyków płucnych i wydajności transportu gazów przez układ mikrokrążenia w płucach. Każdy uczestnik zostanie raz zobrazowany za pomocą HP 129Xe MRI wraz z dodatkowymi rutynowymi sekwencjami protonowego MRI w celu dalszej oceny struktury, objętości i perfuzji miąższu płucnego.

Ogólnym celem tego badania jest opracowanie ulepszonych parametrów czynności płuc opartych na obrazowaniu ilościowym w celu oceny BPD i określenia fenotypowych wariantów BPD za pomocą HP MRI. HP gas MRI oferuje dodatkowe informacje, których nie można uzyskać za pomocą tomografii komputerowej, obecnego złotego standardu obrazowania tego zaburzenia. Co więcej, MRI ma tę zaletę, że promieniowanie niejonizujące jest szczególnie ważne w populacji pediatrycznej, szczególnie w tej populacji, która może być poddawana powtórnym badaniom TK przez całe życie. Chociaż starsze dzieci i dorośli również mogą odnieść korzyści z tej technologii, ulepszone obrazowanie i fenotypowanie BPD, miejmy nadzieję, pokieruje dalszymi udoskonaleniami leczenia tego złożonego zaburzenia.