Оценка эксплантированных легких с помощью МРТ и биологических анализов (Xe MRI in ILD)

Сохраняется острая необходимость улучшить фенотипирование интерстициальных заболеваний легких, прогнозировать траектории, отслеживать прогрессирование и измерять реакцию на лечение. Поскольку патология ИЗЛ неоднородна в пространстве и во времени, проблема требует трехмерной (3D) оценки легких. С этой целью картины КТ имеют решающее значение в диагностике ИЛФ, но такая структурная визуализация нечувствительна к изменению функционального статуса. Таким образом, мы разработали гиперполяризованную (HP) 129Xe МРТ, уникальные свойства которой позволяют быстро, неинвазивно, 3D функциональную оценку распределения вдыхаемого газа в воздушном пространстве, а также его поглощения в легочном интерстиции (барьерных тканях) и транс -фер к эритроцитам легочных капилляров (эритроцитам). Этот способ исследования регионального газообмена повышает чувствительность к микронному утолщению интерстициального барьера и локальному снижению переноса эритроцитов. Мы использовали МРТ 129Xe для прогнозирования таких исходов, как смерть или необходимость трансплантации, и предоставили предварительные доказательства, показывающие, что поглощение барьера является чувствительным и ранним маркером ответа на терапию. Эти достижения привели к требованию более широкого распространения, что вызывает острую необходимость гармонизировать протоколы сбора данных и методы количественного определения.

Эту работу будут проводить 4 сотрудничающих центра — Университет Дьюка, Университет Цинциннати, Медицинский центр Детской больницы Цинциннати и Университет Висконсина. Детский центр Цинцин-Нати будет работать по собственному протоколу IRB и IND, но каждый из них будет обмениваться данными и методами визуализации для внедрения передового опыта. Конкретными целями работы являются:

Цель 1. Максимизировать и измерить повторяемость показателей МРТ/МРС 129Xe на платформах МРТ. Мы улучшим опубликованную повторяемость ±15–20% за счет гармонизации протоколов МРТ/МРС путем улучшения обучения, оптимизации доставки дозы и адаптации объема ингаляционной дозы к индивидуальному пациенту. Используя эти подходы, каждый центр будет демонстрировать коэффициенты повторяемости ±6% или выше у пациентов с ИЗЛ.

Цель 2 – Создать гармонизированный количественный анализ газового обмена МРТ/МРС. Мы развернем пакет реконструкции и анализа, который позволит пользователям любой из трех основных платформ поставщиков МРТ получать надежный количественный анализ изображений и спектров в реальном времени. Мы продемонстрируем, что здоровые эталонные когорты эквивалентны ±10% в 4 центрах, и будем использовать это для построения окончательного распределения здоровых эталонных пациентов в нескольких центрах.

Цель 3 – Развернуть клиническую основу для выявления активного фиброза и нормального старения. Чтобы позиционировать технологию для клинического внедрения и интерпретации, мы разработаем физиологическую модель, включающую показатели вентиляции, барьера и эритроцитов, чтобы объяснить основные факторы, ответственные за диффузионную способность данного пациента (DLCO) и коэффициент передачи (KCO). Эта концепция будет доступна читателям, которые смогут отличить ИЗЛ от нормального старения.

Ожидаемые результаты: 1) развертывание надежных и стандартизированных протоколов сбора и анализа в центрах и платформах сканеров, 2) установление методов и стандартов для максимизации повторяемости каждого показателя визуализации газообмена и 3) предоставление инструментов и структуры. необходимо использовать МРТ 129Xe для характеристики заболевания и оценки терапевтической эффективности. В совокупности эта программа позволит провести быстрые и инновационные исследования, которые ускорят прогресс в изучении и лечении фиброзной болезни легких. Хотя это техническое исследование ориентировано на здоровых субъектов и пациентов с ИЗЛ, внедрение этих неинвазивных методов МРТ должно принести пользу более широкому изучению интерстициальных заболеваний легких, а также других состояний нарушения газообмена, таких как легочные заболевания. сосудистые заболевания, ХОБЛ и COVID-19.