Разработка аппаратного и программного обеспечения для магнитно-резонансной томографии легких с использованием вдыхаемых индикаторных газов

Респираторные заболевания являются значительным бременем для здравоохранения во всем мире. Ожидается, что в Канаде этот показатель возрастет. Неинвазивные тесты медицинской визуализации могут предоставить региональную функциональную и структурную информацию о легких и могут помочь в диагностике и лечении респираторных заболеваний. Текущие примеры включают рентген грудной клетки, рентгеновскую компьютерную томографию (КТ) и методы ядерной медицины. Однако эти методы страдают от различных сопутствующих ограничений. Рентгеновские методы обеспечивают высокое разрешение и быстроту получения изображений, но отражают только структуру и анатомию легких путем измерения плотности ткани. Методы ядерной медицины можно использовать для измерения функции легких, но они имеют низкое разрешение и длительное время сбора данных. Кроме того, как в рентгеновских, так и в ядерных медицинских методах визуализации используется ионизирующее излучение, которое может не подходить для продольной визуализации или визуализации уязвимых групп населения, таких как дети.

Обычная магнитно-резонансная томография (МРТ) позволяет получить изображение ядра 1H (протона), присоединенного к молекулам воды в биологических тканях. МРТ может предоставить анатомическую и функциональную информацию о легком высокого разрешения с многопараметрическим контрастированием без использования ионизирующего излучения. Однако основными недостатками, связанными с обычной 1H МРТ легких, являются низкая плотность ткани, большие различия в магнитной восприимчивости между многочисленными границами раздела воздух/ткань и искажение изображения из-за кардиореспираторных движений в течение обязательно длительного периода времени получения изображения. Во;;

Одной из стратегий, которая может быть использована для преодоления ограничений, связанных с обычной 1H МРТ, является применение безопасных чувствительных к МРТ вдыхаемых индикаторных газов. Это позволяет напрямую визуализировать пространственное распределение этих газов, напрямую выявляя региональную вентиляцию. В этом исследовании мы стремимся разработать, внедрить и протестировать эти технологии для улучшения визуализации структуры и функции легких in vivo у взрослых и детей без респираторных заболеваний в анамнезе.