Hyperpolarized gas MRI
ஹைப்பர்போலரைஸ் செய்யப்பட்ட வாயு எம்ஆர்ஐ, ஹைப்பர்போலரைஸ் செய்யப்பட்ட ஹீலியம்-3 எம்ஆர்ஐ அல்லது எச். பி. எச். இ-3 எம்ஆர்ஐ என்றும் அழைக்கப்படுகிறது, இது ஒரு மருத்துவ இமேஜிங் நுட்பமாகும், இது ஹைப்பர்போலரைஸ் செய்யப்பட்ட வாயுக்களைப் பயன்படுத்தி காந்த அதிர்வு இமேஜிங்கின் (எம்ஆர்ஐ) உணர்திறன் மற்றும் இடஞ்சார்ந்த தீர்மானத்தை மேம்படுத்துகிறது. இந்த நுட்பம் நுரையீரல் மற்றும் குறைந்த திசு அடர்த்தி கொண்ட உடலின் பிற பகுதிகளின் இமேஜிங் உட்பட மருத்துவத்தில் பல சாத்தியமான பயன்பாடுகளைக் கொண்டுள்ளது. நுரையீரல் நோய்களைக் கண்டறிதல் மற்றும் கண்காணிப்பதற்கான தற்போதைய தரநிலை ஸ்பைரோமெட்ரிக் நுரையீரல் செயல்பாட்டு சோதனை (பி. எஃப். டி) ஆகும். இருப்பினும், இந்த சோதனைகள் உலகளாவிய அடிப்படையில் நுரையீரலை மட்டுமே மதிப்பிடுகின்றன, மேலும் பொதுவாக சிறிய காற்றுப்பாதைகள் மற்றும் வாயு பரிமாற்ற பகுதிகளில் செயல்பாட்டு மாற்றங்களைக் கண்டறியும் அளவுக்கு உணர்திறன் இல்லை. இந்த உணர்திறன் இல்லாமை இந்த பகுதிகளை "அமைதியான மண்டலம்" என்று அழைக்க வழிவகுத்தது. கூடுதலாக, பிஎஃப்டி அளவீடுகள் பெரும்பாலும் பொருளின் முயற்சியை நம்பியுள்ளன, இது குறிப்பிடத்தக்க அளவீட்டு நிச்சயமற்ற தன்மை மற்றும் மாறுபாட்டிற்கு வழிவகுக்கிறது. இதன் விளைவாக, தற்போதைய சிகிச்சை பெரும்பாலும் நோயாளிகளின் அறிகுறிகள் மற்றும் உயிர்வாழ்வை அடிப்படையாகக் கொண்டது. சுகாதார அமைப்பில் அதிக சுமை மற்றும் நுரையீரல் நோய் அதிகரித்து வருவதைக் கருத்தில் கொண்டு, நுரையீரல் நோய் முன்னேற்றத்தை நன்கு கண்டறிந்து அளவிடுவதற்கும், சிகிச்சையின் பதிலை துல்லியமாக அளவிடுவதற்கும் மேம்பட்ட நோயறிதல் கருவிகள் மற்றும் அளவு அளவீடுகள் தேவை. ஹைப்பர்போலரைஸ் செய்யப்பட்ட வாயு எம்ஆர்ஐயின் அடிப்படை கொள்கை வழக்கமான எம்ஆர்ஐ போன்றது, இது உடலின் உள் கட்டமைப்புகளின் விரிவான படங்களை உருவாக்க சக்திவாய்ந்த காந்தப்புலங்கள் மற்றும் ரேடியோ அலைகளைப் பயன்படுத்துகிறது. வழக்கமான எம்ஆர்ஐயில், உடலின் நீர் மற்றும் கொழுப்பு மூலக்கூறுகளில் உள்ள ஹைட்ரஜன் அணுக்களின் (புரோட்டான்கள்) காந்த தருணங்கள் காந்தப்புலத்துடன் சீரமைக்கப்பட்டு பின்னர் ரேடியோ அதிர்வெண் துடிப்புக்கு உட்படுத்தப்படுகின்றன. இது புரோட்டான்கள் ஆற்றலை உறிஞ்சி உற்சாகமடைவதற்கு காரணமாகிறது, மேலும் ரேடியோ அதிர்வெண் துடிப்பு அணைக்கப்படும்போது, புரோட்டான்கள் ஓய்வெடுக்கின்றன மற்றும் கண்டறியக்கூடிய சமிக்ஞையின் வடிவத்தில் அவற்றின் ஆற்றலை வெளியிடுகின்றன. இந்த சமிக்ஞை உடலின் திசுக்களின் உருவத்தை உருவாக்க பயன்படுகிறது. நுரையீரலின் பாரம்பரிய எம்ஆர்ஐ பாரம்பரிய எம்ஆர் இமேஜிங்கின் சவால்களை சமாளிப்பது கடினம், ஏனெனில் வழக்கமான ஸ்கேனர்கள் நீர் மூலக்கூறுகளில் இருக்கும் ஹைட்ரஜன் புரோட்டான்களைத் தூண்டும் வகையில் வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளன. இருப்பினும், நுரையீரல்கள் மற்ற கட்டமைப்புகளுடன் ஒப்பிடும்போது ஹைட்ரஜன் புரோட்டான்களின் மிகக் குறைந்த அடர்த்தியைக் கொண்டுள்ளன, மேலும் அவற்றின் நீண்ட தளர்வு நேரம் என்பது இமேஜிங்கிற்கு கிடைக்கக்கூடிய சமிக்ஞை மிகக் குறைவு என்பதைக் குறிக்கிறது. கூடுதலாக, நுரையீரலின் சமச்சீரற்ற காந்தச் சூழல் எளிதில் பாதிக்கப்படக்கூடிய கலைப்பொருட்களை அறிமுகப்படுத்துகிறது, இது எம்ஆர் கையகப்படுத்துதல்களை மேலும் சிக்கலாக்குகிறது. இந்த சவால்களை 3He அல்லது 129Xe போன்ற வெளிப்புற வாயு மாறுபட்ட ஊடகங்கள் எதிர்கொள்ளவில்லை, அவை சுற்றியுள்ள திசுக்களைக் காட்டிலும் நுரையீரலுக்குள் உள்ள காற்றுப்பாதைகள் மற்றும் காற்று மண்டலங்களை சித்தரிக்கின்றன. இது நுரையீரலில் ஹைட்ரஜன் எம். ஆர். ஐ. க்கள் எதிர்கொள்ளும் சாதகமற்ற நீளமான மற்றும் குறுக்கு தளர்வு நேரங்களின் சிக்கல்களை பெரிதும் குறைக்கிறது. இருப்பினும், ஒரு வாயுவின் எம்ஆர் இமேஜிங் சவாலானது, ஏனெனில் அதன் அடர்த்தி பொதுவாக புரோட்டான்களை விட 4 வரிசை அளவு குறைவாக உள்ளது. இந்த வரம்பை சமாளிக்க, ஹைப்பர்போலரைசேஷன் எனப்படும் ஒரு செயல்முறை இந்த வாயுக்களின் காந்தமயமாக்கலை சுமார் 5 வரிசைகளால் அதிகரிக்க பயன்படுத்தப்படுகிறது. இது சுவாசிக்கப்படும் வாயுக்களின் எம்ஆர்-அடிப்படையிலான இமேஜிங்கை ஒரே மூச்சுக்குள் சாத்தியமாக்குகிறது. ஆரம்பகால நுரையீரல் நோயைக் கண்டறியும் திறனை மேம்படுத்த, பிராந்திய தகவல்களை வழங்கும் இமேஜிங் நுட்பங்களைப் பயன்படுத்துவது அவசியம். ஹைப்பர்போலரைஸ் செய்யப்பட்ட வாயு காந்த அதிர்வு இமேஜிங் (எச். பி. வாயு எம். ஆர். ஐ) என்பது நுரையீரலின் அமைப்பு மற்றும் செயல்பாட்டைப் படம்பிடிக்கக்கூடிய ஒரு ஆக்கிரமிப்பு அல்லாத, கதிர்வீச்சு இல்லாத முறையாகும். 3He முதலில் HP எரிவாயு MRI இல் விரிவாகப் பயன்படுத்தப்பட்டாலும், அதன் சமீபத்திய பற்றாக்குறை மற்றும் விலை அதிகரிப்பு ஆகியவை மலிவான மற்றும் ஏராளமான 129Xe ஐ நோக்கி மாறுவதற்கு வழிவகுத்தன. 129Xe ஐப் பயன்படுத்துவதன் நன்மை என்னவென்றால், இது நுரையீரல் திசுக்களில் கரையக்கூடியது, இது வான்வெளிகளில் உள்ள செனானுக்கு கூடுதலாக இரண்டு கூடுதல் சமிக்ஞை ஆதாரங்களை வழங்குகிறது. இந்த மூன்று 129Xe அதிர்வுகள் நுரையீரலின் அடிப்படை செயல்பாட்டைப் பற்றிய அளவு பிராந்திய தகவல்களை வழங்க முடியும்ஃ வாயு பரிமாற்றம். வரலாறு மற்றும் பாதுகாப்பு 1994 ஆம் ஆண்டில், உயர் துருவமுனைக்கப்பட்ட (HP) வாயு காந்த அதிர்வு இமேஜிங் (MRI) பற்றிய முதல் ஆய்வுகள் நோபல் வாயு ஐசோடோப்பு 129-செனான் (129Xe) ஐப் பயன்படுத்தி மேற்கொள்ளப்பட்டன. 1997 ஆம் ஆண்டில், முக்லரும் சக ஊழியர்களும் மனிதர்களில் முதல் ஆய்வுகளை நடத்த 129Xe ஐப் பயன்படுத்தினர். இருப்பினும், இந்த ஆய்வுகள் ஒப்பீட்டளவில் குறைந்த 129Xe துருவமுனைப்புகளால் (1-2%) வரையறுக்கப்பட்டன, இதன் விளைவாக குறைந்த சமிக்ஞை தீவிரங்கள் ஏற்பட்டன. இந்த பிரச்சினை ஹீலியத்திற்கு (3He) ஆராய்ச்சி ஆர்வத்தில் மாற்றத்திற்கு வழிவகுத்தது, இது 129Xe ஐ விட பெரிய கைரோ காந்த விகிதத்தைக் கொண்டுள்ளது மற்றும் எளிமையான மற்றும் முதிர்ந்த துருவமுனைப்பு தொழில்நுட்பத்தை (30 சதவீதம்) வழங்குகிறது மற்றும் அதனுடன் தொடர்புடைய பெரிய சமிக்ஞை தீவிரங்களை வழங்குகிறது. 3 அவருக்கு எந்த உடலியல் பக்க விளைவுகளும் இல்லை, இது மருத்துவ இமேஜிங்கிற்கான சிறந்த தொடக்க புள்ளியாக அமைகிறது. 1996 ஆம் ஆண்டில், 3He எம்ஆர் இமேஜிங் மருத்துவ ஆராய்ச்சியில் நுழைந்து பல மைய மருத்துவ ஆய்வுகளுக்கு விரிவடைந்தது. காற்றோட்ட ஆய்வுகளின் முடிவுகள் நாள்பட்ட தடுப்பு நுரையீரல் நோய், ஆஸ்துமா மற்றும் சிஸ்டிக் ஃபைப்ரோஸிஸ் நோயாளிகளில் வழக்கமான நுரையீரல் செயல்பாட்டு சோதனைகளுடன் குறிப்பிடத்தக்க தொடர்பைக் காட்டின. 3He HP எம்ஆர் இமேஜிங்கின் முக்கிய சிக்கல் 3He இன் வரையறுக்கப்பட்ட விநியோகமாகும், இது அணு ஆயுத உற்பத்தியின் துணை தயாரிப்பான ட்ரிட்டியத்தின் சிதைவிலிருந்து வருகிறது. இது கல்வி மற்றும் வணிக பயன்பாட்டைப் பொறுத்து ஒரு லிட்டருக்கு சுமார் $800-2000 வரை செலவுகளை கணிசமாக உயர்த்தியுள்ளது. இந்த அதிக செலவுகள் மற்றும் குறைந்த கிடைக்கும் தன்மை காரணமாக, 3He HP எம்ஆர் இமேஜிங் பொருளாதார ரீதியாக நிலையானதாக இல்லை. 129Xe துருவமுனைப்பு தொழில்நுட்பத்தின் சமீபத்திய முன்னேற்றங்கள் மனிதர்களில் 129Xe எம்ஆர் இமேஜிங்கை மீண்டும் அறிமுகப்படுத்த வழிவகுத்தன. கணக்கிடப்பட்ட டோமோகிராஃபி நுரையீரல் இமேஜிங் ஆய்வுகளில் ஒரு மாறுபட்ட முகவராக செனான் பாதுகாப்பான பயன்பாட்டின் நீண்ட வரலாற்றைக் கொண்டுள்ளது, இது ஹைப்பர்போலரைஸ் செய்யப்பட்ட 129Xe ஐ உள்ளிழுக்க பாதுகாப்பு ஆய்வுகளில் உறுதிப்படுத்தப்பட்டது. மிகவும் திறமையான துருவமுனைப்பான்களின் வளர்ச்சியுடன், 129Xe துருவமுனைப்பு மேம்பட்டதன் விளைவாக, குறைந்த அளவிலான செனானுடன் சிறந்த படத் தரத்தை அடைய முடியும் என்று எதிர்பார்க்கப்படுகிறது. இரண்டாவது பாதுகாப்பு ஆய்வில், 0.5-liter தொகுதிகள் மட்டுமே உள்ளிழுக்கப்படுவதால் பாடங்கள் சில அல்லது அறிகுறிகளை அனுபவிக்கவில்லை என்று காட்டுகிறது. ஹைப்பர்போலரைசேஷனின் இயற்பியல் ஹைப்பர்போலரைஸ் செய்யப்பட்ட வாயு எம்ஆர்ஐயின் அடிப்படைக் கொள்கை வழக்கமான எம்ஆர்ஐயைப் போன்றது, இது உடலின் உள் கட்டமைப்புகளின் விரிவான படங்களை உருவாக்க சக்திவாய்ந்த காந்தப்புலங்கள் மற்றும் ரேடியோ அலைகளைப் பயன்படுத்துகிறது. வழக்கமான எம்ஆர்ஐயில், உடலின் நீர் மற்றும் கொழுப்பு மூலக்கூறுகளில் உள்ள ஹைட்ரஜன் அணுக்களின் (புரோட்டான்கள்) காந்த தருணங்கள் காந்தப்புலத்துடன் சீரமைக்கப்பட்டு பின்னர் ரேடியோ அதிர்வெண் துடிப்புக்கு உட்படுத்தப்படுகின்றன. இது புரோட்டான்கள் ஆற்றலை உறிஞ்சி உற்சாகமடைவதற்கு காரணமாகிறது, மேலும் ரேடியோ அதிர்வெண் துடிப்பு அணைக்கப்படும்போது, புரோட்டான்கள் ஓய்வெடுக்கின்றன மற்றும் கண்டறியக்கூடிய சமிக்ஞையின் வடிவத்தில் அவற்றின் ஆற்றலை வெளியிடுகின்றன. இந்த சமிக்ஞை உடலின் திசுக்களின் உருவத்தை உருவாக்க பயன்படுகிறது. உயர் துருவமுனைக்கப்பட்ட வாயு எம்ஆர்ஐயில், பயன்படுத்தப்படும் வாயுக்கள் 3He அல்லது 129Xe போன்ற உன்னத வாயுக்கள் ஆகும், அவை பெரிய அணு காந்த தருணங்களைக் கொண்டுள்ளன, ஆனால் குறைந்த இயற்கை மிகுதியைக் கொண்டுள்ளன, எனவே அவை மிகவும் பலவீனமான சமிக்ஞைகளை உருவாக்குகின்றன. 3He அல்லது 129Xe இன் அணு சுழல் துருவமுனைப்பை அதிகரிக்க, இரண்டு செயல்முறைகள் உள்ளனஃ 1) ஒளியியல் உந்தி மற்றும் 2) சுழல் பரிமாற்றம். ஹைப்பர் துருவப்படுத்தப்பட்ட வாயு எம்ஆர்ஐ என்பது 3He அல்லது 129Xe போன்ற சில வாயுக்களில் அணு சுழல்களின் சீரமைப்பைப் பயன்படுத்தி உடலின் உள் கட்டமைப்புகளின் விரிவான படங்களை உருவாக்கும் ஒரு நுட்பமாகும். அணு சுழல்கள் இமேஜிங்கிற்கு பயன்படுத்தப்படுவதற்கு, அவை ஒரே திசையில் சீரமைக்கப்பட வேண்டும், அல்லது துருவப்படுத்தப்பட வேண்டும். சாதாரண நிலைமைகளின் கீழ், வாயு தொகுதிக்குள் அணு சுழல்கள் தோராயமாக சீரமைக்கப்படுகின்றன, இது பூஜ்ஜிய சமிக்ஞைக்கு வழிவகுக்கிறது. அணு சுழல்கள் துருவப்படுத்தப்பட்டவுடன், அவற்றை 1.5 அல்லது 3.0 ஸ்கேனர் போன்ற பெரிய காந்தப்புலத்தில் வைக்கலாம். இது களத்திற்கு எதிராக இருப்பதை விட சற்று அதிகமான சுழற்சிகளை களத்துடன் சீரமைக்கும். இருப்பினும், 3He அல்லது 129Xe போன்ற நீர்த்த வாயுக்களைப் படம்பிடிக்க இந்த வேறுபாடு போதுமானதாக இல்லை. எனவே, ஹைப்பர்போலரைசேஷன் நுட்பங்கள் அமைப்புக்கு கோண வேகத்தை சேர்க்கவும், அனைத்து அணு சுழல்களையும் ஒரே திசையில் சீரமைக்கவும் பயன்படுத்தப்படுகின்றன, இதன் விளைவாக உடலின் திசுக்களின் விரிவான படங்களை உருவாக்க ஒரு வலுவான சமிக்ஞை பயன்படுத்தப்படலாம். ஒளியியல் பம்பிங் ஹைப்பர்போலரைசேஷன் என்பது 3He அல்லது 129Xe போன்ற வாயுவில் அணு சுழற்சிகளை ஒரே திசையில் சீரமைக்கும் செயல்முறையாகும், இது இமேஜிங்கிற்கான வலுவான சமிக்ஞையை உருவாக்குகிறது. இதை நிறைவேற்ற, வட்ட துருவப்படுத்தப்பட்ட லேசர் ஒளியைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம் கோண உந்தம் அமைப்பில் சேர்க்கப்படுகிறது. கருக்கள் லேசர் ஒளியை நேரடியாக உறிஞ்ச முடியாது என்பதால், ஒளியை உறிஞ்சி அதன் கோண வேகத்தை கருக்களுக்கு மாற்ற ஒரு இடைத்தரகர் பயன்படுத்தப்படுகிறது. இந்த இடைத்தரகர் பொதுவாக ரூபிடியம் போன்ற ஒரு கார உலோக அணுவாகும், அதன் வெளிப்புற-ஷெல் வேலன்ஸ் எலக்ட்ரான் லேசர் ஒளியால் சீரமைக்கப்படுகிறது. கீழே உள்ள எலக்ட்ரான் சுழற்சிகளைக் கொண்ட அணுக்கள் மட்டுமே ஒளியை உறிஞ்ச முடியும், எனவே வட்டமான துருவப்படுத்தப்பட்ட அதிர்வு ஒளியுடன் கார நீராவியை ஒளிரச் செய்வது முழு மாதிரியையும் சுழற்சி திசையில் மாற்றும். ஒரு வேலன்ஸ் எலக்ட்ரான் சுழற்சி மேலே புரட்டப்பட்டவுடன், மோதல்கள் அதை டிபோலரைஸ் செய்யும் வரை அது சீரமைக்கப்பட்டுள்ளது. இருப்பினும், இது மற்றொரு ஃபோட்டானை உறிஞ்சி சீரமைக்கப்பட்ட நிலைக்குத் திரும்ப முடியும். ஆப்டிகல் பம்பிங் என்று அழைக்கப்படும் இந்த செயல்முறை, வாயுவில் அணு சுழற்சிகளின் திறமையான சீரமைப்பை அனுமதிக்கிறது. சுழல் பரிமாற்றம் வேலன்ஸ் எலக்ட்ரானின் சீரமைப்பு பின்னர் ரூபிடியத்தின் துருவப்படுத்தப்பட்ட எலக்ட்ரான் சுழல்களுடன் மோதுவதன் மூலம் உன்னத-வாயு கருக்களுக்கு மாற்றப்படுகிறது. இந்த செயல்முறை சுழல் பரிமாற்றம் என்று அழைக்கப்படுகிறது. ரூபிடியம் எலக்ட்ரான்கள் பின்னர் கூடுதல் லேசர் ஒளியை உறிஞ்சி மீண்டும் சீரமைக்கப்படுகின்றன, மேலும் உன்னத-வாயு கருக்களில் துருவமுனைப்பை தொடர்ந்து உருவாக்குகின்றன. ஒளியியல் உந்தி மற்றும் சுழல் பரிமாற்றத்தைப் பயன்படுத்தும் தற்போதைய நுட்பங்கள் 3He க்கு 40-80% மற்றும் 129Xe க்கு 10-40% துருவமுனைப்புகளை அடைய முடியும். சமீபத்தில், 129Xe க்கான மிக உயர்ந்த உச்ச துருவமுனைப்பு நிலைகள் நீர்த்த கலவைகளில் நிரூபிக்கப்பட்டுள்ளன. ஹைப்பர்போலரைசேஷன் மெக்கானிசம் ஆப்டிகல் பம்பிங் செயல்முறை ஒரு கண்ணாடி ஆப்டிகல் செல்லில் உள்ள ரூபிடியம் (ஆர்பி) ஐப் பயன்படுத்துகிறது. இந்த செல் இரண்டு ஹெல்ம்ஹோல்ட்ஸ் சுருள்களுடன் ஒரு அடுப்பில் வைக்கப்படுகிறது, அவை ஒரு சிறிய, ஆனால் ஒரே மாதிரியான 20 ஜி காந்தப்புலத்தை உருவாக்குகின்றன. கலத்தின் மொத்த வாயு அடர்த்தியில் சுமார் 1 பிபிஎம் நீராவி அழுத்தத்தை உருவாக்க ஆர்பி சுமார் 150 டிகிரி செல்சியஸ் வரை சூடாக்கப்படுகிறது. வட்டமாக துருவப்படுத்தப்பட்ட லேசர் ஒளி பின்னர் செல்லில் இயக்கப்படுகிறது, இது ரூபிடியத்தின் டி 1 மாற்றத்துடன் இணைக்கப்படுகிறது. இந்த ஒளி ஆர்பி நீராவியால் உறிஞ்சப்பட்டு, ஆர்பி அணுக்களில் வேலன்ஸ் எலக்ட்ரான் சுழற்சிகளை துருவப்படுத்துகிறது. சுழல் பரிமாற்றம் என்பது 1 சதவீதம் 129Xe, 89 சதவீதம் 4He மற்றும் 10 சதவீதம் N2 ஆகியவற்றின் கலவை ஒளியியல் செல் வழியாக பாயும் போது தொடங்கும் ஒரு செயல்முறையாகும், இது ஒளியியல் ரீதியாக உந்தப்பட்ட ரூபிடியம் (Rb) அணுக்களைக் கொண்டுள்ளது. இடையக வாயுக்கள், ஹீலியம் மற்றும் நைட்ரஜன், ஆர்பி உறிஞ்சுதல் குறுக்குவெட்டை விரிவுபடுத்த உதவுகின்றன, இது லேசர் ஒளியின் ஒரு பெரிய பகுதியை உறிஞ்ச அனுமதிக்கிறது மற்றும் ஆர்பி அணுக்களின் வேலன்ஸ் எலக்ட்ரான் சுழற்சிகளை துருவப்படுத்த பயன்படுத்தப்படுகிறது. பைனரி மோதல்கள் மற்றும் நிலையற்ற வான் டெர் வால்ஸ் வளாகங்களின் உருவாக்கம் ஆகியவற்றின் கலவையின் மூலம், எலக்ட்ரான் சுழற்சி துருவமுனைப்பு 129Xe கருக்களுக்கு மாற்றப்படுகிறது. 129Xe உயர் மட்ட துருவமுனைப்புடன் கலத்திலிருந்து வெளிவருவதை உறுதி செய்வதற்காக வாயு ஓட்ட விகிதம் கட்டுப்படுத்தப்படுகிறது. 129Xe ஐ ஹீலியம் மற்றும் நைட்ரஜனிலிருந்து பிரிக்க, இது திரவ நைட்ரஜனில் மூழ்கிய குளிர்ந்த விரலில் கிரையோஜெனிக்கலாக திரட்டப்படுகிறது. மற்ற வாயுக்களை விட செனான் அதிக உறைநிலை கொண்டிருப்பதால், அது உறைந்து அவற்றிலிருந்து பிரிக்கப்படுகிறது. போதுமான அளவு செனான் திரட்டப்பட்டவுடன், அது கரைக்கப்பட்டு ஒரு பெர்ஃப்ளோரோபாலிமர் பையில் விநியோகிக்கப்படுகிறது. செனான் துருவமுனைப்பு பின்னர் குறைந்த புலம் என்எம்ஆர் அடிப்படையிலான அமைப்பைப் பயன்படுத்தி அளவிடப்படுகிறது மற்றும் எம்ஆர்ஐ இமேஜிங்கில் பயன்படுத்த நோயாளிக்கு வழங்கப்படுகிறது. வணிக ரீதியாக கிடைக்கக்கூடிய அமைப்புகள் ஒரு மணி நேரத்திற்குள் 10-15% க்கு துருவப்படுத்தப்பட்ட லிட்டர்கள் செனான் உற்பத்தி செய்ய முடியும். துருவமுனைப்பு இயற்பியலில் ஏற்பட்டுள்ள முன்னேற்றங்கள் எதிர்காலத்தில் 129Xe இன் உற்பத்தி விகிதம் மற்றும் துருவமுனைப்பு ஆகிய இரண்டையும் மேம்படுத்தும் என்று எதிர்பார்க்கப்படுகிறது. பொருளின் நுரையீரல் திசுவின் படங்களைப் பெறுவதற்காக, துருவப்படுத்தப்பட்ட செனான் வாயு ஒரு வாய் துணியுடன் இணைக்கப்பட்ட குழாய் வழியாக உள்ளிழுக்கப்படுகிறது. வாயுவை உள்ளிழுக்கும் முன் ஆழ்ந்த மூச்சை எடுத்து இரண்டு முறை முழுமையாக சுவாசிக்க அறிவுறுத்தப்படுகிறார். வழக்கமான ஸ்கேன் 129Xe இன் 200-1000 மில்லி மற்றும் ஹீலியம் அல்லது நைட்ரஜன் போன்ற இடையக வாயுவின் கலவையைப் பயன்படுத்துகிறது. இந்த கலவை பொருள் உள்ளிழுக்கப்பட்டு நுரையீரல் திசுவின் விரிவான படங்களை உருவாக்க பயன்படுகிறது. பயன்பாடுகள் காற்றோட்டம் இமேஜிங் நுரையீரலின் HP 3He வாயு எம்ஆர் இமேஜிங் 1997 முதல் பல மருத்துவ ஆய்வுகளில் பயனுள்ளதாக இருப்பது உறுதி செய்யப்பட்டுள்ளது. இந்த நுட்பம் முக்கியமாக நுரையீரலில் வாயு விநியோகத்தின் படங்களை உருவாக்க பயன்படுகிறது, இது காற்றோட்ட குறைபாடுகளை அடையாளம் காண அனுமதிக்கிறது. இந்த குறைபாடுகள் அடைக்கப்பட்ட காற்றுப்பாதைகள் அல்லது நுரையீரல் திசுக்களின் அழிவு ஆகியவற்றால் ஏற்படலாம். காற்றோட்டப் படங்களில் உள்ள எம்ஆர் சமிக்ஞை தீவிரங்களை பகுப்பாய்விற்காக நான்கு கிளஸ்டர்களாக வகைப்படுத்தலாம். நுரையீரலுக்குள் குறைந்த அல்லது இல்லாத சமிக்ஞை காற்றோட்டக் குறைபாடுகளுடன் நன்கு ஒத்திருக்கிறது மற்றும் ஆஸ்துமா, சிஓபிடி மற்றும் சிஸ்டிக் ஃபைப்ரோஸிஸ் போன்ற நிலைமைகளில் செயல்பாட்டு காற்றோட்டக் குறைபாட்டைக் கண்டறிந்து அளவிட அனுமதிக்கிறது. இந்த நுட்பத்திற்கான தரவு கையகப்படுத்தல் ஒரே மூச்சுத்திணறலில் முடிக்கப்பட்டு, நிலையான காற்றோட்டத் தகவலை வழங்குகிறது. எரிவாயு ஓட்டம் போன்ற மாறும் காற்றோட்ட பண்புகளை அளவிடுவது மிகவும் கடினம், ஆனால் இந்த பகுதியில் முன்னேற்றம் ஏற்பட்டுள்ளது. பாரம்பரியமாக, 129Xe உடன் ஒப்பிடும்போது அதன் பெரிய துருவமுனைப்பு காரணமாக HP 3He சிறந்த படத் தரத்தை வழங்கியது. இருப்பினும், துருவமுனைப்பு தொழில்நுட்பம் மற்றும் எம்ஆர் கையகப்படுத்தல் ஆகியவற்றில் சமீபத்திய மேம்பாடுகள் 129Xe ஐ 3He க்கு ஒத்த தரமான படங்களை தயாரிக்க அனுமதித்துள்ளன. காற்றோட்டக் குறைபாடுகளைக் கண்டறிவதில், 129Xe குறைந்த சமிக்ஞை-க்கு-சத்தம் விகிதத்தைக் கொண்டுள்ளது, ஆனால் அதன் அதிக அடர்த்தி மற்றும் குறைந்த பரவல் காரணமாக குறைபாடுகளுக்கு அதிக உணர்திறன் கொண்டது. தற்போது, 129Xe என்ற பெரிய அளவைப் பயன்படுத்துவது (ஒரு ஸ்கேன் ஒன்றுக்கு 1 லிட்டர் வரை) 3He (பொதுவாக ஒரு ஸ்கேன் ஒன்றுக்கு 0.1-0.3 லிட்டர்) உடன் ஒப்பிடும்போது அதன் குறைக்கப்பட்ட சமிக்ஞை-க்கு-சத்தம் விகிதத்தை ஈடுசெய்ய முடியும். பரவல் எடையுள்ள இமேஜிங் பரவல்-எடையுள்ள எம்ஆர்ஐ பயனுள்ளதாக நிரூபிக்கப்பட்டுள்ளது மற்றும் பொதுவாக வாயுவின் வெளிப்படையான பரவல் குணகம் (ஏடிசி) கணக்கிட ஹைப்பர்போலரைஸ் செய்யப்பட்ட வாயுக்களுடன் பயன்படுத்தப்படுகிறது. பரவல் உணர்திறன் சாய்வுகளுடன் மற்றும் இல்லாமல் வாயு படங்களை எடுப்பதன் மூலம் இது செய்யப்படுகிறது. ஆரோக்கியமான நுரையீரலின் கட்டமைப்பால் வாயுக்களின் பரவல் மட்டுப்படுத்தப்பட்டுள்ளது என்பதிலிருந்து இந்த மாறுபாட்டின் பயன் வருகிறது. காற்றோட்டங்கள் பெரியதாக இருக்கும் எம்பிஸிமா போன்ற நோய்களில், வாயுக்கள் எளிதில் பரவுகின்றன. இது சமிக்ஞை குறைபாட்டின் அளவின் அடிப்படையில் விரிவாக்கப்பட்டவற்றிலிருந்து சாதாரண வான்வெளிகளை வேறுபடுத்துவதற்கு பரவல்-எடையை அனுமதிக்கிறது. எடை மற்றும் எடை அல்லாத படங்களில் உள்ள சமிக்ஞை தீவிரங்கள் பின்னர் ஏ. டி. சி. யை வோக்ஸல்-பை-வோக்ஸல் அடிப்படையில் கணக்கிட பயன்படுத்தப்படுகின்றன. ஏ. டி. சி வரைபடங்கள் ஆரோக்கியமான நுரையீரல் திசுக்களில் குறைந்த மதிப்புகளைக் காட்டுகின்றன, ஆனால் எம்பிஸிமேட்டஸ் நுரையீரல்களில், உயர்ந்த ஏ. டி. சி மதிப்புகள் பெரும்பாலும் காணப்படுகின்றன. எம்பிஸிமா காட்டுவதைத் தவிர, 3He அல்லது 129Xe ADC மதிப்புகள் புகைப்பிடிப்பவர்கள் மற்றும் இரண்டாவது கை புகைக்கு ஆளாகும் நபர்களின் நுரையீரல் திசுக்களில் ஏற்படும் ஆரம்ப மாற்றங்களுக்கு உணர்திறன் கொண்டவை என்று கண்டறியப்பட்டுள்ளது. ஆரோக்கியமான நபர்களில் அல்வியோலார் அளவில் வயது தொடர்பான மாற்றங்களுக்கு ஏடிசி எம்ஆர்ஐ உணர்திறன் கொண்டதாக காட்டப்பட்டுள்ளது. சி. டி டென்சிட்டோமெட்ரியுடனான ஒப்பீடுகள் ஏ. டி. சி டி. எல். சி. ஓ உடன் வலுவாக தொடர்புபடுத்துவதாகவும், சி. டி ஸ்கேன்களில் தெரியும் முன் ஆரம்பகால எம்பிஸிமாவைக் கண்டறிய முடியும் என்றும் காட்டுகின்றன. பெரும்பாலான ஏடிசி இமேஜிங் 3He எம்ஆர்ஐ ஐப் பயன்படுத்தியிருந்தாலும், 129Xe ஐ இந்த நோக்கத்திற்காகப் பயன்படுத்தலாம் என்று சமீபத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளது. எதிர்கால திசை 129Xe கரைக்கும் இமேஜிங் செனான் ஹீலியத்தை விட குறைவான கைரோ காந்த விகிதத்தையும் படங்களில் குறைந்த எஸ். என். ஆரையும் கொண்டுள்ளது. இருப்பினும், இது நுரையீரல் திசுக்களில் மிதமாக கரையக்கூடிய பயனுள்ள பண்பைக் கொண்டுள்ளது. இது தந்துகிகள் மற்றும் இரத்த ஓட்டத்தில் பரவ அனுமதிக்கிறது, அங்கு நுரையீரலில் வாயு பரிமாற்றம் பற்றிய தகவல்களை வழங்கும் அதிர்வெண்ணில் மாற்றங்களை அனுபவிக்கிறது. காற்றோட்ட விநியோகம் மற்றும் பரவலான எரிவாயு பரிமாற்றம் ஆகியவற்றைப் படிக்க இந்த மாற்றங்களைப் பயன்படுத்தலாம். நுரையீரலில் உள்ள வாயுக்களின் கரைந்த கட்டத்தை படம்பிடித்தல் கடினமாக இருக்கலாம். இந்த கட்டத்தில் சமிக்ஞை தீவிரம் வாயு-கட்டத்தில் 2 சதவீதம் மட்டுமே, மற்றும் அதன் T2 * 2 மில்லி மீட்டரில் மிக வேகமாக உள்ளது. கூடுதலாக, கரைந்த-கட்ட அதிர்வுகள் ஒரு 1.5T ஸ்கேனரில் வாயு-கட்டத்தில் இருந்து 200 பிபிஎம் ஆகும், எனவே எரிவாயு-கட்டத்தை உற்சாகப்படுத்துவதைத் தவிர்க்க ஆர்எஃப் கிளர்ச்சி துடிப்புகள் கவனமாக ட்யூன் செய்யப்பட வேண்டும். கரைந்த கட்டத்தை படமாக்குவதற்கான ஆரம்ப முயற்சிகள் செனான் துருவமுனைப்பு பரிமாற்ற மாறுபாடு (எக்ஸ். டி. சி) போன்ற மறைமுக முறைகளைப் பயன்படுத்தின. இந்த முறை கரைந்த-கட்டத்தில் பயன்படுத்தப்படும் ஆர். எஃப் துடிப்புகளைப் பயன்படுத்தி வாயு-கட்ட சமிக்ஞையை சற்று குறைத்து, கரைந்த-கட்ட விநியோகத்தின் மறைமுக வரைபடத்தை அனுமதிக்கிறது. துருவமுனைப்பு மற்றும் துடிப்பு வரிசை தொழில்நுட்பம் மேம்பட்டதால், கரைந்த 129Xe இன் நேரடி இமேஜிங் சாத்தியமானது. அதிர்வெண்-தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட ஆர்எஃப் துடிப்புகள் மற்றும் 3டி ரேடியல் துடிப்பு வரிசையைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம், மனிதர்களில் கரைந்த-கட்டத்தின் முதல் நேரடி படங்கள் 2010 இல் பெறப்பட்டன. கரைந்த கட்டம் 129Xe இன் சிறிய சமிக்ஞை தீவிரம் காரணமாக இந்த படங்கள் குறைந்த தெளிவுத்திறனைக் கொண்டிருந்தன, ஆனால் இன்னும் நுரையீரல் செயல்பாட்டின் சுவாரஸ்யமான அம்சங்களைக் காட்டின. இந்த நுட்பம் அறிமுகப்படுத்தப்பட்ட உடனேயே, முக்லர் மற்றும் பலர். அதே மூச்சில் வாயு-கட்ட விநியோகத்தைப் பெறுவதன் மதிப்பைக் காட்டியது, இது கரைந்த-கட்ட விநியோகத்தை அளவிட அனுமதிக்கிறது. இது பின்னர் ஒரு ரேடியல் கையகப்படுத்தும் மூலோபாயத்திற்கு நீட்டிக்கப்பட்டது, இது வாயு பரிமாற்றத்தில் தோரணையின் விளைவுகளை பகுப்பாய்வு செய்ய அனுமதித்தது. 129Xe சிவப்பு இரத்த அணுக்களுக்கு (ஆர். பி. சி) மாற்றப்படுவதை தனித்தனியாகக் கண்டறிவது முக்கியம், ஏனெனில் செனான் ஆர். பி. சி. க்களை அடையப் பின்தொடரும் பாதை ஆக்ஸிஜனைப் போன்றது. சமீபத்தில், கரைந்த கட்டத்தில் 129Xe இன் நிறமாலை இடியோபதிக் நுரையீரல் ஃபைப்ரோஸிஸ் உள்ள நபர்களில் பெறப்பட்டது மற்றும் ஆரோக்கியமான தன்னார்வலர்களுடன் ஒப்பிடும்போது ஆர். பி. சி. களுக்கு 129Xe பரிமாற்றம் பெரிதும் குறைக்கப்பட்டது. நுரையீரல் திசு தடிமனாக இருப்பதால் ஏற்படும் பரவல் வரம்பைக் கண்டறிய கரைந்த 129Xe அதிர்வுகளைப் பிரிப்பது முக்கியம் என்பதை இந்த ஆய்வு காட்டுகிறது. 129Xe அளவீடுகள் DLCO உடன் வலுவாக தொடர்புடையவை மற்றும் 129Xe RBC அதிர்வெண்ணின் அதிர்வெண் கேபில்லரி மட்டத்தில் இரத்த ஆக்ஸிஜனேற்றத்தின் உணர்திறன் அளவீடாக இருக்கலாம் என்பதைக் காட்டுகிறது. தடுப்பு திசுக்கள் மற்றும் ஆர். பி. சி. களில் செனான் உறிஞ்சப்படுவதை தனித்தனியாகக் கண்டறிய இமேஜிங் செய்ய வேண்டியதன் அவசியத்தையும் இந்த வேலை வலியுறுத்தியது. தடுப்பு திசுக்கள் மற்றும் ஆர். பி. சி. களில் தனித்தனியாக 129Xe இமேஜிங் செய்வது 1H எம். ஆர். ஐ. யில் கொழுப்பு மற்றும் தண்ணீரைப் பிரிப்பதைப் போன்றது. இரண்டு அதிர்வுகளும் ஒரே மாதிரியான இடைவெளியில் உள்ளன, எனவே கொழுப்பு-நீர் பிரிப்பு வழிமுறைகளைப் பயன்படுத்தலாம். கிங் மற்றும் பலர். செனானின் மூன்று அதிர்வுகளையும் ஒரே மூச்சில் படம்பிடிக்க படிநிலை ஐடியல் வழிமுறையைப் பயன்படுத்தினார். 1-புள்ளி டிக்சன் மூலோபாயமும் வெற்றிகரமாக உள்ளது மற்றும் கரைந்த-கட்டம் 129Xe சமிக்ஞையின் குறுகிய T2 * க்கு எதிராக மிகவும் வலுவானதாக இருக்கலாம். இந்த நுட்பம் சமீபத்தில் செனானின் மூன்று அதிர்வுகளையும் ஒரே மூச்சில் படம்பிடிக்க பயன்படுத்தப்பட்டது. மேலும் காண்க செனான் வாயு எம்ஆர்ஐ குறிப்புகள் காந்த அதிர்வு இமேஜிங்