Hyperpolariserad MRI av lungtransplantationer

Detta är en prospektiv interventionell studie av 15 utvärderbara pediatriska patienter efter en lungtransplantation som kommer att studeras vid Children's Hospital of Philadelphia i samarbete med den funktionella och metaboliska bildbehandlingsgruppen vid Perelman School of Medicine från University of Pennsylvania. Potentiella försökspersoner kommer att identifieras av sin pediatriska lungläkare under det uppföljande klinikbesöket för remiss till studien. Dessa patienter ingår i lungtransplantationsprogrammet vid CHOP. Innan man diskuterar deltagande i studien kommer potentiella försökspersoner att screenas med hjälp av protokollets inklusions- och exkluderingskriterier. Deltagande kommer att diskuteras mellan PI och den remitterande pediatriska lungläkaren. Medverkan kommer att diskuteras med föräldrarna/vårdnadshavaren av barnläkaren och/eller radiologen efter identifiering och bekräftelse av behörighet. Samtycke kommer att erhållas på läkarmottagningen innan bildtagning. Totalt cirka 20 patienter i åldrarna 8-20 år kommer att rekryteras och registreras för att producera upp till 15 utvärderbara ämnen.

Hyperpolariserat xenon är ett nytt kontrastmedel för avbildning av mänskliga lungor med hjälp av icke-invasiv magnetisk resonansavbildning för att producera högkvalitativa 3D-kartor över lungstruktur och funktion. Xenongasen andas in av motivet medan den är inne i MRI-skannern och under ett kort andetag tas bilden in. Olika MRT-tekniker kan användas för att ge regional lungfunktion och struktur såsom: ventilation, lokal alveolär syrekoncentration (PAO2) och syreupptagningshastighet, skenbar diffusionskoefficient (ADC) etc. Xenon är lösligt i lungvävnad och blod med en kemiskt Förskjuten MRT-resonansfrekvens, egenskap som kan kvantifieras genom MRT till kartor och globala parametrar relaterade till lungparenkym och blodutbyte.

Tidig upptäckt av lungtransplantationskomplikationer, såsom CLAD, kan ha livräddande fördelar för patienter. CLAD diagnostiseras vanligtvis genom spirometrimätningar, som vanligtvis inte är känsliga förrän sent insättande av sjukdomen. Longitudinella studier och patientövervakning med HRCT är inte önskvärt på grund av joniserande strålning och potentiella långsiktiga hälsorisker. Dessutom upptäcker HRCT endast strukturella förändringar av lungvävnaden och luftvägarna. HP xenon MRT kan upptäcka ventilationsdefekter och onormalt gasutbyte, vilket sannolikt kan vara mer känsligt för begynnande onormal lungfunktion.

Denna studie är utformad som en öppen longitudinell studie. Efter lungtransplantation kommer pediatriska patienter att ha två sessioner med HP xenon MRT åtskilda med sex månader. Efter informerat samtycke från föräldrar eller juridiskt auktoriserad representant kommer försökspersonerna att genomgå HP Xenon MR-avbildning som kommer att utföras i en MR-skanner på sjukhuset vid University of Pennsylvania. Ytterligare konventionella protonbilder av bröstet förvärvas vanligtvis för lokalisering och för att hjälpa till med tolkningen av xenon MR-bilder. Dessa förvärvas samtidigt och samtidigt. Efter sex månader kommer deltagaren att genomgå ytterligare en hyperpolariserad gas-MR enligt beskrivningen ovan för att utvärdera deras framsteg och utveckling.

HP Xenon MRI-data kommer att ge högupplöst 3D-information om ventilation, syreutbyte (PAO2) och strukturell integritet hos alveolerna och de små luftvägarna (ADC). Gasutbyte och transport kommer att bedömas från egenskapen hos xenon till att lösas i lungparenkym och blod. Signalen från xenonet löst i lungvävnaden och blodet jämfört med signalen från xenonet i luftrummen kan användas för att extrahera septumväggtjockleken och kapillärgenomgångstiden i lungkärlen. Data kommer att användas för utvärdering av patienter för potentiella lungtransplantationskomplikationer, såsom kronisk lungallograftdysfunktion (CLAD). Detta är en longitudinell klinisk studie. Utredarna kommer att studera korrelationer mellan HP Xenon MRI-mått med CT-bilder och spirometri.