呼吸ゾーン

吸入量の関数としての83Kr T1緩和の詳細なNMR分光測定

HP83Kr生産とガスハンドリングの技術的側面を詳述することなく、この方法論の継続的な開発は、時間の経過とともに生成されたデータの質の高い洗練された実験を可能にしたことに注意することが重要です。 このような改善は、肺における83kr T1の詳細な研究、すなわち正方形のコントラストの源を可能にした。 これは、以前に文献で報告された実験的セットアップよりも飛躍的な飛躍を構成しました。 papp=0.5%からPapp=1%までの見かけの偏光が改善されただけでなく、ガスの取り扱いが改善され、NMRコイルが大きくなった（必要に応じて勾配がない）だけでなく、緩和測定のためのプロトコルが改善されたためでもある。

HP83kr信号は、HP83krで吸入する前に開始し、完全な吸入および息止めの後に数秒間続いた32の小さなフリップ角（12°）NMRスペクトルのシリーズで測定した。 初期の時間スパンの間に、検出可能なNMR信号の不在は、HP83krが貯蔵容器VBへの初期のガス移動中に肺に強制されなかったことを示した。 所定の吸引容積を換気シリンジで適用した約0.6秒後、肺はそれぞれの定常吸入容積Viに達した（すなわち、息止めをモデル化する）。 肺決済のいくつかの時間後（典型的には0。図2s)に示すように、観測されたHP83kr信号は、一指数緩和減衰（12°フリップ角パルスによって引き起こされる信号減衰に加えて）を示し、それに応じてデー 19.3). 意味のあるHP83KR MRI正方形コントラストを可能にするために技術のさらなる改善が必要とされたため、緩和測定を空間的に解決する試みは行われなかった（「肺気腫の動物モデルのHP83KR正方形T1コントラスト」の項を参照）。 しかし、このプロトコルは、吸入プロセス全体を監視し、吸入期間の終わりの良い基準点を強度曲線から決定することができるため、測定されたT1回の前の散乱の多くを排除する再現性の高いデータを提供した。 T1フィッティングで使用されるデータは、おそらく呼吸ゾーンと大きな気道の間の緩和行動の実質的な違いによって引き起こされた単指数緩和行動からの観察された偏差のために、この時間の後に収集されたスペクトルを考慮せずに2.6秒のために拡張された。

図19.4. （Ａ）「単純な」ＨＰ８ ３ＫＲ吸入（スキーム１）と比較して、ＨＰ８ ３ＫＲをより気道に向け（スキーム２）、または高Ｓ／Ｖ呼吸域に向け（スキーム３）のいずれかに向ける様々な吸入スキームの スキーム2では、肺は最初に”暗いガス”の体積Vidarkを吸入する（すなわち。 スキーム3は、HP83KRの吸入に続いてN2の容積が続き、再び総吸入容積Viが生じる「窒素チェイサー」タイプの実験を表す。(B)ex vivo肺および図にスケッチされた換気システムを用いて、吸入容積Viの関数として83KR T1緩和時間を測定した。 19.3. スキーム1およびスキーム3でVi=10mLを超える83kr緩和の吸入体積独立性に注意してください。

Stupic KF、Elkins ND、Pavlovskaya GE、Repine JE、Meersmann T.過分極クリプトン-83磁気共鳴T-1緩和に対する肺吸入の影響からの許可を得て適応した。 Ｐｈｙｓ Ｍｅｄ Ｂｉｏｌ２ ０ １ １；５ ６（１ ３）：３ ７ ３ １−４ ８． 土井:10.1088/0031-9155/56/13/001. PubMed PMID：ISI：000291866800003。

モデル表面の結果に基づいて、吸入量Viが増加すると、肺胞が拡大するとS/Vが低下する可能性があるため、T1回も増加すると予想されます。 しかし、観察されたT1回は、吸入量の増加とともに短くなったか、または一定のままであった。 緩和時間の初期低下は、気道（低S/V）からの寄与の変化によって説明することができ、呼吸領域（すなわち、肺胞管および肺胞嚢）のような高いs/Vsを有するゾーンから、おそらく細気管支およびより小さな気管支のようなより遠位の気道を含む。 低い吸入容積では、気道は、信号が肺胞ゾーンから圧倒的に生じる大量の吸入容積と比較して、検出された信号に対するより高い割合に寄与する。 測定された緩和時間は，これらの領域間の急速な交換を引き起こすガス拡散のために，異なるゾーンにおける緩和からの”真の”平均である可能性がある。 あるいは、異なるゾーン内の緩和時間は、単指数信号減衰の印象を作成するのに十分に類似しているだけでよい。 いずれにしても、単一の時定数は、83krの縦方向緩和の良好な説明を提供するように見える。 吸入量の増加、したがって肺胞ゾーンからの寄与の増加に伴い、S/Vが増加し、T1時定数が減少する。

この解釈は、MRIでは観察できない非HP（”暗い”）ガスを最初に吸入し、その後にHPガス（吸入スキーム2）を吸入するか、HPガスの後に暗い非検出可能なガス（すなわ、窒素チェイサー実験-または吸入スキーム3）。 吸入スキーム2は、肺胞領域におけるHP83krの量を減少させるが、気道におけるHP83krの量を減少させることが期待される。 結果として、吸入スキーム2では、スキーム1よりも長いT1回を観察することが期待される。 これは、実際には、図１のデータ点（三角形）によって示されるように観察される。 19.4. 緩和時間の減少は、Vidark=12mLの場合よりもVidark=6mLの場合よりも顕著である。 さらに、スキーム2のT1回は、最高吸入量で吸入スキーム1のそれに匹敵するようになる。 吸入スキーム3は、9から20mLの範囲の総吸入量Viで行われ、より大きな気道からのHP83kr信号を抑制し、肺胞領域からのHPガスの寄与を高めるために設 スキーム1と同様に、T1回は最初に減少し、最終的には約12mLの総吸入容積Viで安定化する。 しかし、このスキームは、同じ吸入量のスキーム1で得られたT1≤1.3sの対応する値と比較して、Vi≤12mLのT1≤1.0sでより速い緩和時間（開いた円）をもた 後のイメージング実験では、緩和時間の二峰性分布が1秒前後で遅く、緩和分布が約1.3秒前後であることに注意してください（”HP83kr SQUARE T1Contrast of An Animal Model of Emphysema”の項を参照）。

吸入量の増加に伴う緩和時間の最初の低下は、気道と呼吸ゾーンとの間の相対的な寄与のシフトによって説明することができるが、肺吸入の増加に伴う83kr T1回の増加の完全な欠如は注目に値する。 肺のS/Vは吸入量の増加とともに減少すると予想される。 しかし、スキーム1および3を用いた高吸入量での吸入量に依存しない83kr T1回は、気道および呼吸ゾーンの遠位部における一定のS/Vを示す。 注目すべきことに、イヌ肺における以前の観察に続いて、Woods、Conradi、Yablonski、およびヒト肺における見かけ拡散係数（ADC）の研究を用いた3HE研究の同僚によって、幾分類似した発見が報告されている。 研究者らは、肺胞管の半径は吸入によってわずかに増加し、肺容積の増加は主に肺胞の動員によって引き起こされると結論づけた。 ただし、ADCは通常1-3msのタイムスケールで決定され、ここで報告されている2.6秒の期間にわたる緩和測定よりもはるかに短いため、ADC測定ははるかに 293Kでは、拡散定数はD=0.63cm2/s（ヘリウム中のクリプトン）からD=0の範囲である。15cm2/s（窒素中のクリプトン）と、その結果、自由に拡散クリプトンガス混合物は、2-3sの期間中にセンチメートルサイズの平均変位を表示します。 大きく異なる長さのスケールをプローブする二つの異なる方法によって提供される肺胞の寸法は、主にインフレーション体積に依存しているの指標は、顕著であり、肺胞募集のメカニズムへの洞察につながる可能性があります。 ADC測定およびHP129xe溶解相実験などの他の技術と組み合わせて、HP83kr SQUARE MRIコントラストは、将来的にはさらなる手がかりを提供することができます。 今のところ、図の重要な結果は、図の重要な結果である。 19.4は、次のセクションで検討HP83kr平方コントラストは、少なくとも健康な（切除された）げっ歯類肺内で、吸入量が十分に大きい限り、吸入量の小さな変動 窒素チェイサー実験（吸入スキーム3）は、HP83krが呼吸ゾーンに向けられるため、正方形のコントラストを潜在的に高める可能性があります。