Dýchací Zóny

Podrobné NMR Spektroskopické Měření 83Kr T1 Relaxace jako Funkce dechového Objemu

Aniž by se podrobně na technické aspekty HP 83Kr výrobu a manipulaci s plynem, to je důležité si uvědomit, že pokračující vývoj metodiky povolili rafinované experimenty s vyšší kvalitou generovaných dat jak čas postupoval. Tato zlepšení umožnila podrobnou studii 83Kr T1 v plicích, tj. to představovalo kvantový skok nad experimentálním nastavením uvedeným dříve v Ref. nejen kvůli zlepšení zřejmé, polarizace od Papp=0,5% na Papp=1%, lepší manipulaci s plynem, a větší NMR cívky (jako žádné přechody, kde je to potřebné), ale také kvůli lepší protokol pro měření relaxace.

HP 83Kr signálu byla měřena v sérii 32 malých flip úhel (12°) NMR spektrum rozložené 0,2 s na kusy, které začaly před inhalace s HP 83Kr a trvala několik sekund po plném nádechu a zadržení dechu. Během počátečního časového rozpětí absence detekovatelného signálu NMR prokázala, že HP 83Kr nebyl během počátečního přenosu plynu do zásobníku VB nucen do plic. Přibližně 0,6 s po aplikaci předem stanoveného sacího objemu ventilační stříkačkou dosáhly plíce příslušného ustáleného inhalačního objemu Vi (tj. modelování zadržení dechu). Po nějaké době osídlení plic (Typicky 0.2 s), pozorované HP 83Kr signál vykazoval monoexponential relaxace rozkladu (kromě signálu kazu způsobené 12° flip úhel, luštěniny) a data montáž tedy za předpokladu, 83Kr T1 relaxační časy (viz Eq. 19.3). Žádný pokus byl předstíral, prostorově vyřešit relaxace měření jako další zlepšení technologie umožňující smysluplné HP 83Kr MRI NÁMĚSTÍ kontrast (viz bod „HP 83Kr NÁMĚSTÍ T1 Kontrast Zvířecí Model, Rozedma plic“). Nicméně, protokol poskytuje vysoce reprodukovatelné údaje, které eliminován mnohem předchozího rozptyl v naměřených T1 časy, protože celý inhalační proces byl sledován a dobrý referenční bod pro konec vdechování doba může být stanovena od intenzity křivky. Údaje použité v T1 šroubení prodloužené pro 2,6 s, aniž by s ohledem spektra shromažďovány po tuto dobu, protože pozorované odchylky od monoexponential relaxace chování, které bylo pravděpodobně způsobeno značné rozdíly v relaxaci chování mezi dýchací zón a větších dýchacích cest.

na Základě výsledků model s povrchy, jeden by naivně předpokládají, že s rostoucí dechového objemu, Vi, dalo by se najít T1 časy se také zvýší, protože rozšíření plicních sklípků bude pravděpodobně způsobit S/V poklesu. Pozorované časy T1 se však buď zkrátily, nebo zůstaly konstantní se zvyšujícím se objemem inhalace. Počáteční pokles relaxační doby lze vysvětlit změnou příspěvek z dýchacích cest (nízké S/V) a z oblastí s vysokým S/Vs, jako jsou dýchací regionu (tj. alveolární kanálky a alveolární váčky), včetně snad více distálních dýchacích cest, jako jsou průdušinky a menších průdušek. ve více příp. Na nízký objem inhalace, dýchacích cest přispívají k vyšší frakce detekovaného signálu ve srovnání s velkými inhalace objemy, kde signál vzniká v drtivé většině z alveolární oblasti. Naměřená doba relaxace může být“ skutečným “ průměrem z relaxace v různých zónách kvůli difúzi plynu způsobující rychlou výměnu mezi těmito oblastmi. Alternativně mohou být relaxační časy v různých zónách jednoduše dostatečně podobné, aby vytvořily dojem monoexponenciálního rozpadu signálu. V každém případě se zdá, že jediná časová konstanta poskytuje dobrý popis podélné relaxace 83Kr. Se zvyšujícím se objemem inhalace, a tím zvyšujícím se příspěvkem z alveolární zóny, se s / V zvyšuje a časové konstanty T1 se snižují.

Tento výklad je dále podpořit tím, že připomínky s alternativní inhalační systémy, kde jsou buď non-HP („temná“), plyn je první vdechnutí, které nemohou být pozorovány pomocí MRI následuje HP plynu (inhalace schéma 2), nebo, naopak, kde HP plynu následuje tma, nerozpoznatelné plynu (tj., experiment s dusíkem-nebo inhalační schéma 3). Očekává se, že inhalační schéma 2 sníží množství HP 83Kr v alveolární oblasti, ale ne v dýchacích cestách. V důsledku toho by se dalo očekávat, že pozorujeme delší časy T1 s inhalačním schématem 2 než se schématem 1. To je skutečně pozorováno, jak ukazují datové body (trojúhelníky)na obr. 19.4. Zkrácení doby relaxace je výraznější pro Vidark=12 mL než pro Vidark=6 ml. Kromě toho jsou časy T1 schématu 2 srovnatelné s časy inhalačního schématu 1 při nejvyšších inhalačních objemech. Inhalace režimu 3, provádí se celkové inhalační objemy Vi od 9 do 20 mL, byl navržen tak, aby potlačit HP 83Kr signály z větších dýchacích cest a zvýšení příspěvku HP plynu z alveolární oblasti. Stejně jako u schématu 1 se časy T1 zpočátku snižují a nakonec se stabilizují při celkovém inhalačním objemu Vi asi 12 ml. Nicméně, tento systém vést k rychlejší relaxaci krát (otevřené kruhy) s T1≈1.0 s pro Vi≥12 mL ve srovnání s odpovídající hodnotou T1≈1.3 získané s s schéma 1 za stejný objem inhalace. Všimněte si, že novější zobrazovací experimenty zjistil, bimodální distribuci relaxačních časů s pomalým rychle relaxační příspěvek kolem 1 s a pomalejší relaxace distribuce přibližně 1.3 s (viz oddíl „HP 83Kr NÁMĚSTÍ T1 Kontrast Zvířecí Model, Rozedma plic“).

i když počáteční pokles relaxační časy s zvýšení dechového objemu může být vysvětleno tím, že posun v relativní příspěvek mezi dýchacích cest a respirační zónu, úplná absence zvýšení 83Kr T1 časy se zvyšující se plicní inhalace je pozoruhodné. Očekává se, že S/V v plicích bude klesat se zvyšujícím se objemem inhalace. Nicméně, inhalace objemu nezávislé 83Kr T1 časy na vysoké inhalační svazky s schéma 1 a 3 ukazují konstantní S/V v distální části dýchacích cest a dýchací zóny. Pozoruhodné je, že po dřívějších pozorováních v psích plicích byl Woods , Conradi, Yablonski a spolupracovníci ve výzkumu 3He s využitím zdánlivého difúzního koeficientu (ADC) v lidských plicích hlášen poněkud podobný nález . Vědci dospěli k závěru, že poloměry alveolárních kanálků se při inhalaci zvyšují jen nepatrně a že zvýšení objemu plic je způsobeno převážně alveolárním náborem. Upozorňujeme však, že ADC je stanovena na termíny typicky 1-3 ms, které jsou mnohem kratší než relaxační měření za období 2.6 s dobou trvání hlášeny zde a ADC měření sondy proto mnohem menší oblasti . Při 293K se difúzní konstanta pohybuje od D=0, 63cm2 / s (krypton v heliu)do D=0.15cm2/s (krypton v dusíku) a následně volně šířit krypton směsi plynů by se zobrazit centimetr velikosti znamenat posunutí během 2-3 s, doba. Označení alveolární rozměry jsou do značné míry inflace hlasitosti nezávislé, poskytuje dvě různé metody, které sonda diametrálně odlišná délka šupiny, je pozoruhodné a může vést k vhled do mechanismu alveolární recruitment. V kombinaci s měřením ADC a dalšími technikami, jako jsou experimenty s rozpuštěnou fází HP 129Xe, může HP 83KR SQUARE MRI kontrast v budoucnu poskytnout další vodítka. Prozatím důležitý výsledek obr. 19.4 je, že HP 83Kr NÁMĚSTÍ kontrast, prozkoumat v následující části, je vysoce reprodukovatelné s trochu bát, pro malé výkyvy v inhalační objem, alespoň v rámci zdravé (vyříznut) hlodavec plíce a tak dlouho, jak vdechování objem je dostatečně velký. Dusík-chaser experiment (inhalační schéma 3) může potenciálně zvýšit čtvercový kontrast, protože HP 83Kr bude směřovat více k respiračním zónám.