Hyperpolarized gas MRI
হাইপারপোলারাইজড গ্যাস এম. আর. আই, যা হাইপারপোলারাইজড হিলিয়াম-3 এম. আর. আই বা এইচ. পি. এইচ. ই-3 এম. আর. আই নামেও পরিচিত, একটি মেডিকেল ইমেজিং কৌশল যা চৌম্বকীয় অনুরণন ইমেজিং (এম. আর. আই)-এর সংবেদনশীলতা এবং স্থানিক রেজোলিউশন উন্নত করতে হাইপারপোলারাইজড গ্যাস ব্যবহার করে। এই কৌশলটির চিকিৎসায় অনেক সম্ভাব্য প্রয়োগ রয়েছে, যার মধ্যে রয়েছে ফুসফুস এবং কম টিস্যু ঘনত্ব সহ শরীরের অন্যান্য অংশের ইমেজিং। ফুসফুসের রোগ নির্ণয় ও পর্যবেক্ষণের জন্য বর্তমান মান হল স্পাইরোমেট্রিক পালমোনারি ফাংশন টেস্টিং (পি. এফ. টি)। যাইহোক, এই পরীক্ষাগুলি শুধুমাত্র বিশ্বব্যাপী ফুসফুসের মূল্যায়ন করে এবং সাধারণত ছোট শ্বাসনালী এবং গ্যাস বিনিময় অঞ্চলে কার্যকরী পরিবর্তনগুলি সনাক্ত করার জন্য যথেষ্ট সংবেদনশীল নয়। সংবেদনশীলতার এই অভাব এই অঞ্চলগুলিকে "নীরব অঞ্চল" হিসাবে পরিচিত করেছে। উপরন্তু, পি. এফ. টি মেট্রিক্স মূলত বিষয়টির প্রচেষ্টার উপর নির্ভর করে, যা উল্লেখযোগ্য পরিমাপের অনিশ্চয়তা এবং পরিবর্তনশীলতার দিকে পরিচালিত করে। ফলস্বরূপ, বর্তমান চিকিৎসা মূলত রোগীদের উপসর্গ এবং বেঁচে থাকার উপর ভিত্তি করে। স্বাস্থ্যসেবা ব্যবস্থার উপর উচ্চ বোঝা এবং ফুসফুসের রোগের ক্রমবর্ধমান প্রাদুর্ভাবের পরিপ্রেক্ষিতে, ফুসফুসের রোগের অগ্রগতির আরও ভাল নির্ণয় ও পরিমাণ নির্ধারণ এবং থেরাপির প্রতিক্রিয়া সঠিকভাবে পরিমাপ করার জন্য উন্নত ডায়াগনস্টিক সরঞ্জাম এবং পরিমাণগত পরিমাপের প্রয়োজন রয়েছে। হাইপারপোলারাইজড গ্যাস এম. আর. আই-এর মৌলিক নীতি প্রচলিত এম. আর. আই-এর অনুরূপ, যা শরীরের অভ্যন্তরীণ কাঠামোর বিস্তারিত চিত্র তৈরি করতে শক্তিশালী চৌম্বক ক্ষেত্র এবং বেতার তরঙ্গ ব্যবহার করে। প্রচলিত এম. আর. আই-তে, শরীরের জল এবং চর্বি অণুতে হাইড্রোজেন পরমাণুর (প্রোটন) চৌম্বকীয় মুহুর্তগুলি চৌম্বক ক্ষেত্রের সাথে সারিবদ্ধ করা হয় এবং তারপরে একটি রেডিওফ্রিক্বেন্সি পালসের সাপেক্ষে হয়। এর ফলে প্রোটনগুলি শক্তি শোষণ করে এবং উত্তেজিত হয়ে পড়ে এবং যখন রেডিওফ্রিক্বেন্সি পালস বন্ধ হয়ে যায়, তখন প্রোটনগুলি শিথিল হয় এবং সনাক্তযোগ্য সংকেতের আকারে তাদের শক্তি ছেড়ে দেয়। এই সংকেতটি শরীরের টিস্যুর একটি চিত্র তৈরি করতে ব্যবহৃত হয়। ফুসফুসের ঐতিহ্যবাহী এম. আর. আই ঐতিহ্যবাহী এম. আর ইমেজিং-এর চ্যালেঞ্জগুলি কাটিয়ে ওঠা কঠিন কারণ প্রচলিত স্ক্যানারগুলি জলের অণুতে উপস্থিত হাইড্রোজেন প্রোটনগুলিকে উত্তেজিত করার জন্য ডিজাইন করা হয়েছে। যাইহোক, অন্যান্য কাঠামোর তুলনায় ফুসফুসে হাইড্রোজেন প্রোটনের খুব কম ঘনত্ব থাকে এবং তাদের দীর্ঘ শিথিল সময়ের অর্থ হল ইমেজিংয়ের জন্য উপলব্ধ সংকেতটি ন্যূনতম। উপরন্তু, ফুসফুসের অসম চৌম্বকীয় পরিবেশ সংবেদনশীলতার নিদর্শনগুলি প্রবর্তন করে যা এম. আর অধিগ্রহণকে আরও জটিল করে তোলে। এই চ্যালেঞ্জগুলি 3He বা 129Xe-এর মতো বাহ্যিক বায়বীয় বৈসাদৃশ্য মাধ্যমের দ্বারা সম্মুখীন হয় না, যা পার্শ্ববর্তী টিস্যুগুলির পরিবর্তে ফুসফুসের মধ্যে শ্বাসনালী এবং বায়ুপথকে চিত্রিত করে। এটি ফুসফুসে হাইড্রোজেন এম. আর. আই-এর প্রতিকূল অনুদৈর্ঘ্য এবং আড়াআড়ি শিথিলকরণ সময়ের সমস্যাগুলিকে ব্যাপকভাবে হ্রাস করে। যাইহোক, একটি গ্যাসের এম. আর ইমেজিং চ্যালেঞ্জিং কারণ এর ঘনত্ব সাধারণত প্রোটনের তুলনায় প্রায় 4 ক্রম কম। এই সীমাবদ্ধতা কাটিয়ে উঠতে, হাইপারপোলারাইজেশন নামে একটি প্রক্রিয়া ব্যবহার করা হয় এই গ্যাসগুলির চুম্বকায়নকে প্রায় 5 মাত্রায় বাড়ানোর জন্য। এটি একটি একক শ্বাস ধরে রাখার মধ্যে শ্বাস-প্রশ্বাসের গ্যাসগুলির এমআর-ভিত্তিক ইমেজিংকে সম্ভব করে তোলে। প্রাথমিক পর্যায়ে ফুসফুসের রোগ সনাক্ত করার ক্ষমতা উন্নত করতে, আঞ্চলিক তথ্য সরবরাহকারী ইমেজিং কৌশলগুলি ব্যবহার করা প্রয়োজন। হাইপারপোলারাইজড গ্যাস চৌম্বকীয় অনুরণন ইমেজিং (এইচপি গ্যাস এমআরআই) একটি অ-আক্রমণাত্মক, বিকিরণ-মুক্ত পদ্ধতি যা ফুসফুসের কাঠামো এবং কার্যকারিতা চিত্র করতে পারে। যদিও 3হে মূলত এইচপি গ্যাস এমআরআই-তে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়েছিল, এর সাম্প্রতিক ঘাটতি এবং দাম বৃদ্ধির ফলে সস্তা এবং আরও প্রচুর পরিমাণে 129এক্সই-এর দিকে সরে গেছে। 129Xe ব্যবহার করার সুবিধা হল এটি ফুসফুসের টিস্যুতে দ্রবণীয়, যা বায়ুপ্রদেশে জেনন ছাড়াও দুটি অতিরিক্ত সংকেত উৎস প্রদান করে। এই তিনটি 129Xe অনুরণন ফুসফুসের মৌলিক কার্যকারিতা সম্পর্কে পরিমাণগত আঞ্চলিক তথ্য প্রদান করতে পারেঃ গ্যাস বিনিময়। ইতিহাস ও নিরাপত্তা 1994 সালে, হাইপারপোলারাইজড (এইচপি) গ্যাস ম্যাগনেটিক রেজোনেন্স ইমেজিং (এমআরআই)-এর উপর প্রথম গবেষণাটি নোবেল গ্যাস আইসোটোপ 129-জেনন (129এক্সই) ব্যবহার করে করা হয়েছিল। 1997 সালে, মুগলার এবং সহকর্মীরা মানুষের উপর প্রথম গবেষণা পরিচালনা করতে 129এক্সই ব্যবহার করেছিলেন। যাইহোক, এই গবেষণাগুলি তুলনামূলকভাবে কম 129Xe মেরুকরণ (1-2%) দ্বারা সীমাবদ্ধ ছিল, যার ফলে কম সংকেতের তীব্রতা দেখা দেয়। এই সমস্যাটি হিলিয়াম (3He)-এ গবেষণার আগ্রহের পরিবর্তনের দিকে পরিচালিত করে, যার জাইরোম্যাগনেটিক অনুপাত 129Xe-এর চেয়ে বেশি এবং একটি সহজ এবং আরও পরিপক্ক মেরুকরণ প্রযুক্তি (30 শতাংশ) এবং সংশ্লিষ্ট বৃহত্তর সংকেত তীব্রতা প্রদান করে। 3 তাঁর কোনও শারীরবৃত্তীয় পার্শ্বপ্রতিক্রিয়াও নেই, যা এটিকে ক্লিনিকাল ইমেজিংয়ের জন্য আরও ভাল সূচনা বিন্দুতে পরিণত করে। 1996 সালে, থ্রি-হে এম. আর ইমেজিং ক্লিনিকাল গবেষণায় প্রবেশ করে এবং বহু-কেন্দ্রিক ক্লিনিকাল স্টাডিতে প্রসারিত হয়। বায়ুচলাচল গবেষণার ফলাফলগুলি দীর্ঘস্থায়ী অবস্ট্রাকটিভ পালমোনারি ডিজিজ, হাঁপানি এবং সিস্টিক ফাইব্রোসিসের রোগীদের মধ্যে প্রচলিত পালমোনারি ফাংশন পরীক্ষার সাথে একটি উল্লেখযোগ্য সম্পর্ক দেখিয়েছে। 3He এইচপি এমআর ইমেজিংয়ের প্রধান সমস্যা হল 3He-এর সীমিত সরবরাহ, যা পারমাণবিক অস্ত্র উৎপাদনের একটি উপজাত ট্রিটিয়ামের ক্ষয় থেকে আসে। এটি একাডেমিক বনাম বাণিজ্যিক ব্যবহারের উপর নির্ভর করে প্রতি লিটারে খরচ উল্লেখযোগ্যভাবে প্রায় $800-2000-এ উন্নীত করেছে। এই উচ্চ খরচ এবং কম প্রাপ্যতার কারণে, 3He এইচপি এমআর ইমেজিং অর্থনৈতিকভাবে টেকসই নয়। 129এক্সই মেরুকরণ প্রযুক্তির সাম্প্রতিক অগ্রগতির ফলে মানুষের মধ্যে 129এক্সই এমআর ইমেজিং পুনরায় চালু হয়েছে। কম্প্যুটেড টমোগ্রাফি ফুসফুসের ইমেজিং গবেষণায় কনট্রাস্ট এজেন্ট হিসাবে জেননের নিরাপদ ব্যবহারের দীর্ঘ ইতিহাস রয়েছে, যা হাইপারপোলারাইজড 129Xe শ্বাস নেওয়ার সুরক্ষা গবেষণায় নিশ্চিত করা হয়েছিল। আরও দক্ষ মেরুকরণকারীগুলির বিকাশের ফলে 129Xe মেরুকরণের উন্নতি হয়েছে, এটি আশা করা হয় যে জিননের কম আয়তনের সাথে আরও ভাল চিত্রের গুণমান অর্জন করা যেতে পারে। একটি দ্বিতীয় নিরাপত্তা গবেষণায় দেখা গেছে যে শুধুমাত্র 0.5-liter ভলিউমের শ্বাস-প্রশ্বাসের কারণে বিষয়গুলি খুব কম বা কোনও উপসর্গ অনুভব করে না। হাইপারপোলারাইজেশনের পদার্থবিজ্ঞান হাইপারপোলারাইজড গ্যাস এম. আর. আই-এর মৌলিক নীতি প্রচলিত এম. আর. আই-এর অনুরূপ, যা শরীরের অভ্যন্তরীণ কাঠামোর বিস্তারিত চিত্র তৈরি করতে শক্তিশালী চৌম্বক ক্ষেত্র এবং বেতার তরঙ্গ ব্যবহার করে। প্রচলিত এম. আর. আই-তে, শরীরের জল এবং চর্বি অণুতে হাইড্রোজেন পরমাণুর (প্রোটন) চৌম্বকীয় মুহুর্তগুলি চৌম্বক ক্ষেত্রের সাথে সারিবদ্ধ করা হয় এবং তারপরে একটি রেডিওফ্রিক্বেন্সি পালসের সাপেক্ষে হয়। এর ফলে প্রোটনগুলি শক্তি শোষণ করে এবং উত্তেজিত হয়ে পড়ে এবং যখন রেডিওফ্রিক্বেন্সি পালস বন্ধ হয়ে যায়, তখন প্রোটনগুলি শিথিল হয় এবং সনাক্তযোগ্য সংকেতের আকারে তাদের শক্তি ছেড়ে দেয়। এই সংকেতটি শরীরের টিস্যুর একটি চিত্র তৈরি করতে ব্যবহৃত হয়। হাইপারপোলারাইজড গ্যাস এম. আর. আই-তে ব্যবহৃত গ্যাসগুলি হল 3He বা 129Xe-এর মতো নিষ্ক্রিয় গ্যাস, যার বড় পারমাণবিক চৌম্বক মুহূর্ত রয়েছে তবে প্রাকৃতিক প্রাচুর্য কম এবং তাই খুব দুর্বল সংকেত তৈরি করে। 3He বা 129Xe-এর পারমাণবিক ঘূর্ণন মেরুকরণ বাড়ানোর জন্য দুটি প্রক্রিয়া জড়িত রয়েছেঃ 1) অপটিক্যাল পাম্পিং এবং 2) ঘূর্ণন বিনিময়। হাইপারপোলারাইজড গ্যাস এমআরআই এমন একটি কৌশল যা শরীরের অভ্যন্তরীণ কাঠামোর বিস্তারিত চিত্র তৈরি করতে 3He বা 129Xe-এর মতো নির্দিষ্ট গ্যাসগুলিতে পারমাণবিক ঘূর্ণনের সারিবদ্ধকরণ ব্যবহার করে। পারমাণবিক স্পিনগুলি ইমেজিংয়ের জন্য ব্যবহার করার জন্য, তাদের অবশ্যই একই দিকে সারিবদ্ধ হতে হবে, বা মেরুকৃত হতে হবে। স্বাভাবিক পরিস্থিতিতে, গ্যাসের আয়তনের মধ্যে পারমাণবিক ঘূর্ণনগুলি এলোমেলোভাবে সারিবদ্ধ হয়, যার ফলে একটি শূন্য সংকেত পাওয়া যায়। একবার পারমাণবিক স্পিনগুলি মেরুকৃত হয়ে গেলে, সেগুলি একটি বড় চৌম্বক ক্ষেত্রে স্থাপন করা যেতে পারে, যেমন একটি 1.5 টি বা 3.0 টি স্ক্যানার। এর ফলে মাঠের বিপরীতে থেকে কিছুটা বেশি স্পিন মাঠের সাথে সারিবদ্ধ হবে। যাইহোক, এই পার্থক্য 3He বা 129Xe এর মতো পাতলা গ্যাসের ইমেজিংয়ের জন্য যথেষ্ট নয়। অতএব, হাইপারপোলারাইজেশন কৌশলগুলি সিস্টেমে কৌণিক ভরবেগ যোগ করতে এবং সমস্ত পারমাণবিক স্পিনকে একই দিকে সারিবদ্ধ করতে ব্যবহৃত হয়, যার ফলে একটি শক্তিশালী সংকেত পাওয়া যায় যা শরীরের টিস্যুগুলির বিস্তারিত চিত্র তৈরি করতে ব্যবহার করা যেতে পারে। অপটিক্যাল পাম্পিং হাইপারপোলারাইজেশন হল ইমেজিংয়ের জন্য একটি শক্তিশালী সংকেত তৈরি করার জন্য 3He বা 129Xe-এর মতো গ্যাসে পারমাণবিক স্পিনগুলিকে একই দিকে সারিবদ্ধ করার প্রক্রিয়া। এটি সম্পন্ন করার জন্য, বৃত্তাকার মেরুকৃত লেজার আলো ব্যবহারের মাধ্যমে সিস্টেমে কৌণিক ভরবেগ যুক্ত করা হয়। যেহেতু নিউক্লিয়াস সরাসরি লেজার আলো শোষণ করতে পারে না, তাই আলো শোষণ করতে এবং তার কৌণিক ভরবেগকে নিউক্লিয়াসে স্থানান্তর করতে একটি মধ্যস্থতাকারী ব্যবহার করা হয়। এই মধ্যস্থতাকারী সাধারণত একটি ক্ষারীয় ধাতব পরমাণু, যেমন রুবিডিয়াম, যার বাইরের শেল ভ্যালেন্স ইলেক্ট্রন লেজার আলো দ্বারা সারিবদ্ধ হয়। শুধুমাত্র ইলেকট্রন ঘূর্ণন সহ পরমাণুগুলি আলো শোষণ করতে পারে, তাই বৃত্তাকার মেরুকৃত অনুরণিত আলো দিয়ে ক্ষার বাষ্পকে আলোকিত করা পুরো নমুনাটিকে ঘূর্ণন আপ দিকে রূপান্তরিত করবে। একবার একটি ভ্যালেন্স ইলেক্ট্রন স্পিন উল্টে গেলে, সংঘর্ষের ফলে এটি ডিপোলারাইজ না হওয়া পর্যন্ত এটি সারিবদ্ধ থাকে। যাইহোক, এটি কেবল অন্য একটি ফোটন শোষণ করতে পারে এবং সারিবদ্ধ অবস্থায় ফিরে আসতে পারে। অপটিক্যাল পাম্পিং নামে পরিচিত এই প্রক্রিয়াটি গ্যাসে পারমাণবিক ঘূর্ণনের দক্ষ সারিবদ্ধকরণের অনুমতি দেয়। ঘূর্ণন বিনিময় ভ্যালেন্স ইলেক্ট্রনের প্রান্তিককরণ তারপর রুবিডিয়ামের মেরুকৃত ইলেক্ট্রন ঘূর্ণনের সাথে সংঘর্ষের মাধ্যমে নোবল-গ্যাস নিউক্লিয়াসে স্থানান্তরিত হয়। এই প্রক্রিয়াকে স্পিন এক্সচেঞ্জ বলা হয়। রুবিডিয়াম ইলেকট্রনগুলি অতিরিক্ত লেজার আলো শোষণ করে আবার সারিবদ্ধ করা হয় এবং নোবল-গ্যাস নিউক্লিয়াসে মেরুকরণ তৈরি করতে থাকে। অপটিক্যাল পাম্পিং এবং স্পিন এক্সচেঞ্জ ব্যবহার করে বর্তমান কৌশলগুলি 3He-এর জন্য প্রায় 40-80% এবং 129Xe-এর জন্য 10-40% মেরুকরণ অর্জন করতে পারে। সম্প্রতি, 129Xe-এর জন্য খুব উচ্চ শিখর মেরুকরণের মাত্রা পাতলা মিশ্রণে প্রদর্শিত হয়েছে। হাইপারপোলারাইজেশনের প্রক্রিয়া অপটিক্যাল পাম্পিং প্রক্রিয়ায় কাচের অপটিক্যাল কোষে থাকা রুবিডিয়াম (আরবি) ব্যবহার করা হয়। এই কোষটি দুটি হেল্মহোল্টজ কয়েল সহ একটি ওভেনে স্থাপন করা হয় যা একটি ছোট, কিন্তু সমজাতীয় 20 জি চৌম্বক ক্ষেত্র তৈরি করে। কোষে মোট গ্যাস ঘনত্বের প্রায় 1 পিপিএম বাষ্প চাপ তৈরি করতে আরবিকে প্রায় 150 ডিগ্রি সেলসিয়াস পর্যন্ত উত্তপ্ত করা হয়। বৃত্তাকারভাবে মেরুকৃত লেজার আলো তারপর কোষের দিকে পরিচালিত হয়, যা রুবিডিয়ামের ডি1 রূপান্তরের সাথে সুর করা হয়। এই আলো আরবি বাষ্প দ্বারা শোষিত হয়, যা আরবি পরমাণুর উপর ভ্যালেন্স ইলেক্ট্রন স্পিনকে মেরুকরণ করে। স্পিন এক্সচেঞ্জ একটি প্রক্রিয়া যা শুরু হয় যখন 1 শতাংশ 129Xe, 89 শতাংশ 4He এবং 10 শতাংশ N2 এর মিশ্রণ একটি অপটিক্যাল কোষের মধ্য দিয়ে প্রবাহিত হয় যা অপটিক্যালি পাম্প করা রুবিডিয়াম (আরবি) পরমাণু ধারণ করে। বাফার গ্যাস, হিলিয়াম এবং নাইট্রোজেন, আরবি শোষণ ক্রস বিভাগকে প্রশস্ত করতে কাজ করে, যার ফলে লেজার আলোর একটি বড় অংশ শোষিত হয় এবং আরবি পরমাণুর ভ্যালেন্স ইলেক্ট্রন স্পিনগুলিকে মেরুকরণ করতে ব্যবহৃত হয়। বাইনারি সংঘর্ষের সংমিশ্রণ এবং ক্ষণস্থায়ী ভ্যান ডার ওয়ালস কমপ্লেক্স গঠনের মাধ্যমে, ইলেক্ট্রন স্পিন মেরুকরণ 129Xe নিউক্লিয়াসে স্থানান্তরিত হয়। উচ্চ মাত্রার মেরুকরণ সহ কোষ থেকে 129Xe বেরিয়ে আসে তা নিশ্চিত করার জন্য গ্যাস প্রবাহের হার নিয়ন্ত্রিত হয়। হিলিয়াম এবং নাইট্রোজেন থেকে 129Xe কে আলাদা করার জন্য, এটি তরল নাইট্রোজেনে নিমজ্জিত একটি ঠান্ডা আঙুলে ক্রায়োজেনিকভাবে জমা হয়। যেহেতু জিননের হিমাঙ্ক অন্যান্য গ্যাসের তুলনায় বেশি, তাই এটি হিমায়িত হয়ে তাদের থেকে পৃথক হয়ে যায়। একবার পর্যাপ্ত পরিমাণে জিনন জমা হয়ে গেলে, এটি গলিয়ে একটি পারফ্লোরোপলিমার ব্যাগে বিতরণ করা হয়। জিনন মেরুকরণ তারপর একটি নিম্ন-ক্ষেত্রের এন. এম. আর-ভিত্তিক ব্যবস্থা ব্যবহার করে পরিমাপ করা হয় এবং এম. আর. আই ইমেজিংয়ে ব্যবহারের জন্য রোগীর কাছে পৌঁছে দেওয়া হয়। বাণিজ্যিকভাবে উপলব্ধ ব্যবস্থাগুলি এক ঘন্টার মধ্যে 10-15%-এ মেরুকৃত জিননের লিটার উৎপাদন করতে পারে। মেরুকরণ পদার্থবিজ্ঞানে অগ্রগতি ভবিষ্যতে 129Xe এর উৎপাদন হার এবং মেরুকরণ উভয়েরই উন্নতি করবে বলে আশা করা হচ্ছে। বিষয়টির ফুসফুসের টিস্যুর চিত্র পাওয়ার জন্য, মেরুকৃত জেনন গ্যাস একটি মুখপত্রের সাথে সংযুক্ত একটি নলের মাধ্যমে শ্বাস নেওয়া হয়। গ্যাস নেওয়ার আগে বিষয়টিকে গভীর শ্বাস নেওয়ার এবং দু 'বার সম্পূর্ণ শ্বাস ছাড়ার নির্দেশ দেওয়া হয়। সাধারণ স্ক্যানে 129Xe এর 200-1000 মিলি মিশ্রণ এবং হিলিয়াম বা নাইট্রোজেনের মতো একটি বাফার গ্যাস ব্যবহার করা হয়। এই মিশ্রণটি বিষয় দ্বারা শ্বাস নেওয়া হয় এবং ফুসফুসের টিস্যুর বিস্তারিত চিত্র তৈরি করতে ব্যবহৃত হয়। অ্যাপ্লিকেশন বায়ুচলাচল ইমেজিং এইচপি 3হে গ্যাস এমআর ইমেজিং 1997 সাল থেকে একাধিক ক্লিনিকাল গবেষণায় কার্যকর বলে নিশ্চিত করা হয়েছে। এই কৌশলটি মূলত ফুসফুসে গ্যাস বিতরণের চিত্র তৈরি করতে ব্যবহৃত হয়, যা বায়ুচলাচল ত্রুটিগুলি সনাক্ত করার অনুমতি দেয়। এই ত্রুটিগুলি শ্বাসনালী বন্ধ হয়ে যাওয়া বা ফুসফুসের টিস্যু ধ্বংসের কারণে হতে পারে। বায়ুচলাচল চিত্রগুলিতে এম. আর সংকেতের তীব্রতা বিশ্লেষণের জন্য চারটি ক্লাস্টারে শ্রেণীবদ্ধ করা যেতে পারে। ফুসফুসের মধ্যে কম বা অনুপস্থিত সংকেত বায়ুচলাচল ত্রুটির সাথে ভালভাবে মিলে যায় এবং হাঁপানি, সিওপিডি এবং সিস্টিক ফাইব্রোসিসের মতো পরিস্থিতিতে কার্যকরী বায়ুচলাচল দুর্বলতার সনাক্তকরণ এবং পরিমাণ নির্ধারণের অনুমতি দেয়। এই কৌশলের জন্য তথ্য অধিগ্রহণ একটি একক শ্বাস-প্রশ্বাসে সম্পন্ন করা হয়, যা স্থির বায়ুচলাচল তথ্য প্রদান করে। গ্যাস প্রবাহের মতো গতিশীল বায়ুচলাচল বৈশিষ্ট্যগুলি পরিমাপ করা আরও কঠিন তবে এই ক্ষেত্রে অগ্রগতি হয়েছে। ঐতিহ্যগতভাবে, এইচপি 3হে 129এক্সই-এর তুলনায় বৃহত্তর মেরুকরণের কারণে ছবির গুণমান উন্নত করেছে। যাইহোক, মেরুকরণ প্রযুক্তি এবং এম. আর অধিগ্রহণের সাম্প্রতিক উন্নতিগুলি 129Xe-কে 3He-এর অনুরূপ মানের ছবি তৈরি করার অনুমতি দিয়েছে। বায়ুচলাচল ত্রুটি সনাক্তকরণের ক্ষেত্রে, 129Xe-এর সংকেত-থেকে-শব্দের অনুপাত কম তবে এর উচ্চ ঘনত্ব এবং কম বিচ্ছুরণশীলতার কারণে ত্রুটির প্রতি বেশি সংবেদনশীল। বর্তমানে, 129Xe এর একটি বড় ভলিউম (প্রতি স্ক্যানে 1 লিটার পর্যন্ত) ব্যবহার করা 3He (সাধারণত প্রতি স্ক্যানে 0.1-0.3 লিটার) এর তুলনায় এর সংকেত-থেকে-শব্দের অনুপাত হ্রাসের জন্য ক্ষতিপূরণ করতে পারে। বিচ্ছুরিত ওজনযুক্ত ইমেজিং বিচ্ছুরিত ওজনযুক্ত এমআরআই কার্যকর প্রমাণিত হয়েছে এবং সাধারণত গ্যাসের আপাত বিচ্ছুরিত সহগ (এডিসি) গণনা করতে হাইপারপোলারাইজড গ্যাসগুলির সাথে ব্যবহৃত হয়। বিচ্ছুরণ সংবেদনশীল গ্রেডিয়েন্ট সহ এবং ছাড়াই গ্যাসের ছবি তুলে এটি করা হয়। এই বৈপরীত্যের উপযোগিতা এই সত্য থেকে আসে যে সুস্থ ফুসফুসের কাঠামো দ্বারা গ্যাসের বিস্তার সীমিত। এম্ফিসেমার মতো রোগে, যেখানে বায়ুপথ বড়, সেখানে গ্যাসগুলি আরও সহজে ছড়িয়ে পড়তে পারে। এটি ডিফিউশন-ওয়েটিংকে সিগন্যাল অ্যাটেনুয়েশনের মাত্রার উপর ভিত্তি করে বর্ধিত এয়ারস্পেস থেকে স্বাভাবিক এয়ারস্পেসকে আলাদা করার অনুমতি দেয়। ওজনযুক্ত এবং অ-ওজনযুক্ত চিত্রগুলিতে সংকেতের তীব্রতা তখন ভক্সেল-বাই-ভক্সেল ভিত্তিতে এডিসি গণনা করতে ব্যবহৃত হয়। এ. ডি. সি-র মানচিত্রে সুস্থ ফুসফুসের টিস্যুতে কম মান দেখা যায়, তবে এমফিসেমেটাস ফুসফুসে, উচ্চতর এ. ডি. সি মান প্রায়শই দেখা যায়। এম্ফিসেমা দেখানোর পাশাপাশি, 3He বা 129Xe ADC মানগুলি ধূমপায়ীদের এবং সেকেন্ড-হ্যান্ড ধোঁয়ায় আক্রান্ত ব্যক্তিদের ফুসফুসের টিস্যুতে প্রাথমিক পরিবর্তনের প্রতি সংবেদনশীল বলে মনে করা হয়েছে। এ. ডি. সি এম. আর. আই সুস্থ ব্যক্তিদের মধ্যে অ্যালভিওলার আকারের বয়স-সম্পর্কিত পরিবর্তনের প্রতিও সংবেদনশীল বলে প্রমাণিত হয়েছে। সিটি ডেন্সিটোমেট্রি-র সঙ্গে তুলনা করে দেখা গেছে যে, এডিসি ডিএলসিও-র সঙ্গে দৃঢ়ভাবে সম্পর্কযুক্ত এবং সিটি স্ক্যানে দৃশ্যমান হওয়ার আগেই প্রাথমিক এমফিসেমা সনাক্ত করতে সক্ষম হতে পারে। যদিও বেশিরভাগ এডিসি ইমেজিং 3He এমআরআই ব্যবহার করেছে, সম্প্রতি এটি দেখানো হয়েছে যে 129Xe এই উদ্দেশ্যেও ব্যবহার করা যেতে পারে। ভবিষ্যতের দিক 129Xe দ্রবীভূত ইমেজিং জেননের হিলিয়ামের তুলনায় কম জাইরোম্যাগনেটিক অনুপাত এবং চিত্রগুলিতে কম এসএনআর রয়েছে। যাইহোক, এটি ফুসফুসের টিস্যুতে মাঝারিভাবে দ্রবণীয় হওয়ার দরকারী বৈশিষ্ট্য রয়েছে। এটি ক্যাপিলারি এবং রক্ত প্রবাহে ছড়িয়ে পড়তে দেয়, যেখানে এটি ফ্রিকোয়েন্সিতে পরিবর্তন অনুভব করে যা ফুসফুসে গ্যাস বিনিময় সম্পর্কে তথ্য সরবরাহ করে। এই স্থানান্তরগুলি বায়ুচলাচল বিতরণ এবং বিচ্ছুরিত গ্যাস বিনিময় অধ্যয়নের জন্য ব্যবহার করা যেতে পারে। ফুসফুসে গ্যাসের দ্রবীভূত-পর্যায়ের চিত্রগ্রহণ করা কঠিন হতে পারে। এই পর্যায়ে সংকেতের তীব্রতা গ্যাস-পর্যায়ের মাত্র 2 শতাংশ, এবং এর টি2 * 2 এমএস-এ খুব দ্রুত হয়। উপরন্তু, দ্রবীভূত-পর্যায়ের অনুরণনগুলি 1.5 টি স্ক্যানারে গ্যাস-পর্যায় থেকে 200 পিপিএম হয়, তাই আরএফ উত্তেজনা পালসগুলি সতর্কতার সাথে সুর করা উচিত যাতে উত্তেজনাপূর্ণ গ্যাস-পর্যায় এড়ানো যায়। দ্রবীভূত-পর্যায়ের ইমেজিংয়ের প্রাথমিক প্রচেষ্টায় জেনন পোলারাইজেশন ট্রান্সফার কনট্রাস্ট (এক্সটিসি)-এর মতো পরোক্ষ পদ্ধতি ব্যবহার করা হয়েছিল। এই পদ্ধতিতে দ্রবীভূত-পর্যায়ে প্রয়োগ করা আর. এফ ডাল ব্যবহার করা হয় যাতে গ্যাস-পর্যায় সংকেত সামান্য হ্রাস পায়, যা দ্রবীভূত-পর্যায় বিতরণের পরোক্ষ ম্যাপিংয়ের অনুমতি দেয়। মেরুকরণ এবং পালস সিকোয়েন্স প্রযুক্তির উন্নতির সাথে সাথে দ্রবীভূত 129Xe-এর সরাসরি ইমেজিং সম্ভব হয়। ফ্রিকোয়েন্সি-সিলেক্টিভ আরএফ পালস এবং একটি থ্রিডি রেডিয়াল পালস সিকোয়েন্স ব্যবহার করে, মানুষের মধ্যে দ্রবীভূত-পর্যায়ের প্রথম সরাসরি চিত্র 2010 সালে অর্জিত হয়েছিল। দ্রবীভূত-পর্যায় 129Xe-এর ছোট সংকেত তীব্রতার কারণে এই চিত্রগুলি কম রেজোলিউশন ছিল, তবে এখনও ফুসফুসের কার্যকারিতার আকর্ষণীয় দিকগুলি দেখায়। এই কৌশলটি চালু হওয়ার পরপরই, মুগলার এবং অন্যান্যরা। একই নিঃশ্বাসে গ্যাস-পর্যায় বিতরণ অর্জনের মান দেখিয়েছিল, যা দ্রবীভূত-পর্যায় বিতরণের পরিমাণ নির্ধারণের অনুমতি দেয়। এটি পরে একটি রেডিয়াল অধিগ্রহণ কৌশল পর্যন্ত প্রসারিত করা হয়েছিল, যা গ্যাস স্থানান্তরের উপর ভঙ্গিমার প্রভাব বিশ্লেষণের অনুমতি দেয়। লোহিত রক্তকণিকায় (আরবিসি) 129এক্সই-এর স্থানান্তর পৃথকভাবে সনাক্ত করতে সক্ষম হওয়া গুরুত্বপূর্ণ কারণ আরবিসি-তে পৌঁছানোর জন্য জিনন যে পথ অনুসরণ করে তা অক্সিজেনের মতোই। সম্প্রতি, ইডিওপ্যাথিক পালমোনারি ফাইব্রোসিস আক্রান্ত ব্যক্তিদের মধ্যে দ্রবীভূত পর্যায়ে 129Xe-এর বর্ণালী অর্জিত হয়েছিল এবং সুস্থ স্বেচ্ছাসেবকদের তুলনায় আরবিসি-তে 129Xe স্থানান্তর ব্যাপকভাবে হ্রাস পেয়েছে। এই কাজটি দেখায় যে ফুসফুসের টিস্যু পুরু হওয়ার কারণে বিচ্ছুরণ সীমাবদ্ধতা সনাক্ত করার জন্য দ্রবীভূত 129Xe অনুরণনগুলি পৃথক করা গুরুত্বপূর্ণ। 129Xe পরিমাপগুলি ডি. এল. সি. ও-এর সাথে দৃঢ়ভাবে সম্পর্কযুক্ত এবং দেখায় যে 129Xe আর. বি. সি অনুরণনের ফ্রিকোয়েন্সি ক্যাপিলারি স্তরে রক্তের অক্সিজেনকরণের একটি সংবেদনশীল পরিমাপ হতে পারে। এই কাজটি বাধা টিস্যু এবং আরবিসি-তে জেনন গ্রহণ পৃথকভাবে সনাক্ত করার জন্য ইমেজিংয়ের প্রয়োজনীয়তার উপর জোর দেয়। বাধা টিস্যু এবং আরবিসি-তে আলাদাভাবে 129এক্সই-এর ইমেজিং 1এইচ এমআরআই-তে চর্বি এবং জলকে আলাদা করার অনুরূপ। দুটি অনুরণন একইভাবে ব্যবধানযুক্ত, তাই চর্বি-জল পৃথকীকরণ অ্যালগরিদম ব্যবহার করা যেতে পারে। কিং এবং অন্যান্য। একটি মাত্র নিঃশ্বাসে জিননের তিনটি অনুরণনের ছবি তোলার জন্য হায়ারার্কিকাল আইডিয়াল অ্যালগরিদম ব্যবহার করা হয়েছে। 1-পয়েন্ট ডিক্সন কৌশলটিও সফল হয়েছে এবং দ্রবীভূত-পর্যায় 129Xe সংকেতের সংক্ষিপ্ত T2 * এর বিরুদ্ধে আরও শক্তিশালী হতে পারে। এই কৌশলটি সম্প্রতি এক নিঃশ্বাসে জিননের তিনটি অনুরণনের ছবি তোলার জন্যও ব্যবহার করা হয়েছিল। আরও দেখুন জেনন গ্যাস এম. আর. আই রেফারেন্স চৌম্বকীয় অনুরণন ইমেজিং