Name: Aufnahme von hyperpolarisierten 129Xe-Magnetresonanzbildern der Lungenbeatmung (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2023-11-21T14:40:00.000+00:00
Duration: 9 min 8 s
Description: Lernen Sie die hyperpolarisierte 129Xe-MRT zur Darstellung von Ventilationsdefekten bei obstruktiven Lungenerkrankungen wie COPD, Asthma und Mukoviszidose. Diese FDA-zugelassene Methode ermöglicht regionale Lungenfunktionsanalysen.

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Diese Arbeit wurde von den National Institutes of Health (Fördernummern R01-CA172595-01, R01-HL132177, R01-HL167202, S10-OD018079 und UL1-TR003015) und von Siemens Medical Solutions finanziert.

Ein standardisierter Workflow für hyperpolarisierte 129xe MRT zur Untersuchung der Lungenfunktion

<ol><li>Roos, J. E., McAdams, H. P., Kaushik, S. S., Driehuys, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hyperpolarized+gas+MRI%3A+Technique+and+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Magn+Reson+Imaging+Clin+N+Am%22%5BJournal%5D)">Hyperpolarized gas MRI: Technique and applications.</a> Magn Reson Imaging Clin N Am. 23 (2), 217-229 (2015).</li>
<li>Mugler, J. P., Altes, T. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hyperpolarized+129Xe+MRI+of+the+human+lung%5BTitle%5D)+AND+%22J+Magn+Reson+Imaging%22%5BJournal%5D)">Hyperpolarized 129Xe MRI of the human lung.</a> J Magn Reson Imaging. 37 (2), 313-331 (2013).</li>
<li>Ebner, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+role+of+hyperpolarized+129xenon+in+MR+imaging+of+pulmonary+function%5BTitle%5D)+AND+%22Eur+J+Radiol%22%5BJournal%5D)">The role of hyperpolarized 129xenon in MR imaging of pulmonary function.</a> Eur J Radiol. 86, 343-352 (2017).</li>
<li>He, M., Driehuys, B., Que, L. G., Huang, Y. C. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Using+hyperpolarized+129Xe+MRI+to+quantify+the+pulmonary+ventilation+distribution%5BTitle%5D)+AND+%22Acad+Radiol%22%5BJournal%5D)">Using hyperpolarized 129Xe MRI to quantify the pulmonary ventilation distribution.</a> Acad Radiol. 23 (12), 1521-1531 (2016).</li>
<li>Walkup, L. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Xenon-129+MRI+detects+ventilation+deficits+in+paediatric+stem+cell+transplant+patients+unable+to+perform+spirometry%5BTitle%5D)+AND+%22Eur+Respir+J%22%5BJournal%5D)">Xenon-129 MRI detects ventilation deficits in paediatric stem cell transplant patients unable to perform spirometry.</a> Eur Respir J. 53 (5), 1801779(2019).</li>
<li>Virgincar, R. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quantitative+analysis+of+hyperpolarized+129Xe+ventilation+imaging+in+healthy+volunteers+and+subjects+with+chronic+obstructive+pulmonary+disease%5BTitle%5D)+AND+%22NMR+Biomed%22%5BJournal%5D)">Quantitative analysis of hyperpolarized 129Xe ventilation imaging in healthy volunteers and subjects with chronic obstructive pulmonary disease.</a> NMR Biomed. 26 (4), 424-435 (2013).</li>
<li>Ebner, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hyperpolarized+129Xenon+magnetic+resonance+imaging+to+quantify+regional+ventilation+differences+in+mild+to+moderate+Asthma%3A+A+prospective+comparison+between+semiautomated+ventilation+defect+percentage+calculation+and+pulmonary+function+tests%5BTitle%5D)+AND+%22Invest+Radiol%22%5BJournal%5D)">Hyperpolarized 129Xenon magnetic resonance imaging to quantify regional ventilation differences in mild to moderate Asthma: A prospective comparison between semiautomated ventilation defect percentage calculation and pulmonary function tests.</a> Invest Radiol. 52 (2), 120-127 (2017).</li>
<li>Woodhouse, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Combined+helium-3%2Fproton+magnetic+resonance+imaging+measurement+of+ventilated+lung+volumes+in+smokers+compared+to+never-smokers%5BTitle%5D)+AND+%22J+Magn+Reson+Imaging%22%5BJournal%5D)">Combined helium-3/proton magnetic resonance imaging measurement of ventilated lung volumes in smokers compared to never-smokers.</a> J Magn Reson Imaging. 21 (4), 365-369 (2005).</li>
<li>Mugler, J. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Simultaneous+magnetic+resonance+imaging+of+ventilation+distribution+and+gas+uptake+in+the+human+lung+using+hyperpolarized+xenon-129%5BTitle%5D)+AND+%22Proc+Natl+Acad+Sci+U+S+A%22%5BJournal%5D)">Simultaneous magnetic resonance imaging of ventilation distribution and gas uptake in the human lung using hyperpolarized xenon-129.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 107 (50), 21707-21712 (2010).</li>
<li>Qing, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Assessment+of+lung+function+in+asthma+and+COPD+using+hyperpolarized+129Xe+chemical+shift+saturation+recovery+spectroscopy+and+dissolved-phase+MRI%5BTitle%5D)+AND+%22NMR+Biomed%22%5BJournal%5D)">Assessment of lung function in asthma and COPD using hyperpolarized 129Xe chemical shift saturation recovery spectroscopy and dissolved-phase MRI.</a> NMR Biomed. 27 (12), 1490-1501 (2014).</li>
<li>Cleveland, Z. I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hyperpolarized+129Xe+MR+imaging+of+alveolar+gas+uptake+in+humans%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+One%22%5BJournal%5D)">Hyperpolarized 129Xe MR imaging of alveolar gas uptake in humans.</a> PLoS One. 5 (8), 12192(2010).</li>
<li>Wang, Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Using+hyperpolarized+129Xe+gas-exchange+MRI+to+model+the+regional+airspace%2C+membrane%2C+and+capillary+contributions+to+diffusing+capacity%5BTitle%5D)+AND+%22J+Appl+Physiol%22%5BJournal%5D)">Using hyperpolarized 129Xe gas-exchange MRI to model the regional airspace, membrane, and capillary contributions to diffusing capacity.</a> J Appl Physiol. 130 (5), 1398-1409 (2021).</li>
<li>Guan, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((3D+single-breath+chemical+shift+imaging+hyperpolarized+Xe-129+MRI+of+healthy%2C+CF%2C+IPF%2C+and+COPD+subjects%5BTitle%5D)+AND+%22Tomography%22%5BJournal%5D)">3D single-breath chemical shift imaging hyperpolarized Xe-129 MRI of healthy, CF, IPF, and COPD subjects.</a> Tomography. 8 (5), 2574-2587 (2022).</li>
<li>Ouriadov, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Lung+morphometry+using+hyperpolarized+%28129%29+Xe+apparent+diffusion+coefficient+anisotropy+in+chronic+obstructive+pulmonary+disease%5BTitle%5D)+AND+%22Magn+Reson+Med%22%5BJournal%5D)">Lung morphometry using hyperpolarized (129) Xe apparent diffusion coefficient anisotropy in chronic obstructive pulmonary disease.</a> Magn Reson Med. 70 (129), 1699-1706 (2013).</li>
<li>Yablonskiy, D. A., Sukstanskii, A. L., Quirk, J. D., Woods, J. C., Conradi, M. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Probing+lung+microstructure+with+hyperpolarized+noble+gas+diffusion+MRI%3A+theoretical+models+and+experimental+results%5BTitle%5D)+AND+%22Magn+Reson+Med%22%5BJournal%5D)">Probing lung microstructure with hyperpolarized noble gas diffusion MRI: theoretical models and experimental results.</a> Magn Reson Med. 71 (2), 486-505 (2014).</li>
<li>Chan, H. F., Stewart, N. J., Norquay, G., Collier, G. J., Wild, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((3D+diffusion-weighted+129+Xe+MRI+for+whole+lung+morphometry%5BTitle%5D)+AND+%22Magn+Reson+Med%22%5BJournal%5D)">3D diffusion-weighted 129 Xe MRI for whole lung morphometry.</a> Magn Reson Med. 79 (6), 2986-2995 (2018).</li>
<li>Walkup, L. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((tolerability+and+safety+of+pediatric+hyperpolarized+129Xe+magnetic+resonance+imaging+in+healthy+volunteers+and+children+with+cystic+fibrosis%5BTitle%5D)+AND+%22Pediatr+Radiol%22%5BJournal%5D)">tolerability and safety of pediatric hyperpolarized 129Xe magnetic resonance imaging in healthy volunteers and children with cystic fibrosis.</a> Pediatr Radiol. 46 (12), 1651-1662 (2016).</li>
<li>Driehuys, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Chronic+obstructive+pulmonary+disease%3A+safety+and+tolerability+of+hyperpolarized+129Xe+MR+imaging+in+healthy+volunteers+and+patients%5BTitle%5D)+AND+%22Radiology%22%5BJournal%5D)">Chronic obstructive pulmonary disease: safety and tolerability of hyperpolarized 129Xe MR imaging in healthy volunteers and patients.</a> Radiology. 262 (1), 279-289 (2012).</li>
<li>Myc, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Characterisation+of+gas+exchange+in+COPD+with+dissolved-phase+hyperpolarised+xenon-129+MRI%5BTitle%5D)+AND+%22Thorax%22%5BJournal%5D)">Characterisation of gas exchange in COPD with dissolved-phase hyperpolarised xenon-129 MRI.</a> Thorax. 76 (2), 178-181 (2021).</li>
<li>Kaushik, S. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Measuring+diffusion+limitation+with+a+perfusion-limited+gas-Hyperpolarized+129Xe+gas-transfer+spectroscopy+in+patients+with+idiopathic+pulmonary+fibrosis%5BTitle%5D)+AND+%22J+Appl+Physiol%22%5BJournal%5D)">Measuring diffusion limitation with a perfusion-limited gas-Hyperpolarized 129Xe gas-transfer spectroscopy in patients with idiopathic pulmonary fibrosis.</a> J Appl Physiol. 117 (6), 577-585 (2014).</li>
<li>Dournes, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+clinical+use+of+lung+MRI+in+cystic+fibrosis%3A+What%2C+now%2C+how%5BTitle%5D)+AND+%22Chest%22%5BJournal%5D)">The clinical use of lung MRI in cystic fibrosis: What, now, how.</a> Chest. 159 (6), 2205-2217 (2021).</li>
<li>Thomen, R. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hyperpolarized+129Xe+for+investigation+of+mild+cystic+fibrosis+lung+disease+in+pediatric+patients%5BTitle%5D)+AND+%22J+Cyst+Fibros%22%5BJournal%5D)">Hyperpolarized 129Xe for investigation of mild cystic fibrosis lung disease in pediatric patients.</a> J Cyst Fibros. 16 (2), 275-282 (2017).</li>
<li>Mammarappallil, J. G., Rankine, L., Wild, J. M., Driehuys, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((New+developments+in+imaging+idiopathic+pulmonary+fibrosis+with+hyperpolarized+xenon+magnetic+resonance+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22J+Thorac+Imaging%22%5BJournal%5D)">New developments in imaging idiopathic pulmonary fibrosis with hyperpolarized xenon magnetic resonance imaging.</a> J Thorac Imaging. 34 (2), 136-150 (2019).</li>
<li>Rankine, L. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((129Xenon+gas+exchange+magnetic+resonance+imaging+as+a+potential+prognostic+marker+for+progression+of+idiopathic+pulmonary+fibrosis%5BTitle%5D)+AND+%22Ann+Am+Thorac%22%5BJournal%5D)">129Xenon gas exchange magnetic resonance imaging as a potential prognostic marker for progression of idiopathic pulmonary fibrosis.</a> Ann Am Thorac. 17 (1), 121-125 (2020).</li>
<li>Mata, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Evaluation+of+regional+lung+function+in+pulmonary+fibrosis+with+xenon-129+MRI%5BTitle%5D)+AND+%22Tomography%22%5BJournal%5D)">Evaluation of regional lung function in pulmonary fibrosis with xenon-129 MRI.</a> Tomography. 7 (3), 452-465 (2021).</li>
<li>Svenningsen, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hyperpolarized+%283%29+He+and+%28129%29+Xe+MRI%3A+Differences+in+asthma+before+bronchodilation%5BTitle%5D)+AND+%22J+Magn+Reson+Imaging%22%5BJournal%5D)">Hyperpolarized (3) He and (129) Xe MRI: Differences in asthma before bronchodilation.</a> J Magn Reson Imaging. 38 (3), 1521-1530 (2013).</li>
<li>Stewart, N. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Comparison+of+3He+and+129Xe+MRI+for+evaluation+of+lung+microstructure+and+ventilation+at+1.5T%5BTitle%5D)+AND+%22J+Magn+Reson+Imaging%22%5BJournal%5D)">Comparison of 3He and 129Xe MRI for evaluation of lung microstructure and ventilation at 1.5T.</a> J Magn Reson Imaging. 48 (3), 632-642 (2018).</li>
<li>Hughes, P. J. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Assessment+of+the+influence+of+lung+inflation+state+on+the+quantitative+parameters+derived+from+hyperpolarized+gas+lung+ventilation+MRI+in+healthy+volunteers%5BTitle%5D)+AND+%22J+Appl+Physiol%22%5BJournal%5D)">Assessment of the influence of lung inflation state on the quantitative parameters derived from hyperpolarized gas lung ventilation MRI in healthy volunteers.</a> J Appl Physiol. 126 (1), 183-192 (2019).</li>
<li>Polarean. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22FDA+Approves+Polarean%27s+XENOVIEWTM+%28xenon+Xe+129+hyperpolarized%29+for+use+with+MRI+for+the+evaluation+of+lung+ventilation%22">FDA Approves Polarean's XENOVIEWTM (xenon Xe 129 hyperpolarized) for use with MRI for the evaluation of lung ventilation</a>. , Polarean. (2022).</li>
<li>Niedbalski, P. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Protocols+for+multi-site+trials+using+hyperpolarized+129Xe+MRI+for+imaging+of+ventilation%2C+alveolar-airspace+size%2C+and+gas+exchange%3A+A+position+paper+from+the+129Xe+MRI+clinical+trials+consortium%5BTitle%5D)+AND+%22Magn+Reson+Med%22%5BJournal%5D)">Protocols for multi-site trials using hyperpolarized 129Xe MRI for imaging of ventilation, alveolar-airspace size, and gas exchange: A position paper from the 129Xe MRI clinical trials consortium.</a> Magn Reson Med. 86 (6), 2966-2986 (2021).</li>
<li>Bier, E. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+thermally+polarized+129+Xe+phantom+for+quality+assurance+in+multi-center+hyperpolarized+gas+MRI+studies%5BTitle%5D)+AND+%22Magn+Reson+Med%22%5BJournal%5D)">A thermally polarized 129 Xe phantom for quality assurance in multi-center hyperpolarized gas MRI studies.</a> Magn Reson Med. 82 (5), 1961-1968 (2019).</li>
<li>He, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dose+and+pulse+sequence+considerations+for+hyperpolarized+129Xe+ventilation+MRI%5BTitle%5D)+AND+%22Magn+Reson+Imaging%22%5BJournal%5D)">Dose and pulse sequence considerations for hyperpolarized 129Xe ventilation MRI.</a> Magn Reson Imaging. 33 (7), 877-885 (2015).</li>
<li>Tustison, N. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Image-+versus+histogram-based+considerations+in+semantic+segmentation+of+pulmonary+hyperpolarized+gas+images%5BTitle%5D)+AND+%22Magn+Reson+Med%22%5BJournal%5D)">Image- versus histogram-based considerations in semantic segmentation of pulmonary hyperpolarized gas images.</a> Magn Reson Med. 86 (5), 2822-2836 (2021).</li>
<li>Tustison, N. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Convolutional+neural+networks+with+template-based+data+augmentation+for+functional+lung+image+quantification%5BTitle%5D)+AND+%22Acad+Radiol%22%5BJournal%5D)">Convolutional neural networks with template-based data augmentation for functional lung image quantification.</a> Acad Radiol. 26 (3), 412-423 (2019).</li>
<li>Wild, J. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Comparison+between+2D+and+3D+gradient-echo+sequences+for+MRI+of+human+lung+ventilation+with+hyperpolarized+3He%5BTitle%5D)+AND+%22Magn+Reson+Med%22%5BJournal%5D)">Comparison between 2D and 3D gradient-echo sequences for MRI of human lung ventilation with hyperpolarized 3He.</a> Magn Reson Med. 52 (3), 673-678 (2004).</li>
<li>Willmering, M. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Improved+pulmonary+129+Xe+ventilation+imaging+via+3D-spiral+UTE+MRI%5BTitle%5D)+AND+%22Magn+Reson+Med%22%5BJournal%5D)">Improved pulmonary 129 Xe ventilation imaging via 3D-spiral UTE MRI.</a> Magn Reson Med. 84 (1), 312-320 (2020).</li>
<li>Collier, G. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Single+breath-held+acquisition+of+coregistered+3D+129+Xe+lung+ventilation+and+anatomical+proton+images+of+the+human+lung+with+compressed+sensing%5BTitle%5D)+AND+%22Magn+Reson+Med%22%5BJournal%5D)">Single breath-held acquisition of coregistered 3D 129 Xe lung ventilation and anatomical proton images of the human lung with compressed sensing.</a> Magn Reson Med. 82 (1), 342-347 (2019).</li>
<li>Zha, W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Semiautomated+ventilation+defect+quantification+in+exercise-induced+bronchoconstriction+using+hyperpolarized+helium-3+magnetic+resonance+imaging%3A+a+repeatability+study%5BTitle%5D)+AND+%22Acad+Radiol%22%5BJournal%5D)">Semiautomated ventilation defect quantification in exercise-induced bronchoconstriction using hyperpolarized helium-3 magnetic resonance imaging: a repeatability study.</a> Acad Radiol. 23 (9), 1104-1114 (2016).</li>
<li>Ray, N., Acton, S. T., Altes, T. A., de Lange, E. E., Brookeman, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Merging+parametric+active+contours+within+homogeneous+image+regions+for+MRI-based+lung+segmentation%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+Trans+Med+Imaging%22%5BJournal%5D)">Merging parametric active contours within homogeneous image regions for MRI-based lung segmentation.</a> IEEE Trans Med Imaging. 22 (2), 189-199 (2003).</li>
<li>Hughes, P. J. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Spatial+fuzzy+c-means+thresholding+for+semiautomated+calculation+of+percentage+lung+ventilated+volume+from+hyperpolarized+gas+and+1+H+MRI%5BTitle%5D)+AND+%22J+Magn+Reson+Imaging%22%5BJournal%5D)">Spatial fuzzy c-means thresholding for semiautomated calculation of percentage lung ventilated volume from hyperpolarized gas and 1 H MRI.</a> J Magn Reson Imaging. 47 (3), 640-646 (2018).</li>
<li>Tustison, N. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ventilation-based+segmentation+of+the+lungs+using+hyperpolarized+%283%29He+MRI%5BTitle%5D)+AND+%22J+Magn+Reson+Imaging%22%5BJournal%5D)">Ventilation-based segmentation of the lungs using hyperpolarized (3)He MRI.</a> J Magn Reson Imaging. 34 (3), 831-841 (2011).</li>
<li>Kanhere, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Correlation+of+lung+clearance+index+with+hyperpolarized+129Xe+magnetic+resonance+imaging+in+pediatric+subjects+with+cystic+fibrosis%5BTitle%5D)+AND+%22Am+J+Respir+Crit+Care+Med%22%5BJournal%5D)">Correlation of lung clearance index with hyperpolarized 129Xe magnetic resonance imaging in pediatric subjects with cystic fibrosis.</a> Am J Respir Crit Care Med. 196 (8), 1073-1075 (2017).</li>
<li>Rayment, J. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hyperpolarised+129Xe+magnetic+resonance+imaging+to+monitor+treatment+response+in+children+with+cystic+fibrosis%5BTitle%5D)+AND+%22Eur+Respir+J%22%5BJournal%5D)">Hyperpolarised 129Xe magnetic resonance imaging to monitor treatment response in children with cystic fibrosis.</a> Eur Respir J. 53 (5), 1802188(2019).</li>
</ol>

Die Autoren J.F.M., J.P.M. und Y.M.S. nehmen an klinischen Studien teil, die von Polarean, Inc. unterstützt werden. Die Autoren J.F.M. und Y.M.S. bieten Polarean, Inc. Beratungsdienste an (weniger als 5000 USD). Autor J.P.M. erhält Forschungsunterstützung von Polarean, Inc.

Die oben beschriebenen Beatmungs- und anatomischen MRT-Ansätze sind so konzipiert, dass sie die Bildqualität und das SNR maximieren und gleichzeitig die Einfachheit der Implementierung beibehalten - diese Sequenzprotokolle können im Allgemeinen an die Impulssequenzen der Herstellerprodukte angepasst werden, sofern der multinukleare Betrieb aktiviert ist, und die Bilder werden automatisch auf dem Scannercomputer rekonstruiert. Ein Nachteil der hier beschriebenen 2D-Ansätze ist die Verwendung von schnittselektiven Anregung...

Die hyperpolarisierte 129Xe-MRT ist ein spannendes Werkzeug für die nicht-invasive, ortsaufgelöste Charakterisierung und Quantifizierung spezifischer Aspekte der Lungenfunktion 1,2,3. Erfassungs- und Rekonstruktionsansätze, die denen der anatomischen Protonen-MRT ähneln, liefern Bilder von inhaliertem 129Xe in der Lunge, die eine Visualisierung von nicht beatmeten Lungenregionen und eine regionsaufgelöste Quantifizierung der Beatmungsverteilung ermöglichen 4,5,6,7,8 . Fortschrittlichere Pulssequenz- und Analysetechniken liefern weitere ergänzende Informationen, einschließlich der Quantifizierung der Gasaustauscheffizienz zwischen Alveolen und Lungenkapillaren mittels spektroskopischer MRT 9,10,11,12,13 und Charakterisierung der Integrität der alveolären Mikrostruktur mittels diffusionsgewichteter MRT 14,15,16.
Inhaliertes 129Xe hat sich bei erwachsenen und pädiatrischen Probanden, einschließlich Patienten mit Lungenerkrankungen, als sicher und verträglich erwiesen17,18. Messungen der Lungenfunktion, die aus 129Xe-MRT abgeleitet wurden, haben eine Empfindlichkeit gegenüber strukturellen und funktionellen Veränderungen in vielen pulmonalen Krankheitskontexten gezeigt, einschließlich chronisch obstruktiver Lungenerkrankung 6,10,19, Mukoviszidose 20,21,22, idiopathischer Lungenfibrose 23,24,25 und Asthma 7,10,26. Angesichts der hohen Sicherheit und Verträglichkeit der 129-Xe-MRT, des Fehlens ionisierender Strahlung in der MRT im Vergleich zu anderen gängigen Bildgebungsansätzen und der hohen Reproduzierbarkeit der 129-Xe-MRT-Ergebnisse27,28 ist die 129-Xe-MRTvielversprechend, insbesondere für die präzise serielle Überwachung von Personen, die einen zeitlichen Therapieverlauf für chronische Lungenerkrankungen erhalten.
Die Sicherheit und das klinische Versprechen der 129Xe-MRT haben im Dezember 2022 zu ihrer FDA-Zulassung für die Lungenbeatmungsbildgebung bei Personen ab29 Jahren geführt. Vor diesem Hintergrund wird erwartet, dass die Anzahl der Forschungs- und klinischen Standorte, die 129Xe-MRT durchführen können (derzeit ~20 weltweit), in den kommenden Jahren erheblich zunehmen wird. Da sich die 129Xe MRT auf neue Einrichtungen ausbreitet, ist es wichtig, dass robuste methodische Ressourcen vorhanden sind, die es den Standorten ermöglichen, klinisch relevante 129Xe MRT-Techniken schnell aufzubauen und Scans durchzuführen und Ergebnisse zu erzielen, die mit denen bestehender Standorte vergleichbar sind.
In dieser Arbeit werden wir die aktuellen Best Practices für die humane hyperpolarisierte 129Xe MRT der Lungenbeatmung skizzieren, wie sie von den Mitgliedsinstitutionen des 129Xe MRI Clinical Trials Consortium (Xe MRI CTC) vereinbart und in einem kürzlich erschienenen Positionspapierzusammengefasst wurden 30. Zu den Themen gehören die Vorbereitung maßgeschneiderter Pulssequenzen, die sich ideal für einen vollständigen 129-Xe-MRT-Workflow eignen, die Vorbereitung und Verabreichung von hyperpolarisiertem 129-Xe-Gas, ein optimierter Workflow für menschliche 129-Xe-MRT-Sitzungenund Best Practices für die Überwachung der Sicherheit und des Komforts von Probanden während MRT-Sitzungen.

<table><tbody><tr><td>1,5 T oder 3 T MRT-Scanner für Menschen</td><td>Siemens</td><td></td><td>MAGNETOM Symphony (1,5 T) oder Vida (3 T); ältere Modelle in Ordnung, solange die multinukleare Option installiert ist/installiert werden kann; Scanner auch von GE und Philips erhältlich</td></tr><tr><td>129Xe Hyperpolarisator</td><td>Polarean</td><td>9820</td><td></td></tr><tr><td>129Xe MRT-Phantom</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>129Xe MRT-Westenspule</td><td>Klinische MRT-Lösungen</td><td></td><td>Auch von anderen erhältlich Anbieter</td></tr><tr><td>129Xe Polarisationsmessstation</td><td>Polarean</td><td>2881</td><td></td></tr><tr><td>1H MRT Phantom</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Spule Datei für 129Xe MRT Weste Spule</td><td></td><td></td><td>Auch von anderen Anbietern für ihre jeweiligen Spulen erhältlich</td></tr><tr><td>EKG-Gerät</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Heliumpuffergas</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Schnittstelle Box von Spule zu Scanner</td><td></td><td></td><td>Kann in die Spule eingebaut werden, muss aber separat eingebaut werden, wenn nicht</td></tr><tr><td>Flüssigstickstoff</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>MRT-sicheres Pulsoximeter</td><td>Philips</td><td>Expression MR200</td><td></td></tr><tr><td>Stickstoffpuffergas</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>PFT-Gerät</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Programmier-/Bildanalysesoftware</td><td>MATLAB</td><td>R2023a</td><td>Diverse andere Optionen verfügbar</td></tr><tr><td>Software für das Design von Impulssequenzen</td><td>Siemens</td><td></td><td>IDEA; auch von GE und Philips für die jeweiligen Scanner erhältlich</td></tr><tr><td>Scanner Multinuklear-Option</td><td>Siemens</td><td></td><td>Scanner integriertes Hardware-/Softwarepaket; auch von GE und Philips für die jeweiligen Scanner erhältlich</td></tr><tr><td>Tedlar-Gasprobenahmebeutel (500, 750, 1000, 1250, 1500 ml)</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Xenongas (129Xe isotopenangereichert)</td><td></td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

aufnahme von hyperpolarisierten 129xe-magnetresonanzbildern der lungenbeatmung

Acquiring Hyperpolarized 129Xe Magnetic Resonance Images of Lung Ventilation

Die hyperpolarisierte 129Xe-MRT umfasst eine einzigartige Palette struktureller und funktioneller Lungenbildgebungstechniken. Die Standardisierung der Technik über Standorte hinweg wird angesichts der kürzlich erfolgten FDA-Zulassung von 129Xe als MR-Kontrastmittel und des zunehmenden Interesses an 129Xe MRT in Forschung und klinischen Einrichtungen immer wichtiger. Die Mitglieder des 129Xe MRI Clinical Trials Consortium (Xe MRI CTC) haben sich auf Best Practices für jeden der Schlüsselaspekte des 129Xe MRT-Workflows geeinigt, und diese Empfehlungen sind in einer kürzlich erschienenen Veröffentlichung zusammengefasst. Diese Arbeit liefert praktische Informationen zur Entwicklung eines End-to-End-Workflows für die Erfassung von 129Xe-MRT-Bildern der Lungenbeatmung gemäß den Xe-MRT-CTC-Empfehlungen. Die Vorbereitung und Verabreichung von 129Xe für MR-Studien wird diskutiert und demonstriert, wobei spezifische Themen wie die Auswahl geeigneter Gasvolumina für gesamte Studien und für einzelne MR-Scans, die Vorbereitung und Verabreichung einzelner 129Xe-Dosen sowie bewährte Verfahren zur Überwachung der Sicherheit der Probanden und der 129Xe-Verträglichkeit während der Studien behandelt werden. Wichtige technische Überlegungen zur MR werden ebenfalls behandelt, einschließlich Pulssequenztypen und optimierter Parameter, Kalibrierung des 129Xe-Flip-Winkels und der Mittenfrequenz sowie 129Xe-MRT-Beatmungsbildanalyse.

Abbildung 1 zeigt repräsentative Beatmungs- und Drei-Ebenen-Lokalisierungsbilder eines gesunden Individuums. In den Beatmungsbildern kann ein hohes 129Xe-Signal in der gesamten Lunge beobachtet werden, und bei dieser Person ist keine Beatmungsstörung erkennbar.
Abbildung 2, Abbildung 3 und Abbildung 4 zeigen repräsentative Beatmungs- und anatomische Bilder von erkr...

Die hyperpolarisierte 129Xe-Magnetresonanztomographie (MRT) ist eine Methode zur Untersuchung regional aufgelöster Aspekte der Lungenfunktion. Diese Arbeit stellt einen standardisierten End-to-End-Workflow für hyperpolarisierte 129Xe-MRT der Lungenbeatmung vor, mit besonderem Augenmerk auf das Design der Pulssequenz, die 129Xe-Dosisvorbereitung, den Scan-Workflow und Best Practices für die Überwachung der Probandensicherheit.

Aufnahme von hyperpolarisierten 129Xe-Magnetresonanzbildern der Lungenbeatmung

Hyperpolarized 129Xe MRI comprises a unique array of structural and functional lung imaging techniques. Technique standardization across sites is ...

Unsere Forschung zielt darauf ab, die Xenon-MRT als klinisches Instrument zur Charakterisierung der Lungenfunktion zu etablieren. Die Xenon-MRT ermöglicht es uns, Beatmungsdefekte bei Patienten mit obstruktiven Lungenerkrankungen wie COPD, Asthma und Mukoviszidose direkt sichtbar zu machen. Es bietet Informationen, die mit Standard-MRT und Lungenfunktionstests nicht gewonnen werden können.Die Xenon-MRT wurde kürzlich von der FDA für die klinische Bewertung der Lungenbeatmung zugelassen. Dies stellt den Höhepunkt einer enormen Anstrengung der Menschen in unserem Bereich dar und ist eine aufregende Gelegenheit zu zeigen, wie die Xenon-MRT die Patientenversorgung und die Ergebnisse bei Lungenerkrankungen verbessern kann. Die Xenon-MRT ist immer noch eine relativ neue Familie von Techniken, und die Standardisierung ist immer noch ein fortlaufender Prozess.Dieses Protokoll fasst die bestehenden Standards für die Xenon-Beatmungs-MRT in einer Form zusammen, von der wir hoffen, dass sie für die Forschung an klinischen Standorten nützlich sein wird, die versuchen, diese Scans zum ersten Mal durchzuführen. Gängige klinische Messwerte der Lungenfunktion, wie Lungenfunktionstests, geben nur eine einzige Zahl für die gesamte Lunge ohne räumliche Informationen an. Die Xenon-MRT kann regionale Beurteilungen verschiedener Aspekte der Lungengesundheit und -funktion vornehmen, was unserer Meinung nach in der Klinik sehr nützlich sein wird.Derzeit führen nur wenige Institutionen Xenon-MRT durch, aber wir gehen davon aus, dass es angesichts der jüngsten FDA-Zulassung bald viele weitere Standorte geben wird. Wir hoffen, dass dieses Xenon-Beatmungs-MRT-Protokoll als Blaupause für neue Standorte dienen und ihnen helfen wird, ihre Xenon-MRT-Operationen schneller hochzufahren.

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Research

Forschung

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Medizin

Hier stellen wir ein Protokoll zur Gewinnung hochwertiger hyperpolarisierter Xenon-129-Magnetresonanzbilder vor, das Hardware, Software, Datenerfassung, Sequenzauswahl, Datenmanagement, k-Raumnutzung und Rauschanalyse umfasst.

Fehlersuche und Qualitätssicherung in der hyperpolarisierten Xenon-Magnetresonanztomographie: Werkzeuge für eine hochwertige Bildaufnahme

CT und 129Xe MRT liefern komplementäre Informationen über die Lungenstruktur und -funktion, die für die regionale Analyse mithilfe der Bildregistrierung genutzt werden können. Hier stellen wir ein Protokoll zur Verfügung, das auf der vorhandenen Literatur für die Registrierung von 129Xe MR bis CT unter Verwendung von Open-Source-Plattformen aufbaut.

Multimodale Lungenbildgebung: Verwendung komplementärer Informationen aus CT und hyperpolarisierter 129xe-MRT zur Bewertung der Lungenstruktur-Funktion

Eine genaue und praktische Methode, um Parameter wie Spannung im Herzmuskelgewebe Maßnahme ist von großem klinischen Nutzen, da es sich gezeigt hat, dass der Stamm eine sensiblere und früher Marker für kontraktile Dysfunktion als die häufig verwendete Parameter EF ist.

Magnetic Resonance Derived Myocardial Dehnungs-Beurteilung anhand von Feature-Tracking-

Ein Mausmodell für Ventilator induzierte Lungenschädigung ist ein wichtiges Instrument, um eine akute Lungenversagen...

Pressure Controlled Ventilation zu Acute Lung Injury in Mäusen zu induzieren

Diffusion Tensor Imaging (DTI) dient im wesentlichen als eine MRT-basiertes Tool zur...

Diffusion Tensor Magnetic Resonance Imaging in der Analyse von neurodegenerativen Erkrankungen

Neuromuskuläre Erkrankungen weisen oft ein zeitlich variierenden, räumlich heterogen und vielschichtige Pathologie. Das Ziel des Protokolls ist es, diese Pathologie unter Verwendung von nicht-invasive Magnetresonanzbildgebungsverfahren zu charakterisieren.

Quantitative Magnetresonanztomographie von Skelettmuskelerkrankung

Das hier vorgestellte Verfahren verwendet 18 F-Fluorodeoxyglucose (18 F-FDG), Positronenemissionstomographie / Computertomographie (PET-CT) und Fett-Wasser getrennt, Magnetresonanztomographie (MRI), die jeweils folgende 2 h Einwirkung thermo (24 ° C gescannt ) und kalten Bedingungen (17 ° C), um braune Fettgewebe (BAT) bei erwachsenen menschlichen Patienten abzubilden.

Menschen braunes Fettgewebe Depots automatisch durch Positronenemissionstomographie / Computertomographie Segmentierte und Registrierte Magnetic Resonance Images

Das hier vorgestellte Verfahren verwendet die gleichzeitige Positronenemissionstomographie und Magnetresonanztomographie. In der zerebrale Hypoxie-Ischämie-Modell, dynamischen Veränderungen in Verbreitung und Glukosestoffwechsel während und nach der Verletzungsgefahr. Die sich entwickelnde und reproduzierbaren Schäden in diesem Modell erfordert simultane Erfassung, wenn sinnvolle multimodaler Bildgebungsdaten erworben werden sollen.

Gleichzeitige PET / MRT-Bildgebung während Maus zerebrale Hypoxie-Ischämie

Diese Arbeit demonstriert die Machbarkeit einer in vivo Phosphor-31-Magnetresonanzspektroskopie (31PMRS) Technik zur Quantifizierung der mitochondrialen oxidativen Phosphorylierungskapazität (OXPHOS) in der menschlichen Skelettmuskulatur.

Phosphor-31 Magnet-Resonanz-Spektroskopie: Ein Werkzeug zur Messung In Vivo Mitochondrial Oxidative Phosphorylierung Kapazität im menschlichen Skelettmuskel

Die Empfindlichkeit Verstärkung, die höchste Bereich Magnetresonanz verspricht für räumlich hochauflösende Bildgebung des Herzens. Hier beschreiben wir ein Protokoll angepasst für funktionelle kardiovaskuläre Magnetresonanztomographie (CMR) bei 7 Tesla mit einer erweiterten Multi-Channel-Radiofrequenz-Spule, Magnetfeld-Shim und einem auslösenden Konzept.

Kardiale Magnetresonanztomographie bei 7 Tesla

Lernen Sie die hyperpolarisierte 129Xe-MRT zur Darstellung von Ventilationsdefekten bei obstruktiven Lungenerkrankungen wie COPD, Asthma und Mukoviszidose. Diese FDA-zugelassene Methode ermöglicht regionale Lungenfunktionsanalysen.

Aufnahme von hyperpolarisierten ¹²⁹Xe-Magnetresonanzbildern der Lungenbeatmung

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