超极化 129Xe MR 肺部成像在婴儿中的应用

使用超极化氙 129 和氦 3 惰性气体的 MRI 已在 CCHMC 对成人和 4 岁以上的儿童进行了测试和使用，具有非常强大的安全记录。 氦 3 和氙 129 的安全性众所周知，3He 被安全有效地用于婴儿成像，129Xe 被广泛用于 CCHMC 和其他地方的学龄儿童。 吸入缺氧气体混合物后，该混合物与即使在正常呼气后仍留在肺部的标准含氧呼吸空气的残余体积混合，从而产生缺氧呼吸。 这是在 MRI 室使用脉搏血氧仪进行的。

研究人员认为，根据 20 多年使用这些惰性气体的经验，该程序的风险非常低，主要与潮汐低氧吸入有关。 （吸入低氧的原因是因为 O2 对超极化气体 MRI 信号的去极化作用。） 因此，辛辛那提儿童医院对 0 - 5 个月的婴儿进行了一项未发表的试点可行性研究，通过在受控环境中进行短暂的缺氧挑战试点测试，为将气体 MRI 扩展到新生儿人群提供安全数据。 该研究在新生儿重症监护病房进行，包括吸入氮气 (N2) 诱导 3 秒呼吸暂停，同时密切监测婴儿。 该研究逐步进行，首先是 3 名婴儿使用室内空气，3 名婴儿使用鼻插管吸氧，然后 3 名婴儿目前需要使用 CPAP 或 RAM 插管进行呼吸支持。 在每组 3 人之后，PI 和至少一名也是 NICU 教员的 Sub-I 进行了安全审查，以确定在进入下一个队列之前的安全性。 结果表明该程序在这些人群中是可行的并且是安全的。 没有可报告的不良事件。 屏气后大约 20 秒，预计 SpO2 会出现大约 5% 的短暂短暂下降，并迅速（在 5 秒内）恢复到基线，并且在手术过程中心率没有显着变化；重要的是，没有程序因意外值而需要停止。 虽然这项初步研究使用超纯 ~100% N2 来诱导呼吸暂停期，但呼吸暂停的程度与该协议的氙气呼吸暂停期相似或明显更低（Xe 浓度为 ~10-100%，因此不会引入呼吸暂停差异拟议的研究。 之前的试点研究的安全性是基于临床上接受的更严格的低氧挑战，该挑战用于测试对年龄较大的婴儿和儿童以及成人进行的“适合飞行”。 在一项研究中，对诊断为早产和 BPD 的新生儿进行了缺氧激发试验 (HCT)，新生儿年龄小于 1 周。 对 3 组婴儿进行了前瞻性观察研究：≤7 天大的健康足月儿、出院前 2 至 3 天无 BPD 的早产儿（CGA ≥34 周）和有 BPD 的早产儿。 婴儿被放置在身体体积描记器中并吸入 15% O2，同时连续观察 20 分钟。 如果 SpO2 下降到 85%，则停止测试并记录为测试失败。 在第 1 组（足月婴儿）中，n=24 人中有 1 人失败（失败率为 4.2%）。 在第 2 组（无 BPD 的早产）中，n=62 中有 12 次失败（失败率为 19.4%）。 在第 3 组（患有 BPD 的早产儿）中，n=23 次失败了 16 次（失败率为 69.6%）。 BPD 婴儿比没有 BPD 的早产儿（平均 15 分钟）更早（平均 8 分钟）达到最低 SpO2。 虽然辛辛那提儿童医院不定期进行“适合飞行”测试，而且通常只在高海拔地区使用，但之前这项长期暴露于缺氧挑战的研究在本协议的背景下意义重大，因为该协议具有显着的意义风险较低（3 秒呼吸暂停期，而不是长时间缺氧）。 即使是 BPD 人群也表现出了恢复力，平均有 8 分钟的窗口，然后饱和度下降到 85% SpO2。