Hyperpolarized gas MRI
ہائپر پولرائزڈ گیس ایم آر آئی، جسے ہائپر پولرائزڈ ہیلیم-3 ایم آر آئی یا ایچ پی ایچ ای-3 ایم آر آئی بھی کہا جاتا ہے، ایک طبی امیجنگ تکنیک ہے جو مقناطیسی گونج امیجنگ (ایم آر آئی) کی حساسیت اور مقامی ریزولوشن کو بہتر بنانے کے لیے ہائپر پولرائزڈ گیسوں کا استعمال کرتی ہے۔ اس تکنیک کے طب میں بہت سے ممکنہ استعمال ہیں، بشمول پھیپھڑوں اور جسم کے دیگر حصوں کی امیجنگ جس میں ٹشو کی کثافت کم ہے۔ پلمونری بیماریوں کی تشخیص اور نگرانی کے علاج کے لیے موجودہ معیار اسپیرومیٹرک پلمونری فنکشن ٹیسٹنگ (پی ایف ٹی) ہے۔ تاہم، یہ ٹیسٹ صرف عالمی بنیاد پر پھیپھڑوں کا اندازہ لگاتے ہیں اور عام طور پر اتنے حساس نہیں ہوتے کہ چھوٹے ہوا کے راستوں اور گیس کے تبادلے والے علاقوں میں فعال تبدیلیوں کا پتہ لگائیں۔ حساسیت کی اس کمی کی وجہ سے ان علاقوں کو "خاموش زون" کے نام سے جانا جاتا ہے۔ مزید برآں، پی ایف ٹی میٹرکس بڑی حد تک موضوع کی کوشش پر انحصار کرتے ہیں، جس کی وجہ سے پیمائش کی اہم غیر یقینی صورتحال اور تغیر پزیرتا پیدا ہوتی ہے۔ نتیجے کے طور پر، موجودہ تھراپی بڑی حد تک مریضوں کی علامات اور بقا پر مبنی ہے۔ صحت کی دیکھ بھال کے نظام پر زیادہ بوجھ اور پھیپھڑوں کی بیماری کے بڑھتے ہوئے پھیلاؤ کو دیکھتے ہوئے، پھیپھڑوں کی بیماری کی ترقی کی بہتر تشخیص اور مقدار اور تھراپی کے ردعمل کی درست پیمائش کے لیے بہتر تشخیصی آلات اور مقداری میٹرکس کی ضرورت ہے۔ ہائپر پولرائزڈ گیس ایم آر آئی کا بنیادی اصول روایتی ایم آر آئی سے ملتا جلتا ہے، جو جسم کے اندرونی ڈھانچے کی تفصیلی تصاویر بنانے کے لیے طاقتور مقناطیسی میدانوں اور ریڈیو لہروں کا استعمال کرتا ہے۔ روایتی ایم آر آئی میں، جسم کے پانی اور چربی کے مالیکیولز میں ہائیڈروجن ایٹموں (پروٹون) کے مقناطیسی لمحات مقناطیسی میدان کے ساتھ منسلک ہوتے ہیں اور پھر ریڈیو فریکوئنسی پلس کے تابع ہوتے ہیں۔ اس کی وجہ سے پروٹون توانائی جذب کرتے ہیں اور پرجوش ہو جاتے ہیں، اور جب ریڈیو فریکوئنسی پلس بند ہو جاتی ہے، تو پروٹون آرام کرتے ہیں اور اپنی توانائی کو قابل شناخت سگنل کی شکل میں جاری کرتے ہیں۔ یہ سگنل جسم کے بافتوں کی تصویر بنانے کے لیے استعمال ہوتا ہے۔ پھیپھڑوں کی روایتی ایم آر آئی روایتی ایم آر امیجنگ کے چیلنجوں پر قابو پانا مشکل ہے کیونکہ روایتی اسکینرز ہائیڈروجن پروٹونوں کو متحرک کرنے کے لیے بنائے گئے ہیں، جو پانی کے مالیکیولز میں موجود ہوتے ہیں۔ تاہم، پھیپھڑوں میں دیگر ڈھانچوں کے مقابلے میں ہائیڈروجن پروٹون کی کثافت بہت کم ہوتی ہے، اور ان کے طویل آرام کے وقت کا مطلب ہے کہ امیجنگ کے لیے دستیاب سگنل کم سے کم ہے۔ اس کے علاوہ، پھیپھڑوں کا غیر یکساں مقناطیسی ماحول حساسیت کے نمونے متعارف کراتا ہے جو ایم آر کے حصول کو مزید پیچیدہ بناتا ہے۔ ان چیلنجوں کا سامنا 3He یا 129Xe جیسے بیرونی گیس کے برعکس میڈیا کو نہیں کرنا پڑتا ہے، جو آس پاس کے بافتوں کے بجائے پھیپھڑوں کے اندر ہوا کی نالیوں اور ہوا کی جگہوں کی تصویر بناتے ہیں۔ یہ پھیپھڑوں میں ہائیڈروجن ایم آر آئی کے سامنے آنے والے ناگوار طول البلد اور ٹرانسورس آرام کے اوقات کے مسائل کو بہت کم کرتا ہے۔ تاہم، گیس کی ایم آر امیجنگ مشکل ہے کیونکہ اس کی کثافت عام طور پر پروٹانوں کے مقابلے میں تقریبا 4 درجے کم ہوتی ہے۔ اس حد پر قابو پانے کے لیے، ہائپر پولرائزیشن نامی ایک عمل کا استعمال ان گیسوں کی مقناطیسیت کو تقریبا 5 درجے کی شدت سے بڑھانے کے لیے کیا جاتا ہے۔ یہ سانس کے ذریعے اندر لی جانے والی گیسوں کی ایم آر پر مبنی امیجنگ کو ایک سانس کے اندر ممکن بناتا ہے۔ پھیپھڑوں کی بیماری کا ابتدائی پتہ لگانے کی صلاحیت کو بہتر بنانے کے لیے، امیجنگ تکنیک کا استعمال کرنا ضروری ہے جو علاقائی معلومات فراہم کرتی ہیں۔ ہائپر پولرائزڈ گیس مقناطیسی گونج امیجنگ (ایچ پی گیس ایم آر آئی) ایک غیر حملہ آور، تابکاری سے پاک طریقہ ہے جو پھیپھڑوں کی ساخت اور افعال کی تصویر لے سکتا ہے۔ اگرچہ 3He اصل میں ایچ پی گیس ایم آر آئی میں بڑے پیمانے پر استعمال کیا گیا تھا، لیکن اس کی حالیہ کمی اور قیمت میں اضافے کی وجہ سے سستی اور زیادہ وافر مقدار میں 129Xe کی طرف تبدیلی آئی ہے۔ 129Xe کا استعمال کرنے کا فائدہ یہ ہے کہ یہ پلمونری ٹشوز میں گھلنشیل ہے، جو ہوا کی جگہوں میں زینون کے علاوہ دو اضافی سگنل کے ذرائع فراہم کرتا ہے۔ یہ تین 129Xe گونج پھیپھڑوں کے بنیادی کام کے بارے میں مقداری علاقائی معلومات فراہم کر سکتے ہیں: گیس کا تبادلہ۔ تاریخ اور حفاظت 1994 میں، ہائپر پولرائزڈ (HP) گیس مقناطیسی گونج امیجنگ (MRI) پر پہلا مطالعہ نوبل گیس آاسوٹوپ 129-زینون (129Xe) کا استعمال کرتے ہوئے کیا گیا تھا۔ 1997 میں، مغلر اور ان کے ساتھیوں نے انسانوں میں پہلی تحقیق کرنے کے لیے 129Xe کا استعمال کیا۔ تاہم، یہ مطالعات نسبتا کم 129Xe پولرائزیشن (1-2%) کی وجہ سے محدود تھے، جس کے نتیجے میں سگنل کی شدت کم ہوئی۔ اس مسئلے کی وجہ سے تحقیقی دلچسپی ہیلیم (3He) کی طرف منتقل ہوئی، جس کا گیرومیگنیٹک تناسب 129Xe سے زیادہ ہے اور یہ ایک آسان اور زیادہ پختہ پولرائزیشن ٹیکنالوجی (30 ٪) اور اسی طرح کی بڑی سگنل کی شدت پیش کرتا ہے۔ 3 اس کے کوئی جسمانی ضمنی اثرات بھی نہیں ہوتے ہیں، جس سے یہ کلینیکل امیجنگ کے لیے ایک بہتر نقطہ آغاز بن جاتا ہے۔ 1996 میں، تھری ایچ ای ایم آر امیجنگ کلینیکل ریسرچ میں داخل ہوئی اور ملٹی سینٹر کلینیکل اسٹڈیز تک پھیل گئی۔ وینٹیلیشن اسٹڈیز کے نتائج نے دائمی رکاوٹ پلمونری بیماری، دمہ، اور سسٹک فائبروسس کے مریضوں میں روایتی پلمونری فنکشن ٹیسٹوں سے ایک اہم ارتباط ظاہر کیا۔ 3 ایچ ای ایچ پی ایم آر امیجنگ کے ساتھ بنیادی مسئلہ 3 ایچ ای کی محدود فراہمی ہے، جو جوہری ہتھیاروں کی تیاری کے ضمنی مصنوع ٹریٹیم کے سڑنے سے آتی ہے۔ اس سے تعلیمی بمقابلہ تجارتی استعمال کے لحاظ سے لاگت نمایاں طور پر بڑھ کر تقریبا $800-2000 فی لیٹر ہو گئی ہے۔ ان زیادہ لاگتوں اور کم دستیابی کی وجہ سے، 3 ایچ ای ایچ پی ایم آر امیجنگ اقتصادی طور پر پائیدار نہیں ہے۔ 129Xe پولرائزیشن ٹیکنالوجی میں حالیہ پیش رفت انسانوں میں 129Xe ایم آر امیجنگ کو دوبارہ متعارف کرانے کا باعث بنی ہے۔ زینون کی کمپیوٹیڈ ٹومگرافی پھیپھڑوں کی امیجنگ کے مطالعے میں ایک برعکس ایجنٹ کے طور پر محفوظ استعمال کی ایک طویل تاریخ ہے، جس کی تصدیق ہائپر پولرائزڈ 129Xe کو سانس لینے پر حفاظتی مطالعات میں کی گئی تھی۔ زیادہ موثر پولرائزرز کی ترقی کے ساتھ، جس کے نتیجے میں 129Xe پولرائزیشن میں بہتری آتی ہے، توقع کی جاتی ہے کہ زینون کے کم حجم کے ساتھ بہتر تصویری معیار حاصل کیا جا سکتا ہے۔ ایک دوسرے حفاظتی مطالعے سے پتہ چلتا ہے کہ صرف 0.5-liter حجم کی سانس لینے کی وجہ سے مضامین کو کم یا کوئی علامات کا تجربہ نہیں ہوا۔ ہائپر پولرائزیشن کی طبیعیات ہائپر پولرائزڈ گیس ایم آر آئی کا بنیادی اصول روایتی ایم آر آئی سے ملتا جلتا ہے، جو جسم کے اندرونی ڈھانچوں کی تفصیلی تصاویر بنانے کے لیے طاقتور مقناطیسی میدانوں اور ریڈیو لہروں کا استعمال کرتا ہے۔ روایتی ایم آر آئی میں، جسم کے پانی اور چربی کے مالیکیولز میں ہائیڈروجن ایٹموں (پروٹون) کے مقناطیسی لمحات مقناطیسی میدان کے ساتھ منسلک ہوتے ہیں اور پھر ریڈیو فریکوئنسی پلس کے تابع ہوتے ہیں۔ اس کی وجہ سے پروٹون توانائی جذب کرتے ہیں اور پرجوش ہو جاتے ہیں، اور جب ریڈیو فریکوئنسی پلس بند ہو جاتی ہے، تو پروٹون آرام کرتے ہیں اور اپنی توانائی کو قابل شناخت سگنل کی شکل میں جاری کرتے ہیں۔ یہ سگنل جسم کے بافتوں کی تصویر بنانے کے لیے استعمال ہوتا ہے۔ ہائپر پولرائزڈ گیس ایم آر آئی میں، استعمال ہونے والی گیسیں عمدہ گیسیں ہیں، جیسے 3He یا 129Xe، جن میں بڑے جوہری مقناطیسی لمحات ہوتے ہیں لیکن قدرتی کثرت کم ہوتی ہے اور اس وجہ سے بہت کمزور اشارے پیدا ہوتے ہیں۔ 3He یا 129Xe کے نیوکلیئر اسپن پولرائزیشن کو بڑھانے کے لیے، دو عمل شامل ہیں: 1) آپٹیکل پمپنگ اور 2) اسپن ایکسچینج۔ ہائپر پولرائزڈ گیس ایم آر آئی ایک ایسی تکنیک ہے جو جسم کے اندرونی ڈھانچوں کی تفصیلی تصاویر بنانے کے لیے بعض گیسوں، جیسے 3He یا 129Xe میں نیوکلیئر اسپن کی صف بندی کا استعمال کرتی ہے۔ نیوکلیئر اسپن کو امیجنگ کے لیے استعمال کرنے کے لیے، انہیں ایک ہی سمت میں سیدھا ہونا چاہیے، یا پولرائز ہونا چاہیے۔ عام حالات میں، گیس کے حجم کے اندر جوہری گھماؤ تصادفی طور پر سیدھے ہوتے ہیں، جس کی وجہ سے صفر سگنل ہوتا ہے۔ ایک بار جب جوہری گھماؤ پولرائز ہو جاتے ہیں، تو انہیں ایک بڑے مقناطیسی میدان میں رکھا جا سکتا ہے، جیسے کہ 1.5 ٹی یا 3.3 ٹی اسکینر۔ اس کی وجہ سے میدان کے ساتھ اس کے مقابلے میں قدرے زیادہ گھماؤ ہوں گے۔ تاہم، یہ فرق 3He یا 129Xe جیسی کمزور گیسوں کی امیجنگ کے لیے کافی نہیں ہے۔ لہذا، ہائپر پولرائزیشن تکنیک کا استعمال نظام میں کونیی رفتار کو شامل کرنے اور تمام جوہری گھماؤ کو ایک ہی سمت میں سیدھا کرنے کے لیے کیا جاتا ہے، جس کے نتیجے میں ایک مضبوط سگنل ہوتا ہے جسے جسم کے بافتوں کی تفصیلی تصاویر بنانے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ آپٹیکل پمپنگ ہائپر پولرائزیشن امیجنگ کے لیے ایک مضبوط سگنل بنانے کے لیے 3He یا 129Xe جیسے گیس میں نیوکلیئر اسپن کو اسی سمت میں سیدھا کرنے کا عمل ہے۔ اس کو پورا کرنے کے لیے، سرکلر پولرائزڈ لیزر لائٹ کے استعمال کے ذریعے نظام میں کونیی رفتار شامل کی جاتی ہے۔ چونکہ مرکزے لیزر روشنی کو براہ راست جذب نہیں کر سکتے، اس لیے روشنی کو جذب کرنے اور اس کی کونیی رفتار کو مرکزے میں منتقل کرنے کے لیے ایک انٹرمیڈیٹری کا استعمال کیا جاتا ہے۔ یہ انٹرمیڈیٹری عام طور پر ایک الکلی دھاتی ایٹم ہوتا ہے، جیسے روبیڈیم، جس کا بیرونی شیل ویلنس الیکٹران لیزر لائٹ کے ذریعے سیدھا ہوتا ہے۔ صرف الیکٹران گھماؤ والے ایٹم جو نیچے ہوتے ہیں روشنی کو جذب کر سکتے ہیں، اس لیے الکالی بخارات کو سرکلر پولرائزڈ گونج والی روشنی سے روشن کرنے سے پورے نمونے کو گھماؤ کی سمت میں تبدیل کر دیا جائے گا۔ ایک بار جب ایک ویلینس الیکٹران اسپن کو پلٹ دیا جاتا ہے، تو یہ اس وقت تک سیدھا رہتا ہے جب تک کہ تصادم اس کو ڈی پولرائز نہ کر دیں۔ تاہم، یہ آسانی سے دوسرے فوٹون کو جذب کر سکتا ہے اور سیدھی حالت میں واپس آسکتا ہے۔ یہ عمل، جسے آپٹیکل پمپنگ کہا جاتا ہے، گیس میں نیوکلیئر اسپن کی موثر صف بندی کی اجازت دیتا ہے۔ پھر ویلینس الیکٹران کی صف بندی کو روبیڈیم کے پولرائزڈ الیکٹران اسپن کے ساتھ تصادم کے ذریعے نوبل گیس نیوکلئی میں منتقل کیا جاتا ہے۔ اس عمل کو اسپن ایکسچینج کہا جاتا ہے۔ روبیڈیم الیکٹرانوں کو پھر اضافی لیزر لائٹ کو جذب کرکے دوبارہ سیدھا کیا جاتا ہے اور نوبل گیس نیوکلئی میں پولرائزیشن کی تعمیر جاری رہتی ہے۔ آپٹیکل پمپنگ اور اسپن ایکسچینج کا استعمال کرتے ہوئے موجودہ تکنیکیں 3He کے لیے تقریبا 40-80% اور 129Xe کے لیے 10-40% کے پولرائزیشن حاصل کر سکتی ہیں۔ حال ہی میں، ڈائلیوٹڈ مرکب میں 129Xe کے لیے بہت زیادہ چوٹی پولرائزیشن کی سطح کا مظاہرہ کیا گیا ہے۔ ہائپر پولرائزیشن کا طریقہ کار آپٹیکل پمپنگ کا عمل شیشے کے آپٹیکل سیل میں موجود روبیڈیم (آر بی) کا استعمال کرتا ہے۔ یہ خلیہ دو ہیلم ہولٹز کنڈلی والے تندور میں رکھا جاتا ہے جو ایک چھوٹا لیکن یکساں 20 جی مقناطیسی میدان پیدا کرتا ہے۔ خلیے میں گیس کی کل کثافت کا تقریبا 1 پی پی ایم بخارات کا دباؤ پیدا کرنے کے لیے آر بی کو تقریبا 150 ڈگری سیلسیس تک گرم کیا جاتا ہے۔ سرکلر پولرائزڈ لیزر لائٹ کو پھر سیل کی طرف موڑ دیا جاتا ہے، جو روبیڈیم کی D1 منتقلی کے مطابق ہوتا ہے۔ یہ روشنی آر بی بخارات کے ذریعے جذب ہوتی ہے، جو آر بی ایٹموں پر ویلینس الیکٹران کے گھومنے کو پولرائز کرتی ہے۔ اسپن ایکسچینج ایک ایسا عمل ہے جو اس وقت شروع ہوتا ہے جب 1 ٪ 129Xe، 89 ٪ 4He اور 10 ٪ N2 کا مرکب آپٹیکل سیل کے ذریعے بہتا ہے جس میں آپٹیکل طور پر پمپ شدہ روبیڈیم (Rb) ایٹم ہوتے ہیں۔ بفر گیسیں، ہیلیم اور نائٹروجن، آر بی جذب کراس سیکشن کو وسیع کرنے کا کام کرتی ہیں، جس سے لیزر لائٹ کا ایک بڑا حصہ جذب ہوتا ہے اور آر بی ایٹموں کے ویلینس الیکٹران اسپن کو پولرائز کرنے کے لیے استعمال ہوتا ہے۔ بائنری تصادم کے امتزاج اور عارضی وان ڈیر والس کمپلیکس کی تشکیل کے ذریعے، الیکٹران اسپن پولرائزیشن کو 129Xe نیوکلئی میں منتقل کیا جاتا ہے۔ گیس کے بہاؤ کی شرح کو اس بات کو یقینی بنانے کے لیے منظم کیا جاتا ہے کہ 129Xe سیل سے اعلی سطح کے پولرائزیشن کے ساتھ ابھرے۔ ہیلیم اور نائٹروجن سے 129Xe کو الگ کرنے کے لیے، یہ مائع نائٹروجن میں ڈوبی ہوئی ٹھنڈی انگلی میں کریوجینک طور پر جمع ہوتا ہے۔ چونکہ زینون کا منجمد ہونے کا نقطہ دیگر گیسوں کے مقابلے زیادہ ہوتا ہے، اس لیے یہ منجمد ہو کر ان سے الگ ہو جاتا ہے۔ ایک بار جب زینون کی کافی مقدار جمع ہو جاتی ہے، تو اسے پگھلا کر پرفلووروپولیمر بیگ میں ڈال دیا جاتا ہے۔ اس کے بعد زینون پولرائزیشن کو لو فیلڈ این ایم آر پر مبنی نظام کا استعمال کرتے ہوئے ماپا جاتا ہے اور ایم آر آئی امیجنگ میں استعمال کے لیے مریض کو پہنچایا جاتا ہے۔ تجارتی طور پر دستیاب نظام ایک گھنٹے کے اندر اندر 10-15% تک پولرائزڈ زینون کے لیٹر پیدا کر سکتے ہیں۔ پولرائزیشن فزکس میں پیشرفت سے مستقبل میں 129Xe کی پیداواری شرح اور پولرائزیشن دونوں میں بہتری آنے کی توقع ہے۔ موضوع کے پھیپھڑوں کے ٹشو کی تصاویر حاصل کرنے کے لیے، پولرائزڈ زینون گیس کو ماؤتھ پیس سے منسلک ٹیوب کے ذریعے سانس لیا جاتا ہے۔ اس شخص کو ہدایت دی جاتی ہے کہ وہ گہری سانسیں لے اور گیس لینے سے پہلے دو بار مکمل سانس چھوڑے۔ عام اسکین میں 129Xe کے 200-1000 ملی لیٹر کا مرکب اور ہیلیم یا نائٹروجن جیسی بفر گیس کا استعمال کیا جاتا ہے۔ یہ مرکب موضوع کے ذریعے سانس میں لیا جاتا ہے اور پھیپھڑوں کے ٹشو کی تفصیلی تصاویر بنانے کے لیے استعمال ہوتا ہے۔ ایپلی کیشنز وینٹیلیشن امیجنگ HP 3He گیس ایم آر امیجنگ پھیپھڑوں کی 1997 سے متعدد طبی مطالعات میں موثر ہونے کی تصدیق ہوئی ہے۔ یہ تکنیک بنیادی طور پر پھیپھڑوں میں گیس کی تقسیم کی تصاویر بنانے کے لیے استعمال ہوتی ہے، جس سے وینٹیلیشن نقائص کی شناخت کی جا سکتی ہے۔ یہ نقائص ہوا کے راستے بند ہونے یا پھیپھڑوں کے بافتوں کی تباہی کی وجہ سے ہو سکتے ہیں۔ وینٹیلیشن امیجز میں ایم آر سگنل کی شدت کو تجزیہ کے لیے چار گروپوں میں تقسیم کیا جا سکتا ہے۔ پھیپھڑوں کے اندر کم یا غیر حاضر سگنل وینٹیلیشن نقائص کے ساتھ اچھی طرح سے مطابقت رکھتا ہے اور دمہ، سی او پی ڈی، اور سسٹک فائبروسس جیسے حالات میں فنکشنل وینٹیلیشن کی خرابی کا پتہ لگانے اور مقدار کی اجازت دیتا ہے۔ اس تکنیک کے لیے ڈیٹا کا حصول ایک سانس پکڑ کر مکمل کیا جاتا ہے، جو جامد وینٹیلیشن کی معلومات فراہم کرتا ہے۔ متحرک وینٹیلیشن کی خصوصیات، جیسے گیس کے بہاؤ کی پیمائش کرنا زیادہ مشکل ہے لیکن اس شعبے میں پیش رفت ہوئی ہے۔ روایتی طور پر، HP 3He نے 129Xe کے مقابلے میں اپنے بڑے پولرائزیشن کی وجہ سے بہتر تصویری معیار فراہم کیا۔ تاہم، پولرائزیشن ٹیکنالوجی اور ایم آر کے حصول میں حالیہ بہتریوں نے 129Xe کو 3He سے ملتے جلتے معیار کی تصاویر تیار کرنے کی اجازت دی ہے۔ وینٹیلیشن نقائص کا پتہ لگانے کے لحاظ سے، 129Xe میں سگنل سے شور کا تناسب کم ہے لیکن یہ اپنی زیادہ کثافت اور کم بازی کی وجہ سے نقائص کے لیے زیادہ حساس ہے۔ فی الحال، 129Xe (فی اسکین 1 لیٹر تک) کے بڑے حجم کا استعمال 3He (عام طور پر 0.1-0.3 لیٹر فی اسکین) کے مقابلے میں اس کے سگنل سے شور کے تناسب میں کمی کی تلافی کر سکتا ہے۔ پھیلاؤ وزن والی امیجنگ پھیلاؤ وزن والی ایم آر آئی موثر ثابت ہوئی ہے اور عام طور پر ہائپر پولرائزڈ گیسوں کے ساتھ گیس کے ظاہری پھیلاؤ گتانک (اے ڈی سی) کا حساب لگانے کے لیے استعمال ہوتی ہے۔ یہ ڈفیوژن سینسائزنگ گریڈینٹس کے ساتھ اور اس کے بغیر گیس کی تصاویر لے کر کیا جاتا ہے۔ اس تضاد کی افادیت اس حقیقت سے آتی ہے کہ گیسوں کا پھیلاؤ صحت مند پھیپھڑوں کی ساخت سے محدود ہوتا ہے۔ ایمفیسیما جیسی بیماریوں میں، جہاں ہوا کی جگہیں بڑی ہوتی ہیں، گیسیں زیادہ آسانی سے پھیلنے کے لیے آزاد ہوتی ہیں۔ یہ ڈفیوژن ویٹنگ کو سگنل کی تخفیف کی ڈگری کی بنیاد پر عام ہوا کی جگہوں کو بڑھے ہوئے سے الگ کرنے کی اجازت دیتا ہے۔ وزن والی اور غیر وزن والی تصاویر میں سگنل کی شدت کو پھر ووکسیل بہ ووکسیل کی بنیاد پر اے ڈی سی کا حساب لگانے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔ اے ڈی سی کے نقشے صحت مند پھیپھڑوں کے بافتوں میں کم اقدار کو ظاہر کرتے ہیں، لیکن ایمفیسیمیٹس پھیپھڑوں میں، بلند اے ڈی سی اقدار اکثر دیکھی جاتی ہیں۔ ایمفیسیما دکھانے کے علاوہ، 3He یا 129Xe ADC اقدار تمباکو نوشی کرنے والوں اور دوسرے ہاتھ کے دھوئیں کے سامنے آنے والے لوگوں کے پھیپھڑوں کے بافتوں میں ابتدائی تبدیلیوں کے لیے حساس پائی گئی ہیں۔ اے ڈی سی ایم آر آئی کو صحت مند افراد میں الوئولر سائز میں عمر سے متعلق تبدیلیوں کے لیے بھی حساس دکھایا گیا ہے۔ سی ٹی ڈینسیٹومیٹری سے موازنہ سے پتہ چلتا ہے کہ اے ڈی سی کا ڈی ایل سی او کے ساتھ مضبوطی سے تعلق ہے اور سی ٹی اسکین پر نظر آنے سے پہلے ہی ایمفیسیما کا پتہ لگانے کے قابل ہو سکتا ہے۔ اگرچہ زیادہ تر اے ڈی سی امیجنگ میں 3 ایچ ای ایم آر آئی کا استعمال کیا گیا ہے، حال ہی میں یہ دکھایا گیا ہے کہ 129 ایکس ای کو بھی اس مقصد کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ مستقبل کی سمت 129Xe تحلیل امیجنگ زینون میں کم گیرومیگنیٹک تناسب اور ہیلیم کے مقابلے میں تصاویر میں کم SNR ہوتا ہے۔ تاہم، اس میں پھیپھڑوں کے بافتوں میں اعتدال سے گھلنشیل ہونے کی مفید خاصیت ہے۔ یہ اسے کیپلریز اور خون کے بہاؤ میں پھیلنے کی اجازت دیتا ہے، جہاں یہ تعدد میں تبدیلیوں کا تجربہ کرتا ہے جو پھیپھڑوں میں گیس کے تبادلے کے بارے میں معلومات فراہم کرتا ہے۔ ان شفٹوں کو ہوا دار تقسیم اور پھیلی ہوئی گیس کے تبادلے کا مطالعہ کرنے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ پھیپھڑوں میں گیسوں کے تحلیل شدہ مرحلے کی امیجنگ مشکل ہو سکتی ہے۔ اس مرحلے میں سگنل کی شدت گیس مرحلے کا صرف 2 فیصد ہے، اور اس کا T2 * 2 ایم ایس پر بہت تیز ہے۔ مزید برآں، تحلیل مرحلے کی گونج 1.5 ٹی اسکینر پر گیس مرحلے سے 200 پی پی ایم ہے، لہذا گیس مرحلے کو دلچسپ بنانے سے بچنے کے لیے آر ایف ایکسائٹیشن دالوں کو احتیاط سے ٹیون کیا جانا چاہیے۔ تحلیل شدہ مرحلے کی امیجنگ کی ابتدائی کوششوں میں زینون پولرائزیشن ٹرانسفر کنٹریسٹ (ایکس ٹی سی) جیسے بالواسطہ طریقے استعمال کیے گئے۔ اس طریقہ کار میں گیس فیز سگنل کو قدرے کم کرنے کے لیے تحلیل شدہ مرحلے پر لگائی گئی آر ایف دالوں کا استعمال کیا گیا، جس سے تحلیل شدہ مرحلے کی تقسیم کی بالواسطہ نقشہ سازی کی اجازت ملتی ہے۔ جیسے جیسے پولرائزیشن اور پلس سیکوینس ٹیکنالوجی میں بہتری آئی، تحلیل شدہ 129Xe کی براہ راست امیجنگ ممکن ہوئی۔ فریکوئنسی سلیکٹو آر ایف دالوں اور تھری ڈی ریڈیل پلس سیکوینس کا استعمال کرتے ہوئے، انسانوں میں تحلیل مرحلے کی پہلی براہ راست تصاویر 2010 میں حاصل کی گئیں۔ یہ تصاویر تحلیل مرحلے 129Xe کی چھوٹی سگنل کی شدت کی وجہ سے کم ریزولوشن کی تھیں، لیکن پھر بھی پھیپھڑوں کے فنکشن کے دلچسپ پہلوؤں کو ظاہر کرتی ہیں۔ اس تکنیک کے متعارف ہونے کے فورا بعد، مغلر اور دیگر۔ اسی سانس میں گیس مرحلے کی تقسیم حاصل کرنے کی قدر ظاہر کی، جس سے تحلیل مرحلے کی تقسیم کی مقدار کی اجازت ملتی ہے۔ اسے بعد میں ریڈیل حصول کی حکمت عملی تک بڑھا دیا گیا، جس نے گیس کی منتقلی پر کرنسی کے اثرات کا تجزیہ کرنے کی اجازت دی۔ سرخ خون کے خلیوں (آر بی سیز) میں 129Xe کی منتقلی کا الگ سے پتہ لگانے کے قابل ہونا ضروری ہے کیونکہ زینون آر بی سیز تک پہنچنے کے لیے جس راستے پر چلتا ہے وہ آکسیجن کی طرح ہی ہے۔ حال ہی میں، تحلیل شدہ مرحلے میں 129Xe کا سپیکٹرا آئیڈیوپیتھک پلمونری فائبروسس والے مضامین میں حاصل کیا گیا تھا اور صحت مند رضاکاروں کے مقابلے میں آر بی سی میں 129Xe کی منتقلی میں بہت کمی ظاہر ہوئی تھی۔ اس کام سے پتہ چلتا ہے کہ پھیپھڑوں کے بافتوں کے گاڑھا ہونے کی وجہ سے پھیلاؤ کی حد کا پتہ لگانے کے لیے تحلیل شدہ 129Xe گونج کو الگ کرنا اہم ہے۔ 129Xe پیمائشوں کا DLCO کے ساتھ مضبوطی سے تعلق ہے اور اس سے پتہ چلتا ہے کہ 129Xe RBC گونج کی تعدد کیپلیری سطح پر خون کی آکسیجنشن کی ایک حساس پیمائش ہو سکتی ہے۔ اس کام نے رکاوٹ کے بافتوں اور آر بی سی میں زینون کے جذب کا الگ سے پتہ لگانے کے لیے امیجنگ کی ضرورت پر بھی زور دیا۔ رکاوٹ بافتوں اور آر بی سی میں 129Xe کی علیحدہ امیجنگ 1 ایچ ایم آر آئی میں چربی اور پانی کو الگ کرنے کے مترادف ہے۔ دونوں گونج اسی طرح کے فاصلے پر ہیں، لہذا چربی پانی کی علیحدگی کے الگورتھم استعمال کیے جا سکتے ہیں۔ چنگ اور دیگر۔ ایک ہی سانس میں زینون کی تینوں گونجوں کی تصویر لینے کے لیے ہائیرارکیکل آئیڈیل الگورتھم کا استعمال کیا۔ 1 نکاتی ڈکسن حکمت عملی بھی کامیاب رہی ہے اور تحلیل شدہ مرحلے 129Xe سگنل کے مختصر T2 * کے خلاف زیادہ مضبوط ہو سکتی ہے۔ یہ تکنیک حال ہی میں ایک ہی سانس میں زینون کی تینوں گونجوں کی تصویر لینے کے لیے بھی استعمال کی گئی تھی۔ زینون گیس ایم آر آئی حوالہ جات مقناطیسی گونج امیجنگ بھی دیکھیں۔