Bernadette Elders

Het onderwerp van dit proefschrift is Magnetic Resonance Imaging (MRI) van het ademhalingsstelsel bij kinderen. In hoofdstuk 1 wordt een inleiding gegeven over het ademhalingsstelsel bij kinderen, die is onderverdeeld in de bovenste luchtwegen (deel 1 van dit proefschrift), waarin we ons onderzoek naar laryngotracheale stenose (LTS) bespreken, en de onderste luchtwegen (deel 2 van dit proefschrift). De ziekten die in het tweede deel worden besproken zijn bronchopulmonale dysplasie (BPD) en congenitale longafwijkingen (CLA). We bespreken de huidige follow up methoden van aandoeningen aan het ademhalingsstelsel bij kinderen en leggen uit waarom een veilige beeldvormingsmethode nodig is om de structuur en functie bij deze patiënten in beeld te brengen. Vervolgens worden de mogelijkheden en uitdagingen van MRI voor de follow up van aandoeningen aan het ademhalingsstelsels bij kinderen toegelicht en worden de doelstellingen van dit proefschrift geïntroduceerd.

Deel 1 De bovenste luchtwegen

In hoofdstuk 2 wordt een systematisch literatuuronderzoek beschreven dat gedaan is naar MRI van de bovenste luchtwegen bij kinderen. We beschrijven dat, hoewel MRI nog nauwelijks is gebruikt om de larynx van kinderen in beeld te brengen, studies de potentie ervan aantonen als een beeldvormingsmodaliteit die relatief ongevoelig is voor bewegingsartefacten (als gevolg van de beperkte beweging van de larynx tijdens de ademhaling), met een goede beeldkwaliteit en uitstekende weefselkarakterisering. Verder beschrijven we dat MRI de mogelijkheid biedt tot dynamische beeldvorming van de stembanden.

In hoofdstuk 3 en 4 worden de resultaten gepresenteerd van de ‘’Magnetic resonance imaging of the upper airways in children and young adults’’ (MUSIC) studie. In deze studie hebben wij een MRI protocol ontwikkeld om de bovenste luchtwegen na LTS chirurgie in beeld te brengen. Wij tonen aan dat MRI in staat is om belangrijke anatomische veranderingen in deze patiëntenpopulatie in beeld te brengen, zoals stembandverdikking, verplaatsing van autologe kraakbeentransplantaten geplaatst tijdens de chirurgische reparatie en de frequente aanwezigheid van tracheale deformaties op de plaats van de tracheacanule. Wij tonen ook aan dat onze MRI-bevindingen correleren met spirometrie-uitkomsten. Bovendien waren we in staat om, met behulp van dynamische sequenties in ons protocol, verminderde bewegelijkheid van de stembanden te detecteren, wat aanwezig was in de meerderheid van deze populatie en die gecorreleerd was met een slechte uitslag op de stemtest en een lagere stemgerelateerde kwaliteit van leven.

In hoofdstuk 5 beschrijven we hoe we een Computational Fluid Dynamic (CFD) model hebben gebruikt om druk- en weerstandspatronen te berekenen in de complexe bovenste luchtwegen na LTS reparatie, en laten we zien dat digitale chirurgie kan worden uitgevoerd om de uitkomst van verdere chirurgie te voorspellen, wat kan helpen bij de preoperatieve planning.

Deel 2 De onderste luchtwegen

In hoofdstuk 6, 7 en 8 beschrijven we de ontwikkeling van een thorax MRI protocol om structuur en functie in beeld te brengen bij aandoeningen van de onderste luchtwegen bij kinderen. Hoofdstuk 6 beschrijft onze bevindingen bij prematuur geboren kinderen met en zonder BPD op de schoolleeftijd. MRI stelde ons in staat om de meest voorkomende BPD-gerelateerde afwijkingen te identificeren, zijnde hypo intense regio’s, hyper intense regio’s en bronchopathie. Wij zagen dat kinderen met BPD meer longafwijkingen hebben op MRI in vergelijking met kinderen zonder BPD, en dat deze afwijkingen geassocieerd waren met lagere spirometrie uitkomsten. Belangrijk is dat we ook longafwijkingen hebben waargenomen bij premature kinderen zonder BPD. Daarnaast beschrijven we onze verkennende analyses met behulp van Fourier Decompositie (FD) om ventilatie- en perfusieafwijkingen in deze populatie in beeld te brengen. In hoofdstuk 7 beschrijven we verdere verbeteringen van het MRI protocol. We hebben sequenties met verschillende echotijden (TE) getest om de beste sequentie te identificeren voor het visualiseren van de onderste luchtwegen bij kinderen. De onderste luchtwegen werden het best gevisualiseerd met de navigator triggered ZTE (ZTE vnav) sequentie. Deze sequentie vertoonde het beste signal-to-noise ratio (SNR) en contrast-to-noise ratio (CNR). Een nadeel van de ZTE vnav sequentie is de gevoeligheid voor een onregelmatig ademhalingspatroon. De UTE sequentie kwam als één na beste uit de kwalitatieve analyses, maar ook deze sequentie heeft een belangrijk nadeel, namelijk de noodzaak van een ademhalingsgordel die momenteel niet past bij de jongste patiënten.

In hoofdstuk 8 bespreken wij de huidige status van de ontwikkeling van een thorax MRI protocol om structuur en functie in neonatale longpatiënten in beeld te brengen. Dit hoofdstuk is een tussentijds verslag van de succesvolle toepassing van MRI bij twee neonatale patiënten. De MRI beelden waren vrij van bewegingsartefacten, zonder gebruik van sedatie, door gebruik te maken van de “feed and swaddle” methode. Bovendien waren we in staat om relevante longafwijkingen te identificeren, met een isotrope resolutie tot 1.0x1.0x1.0 mm.

In hoofdstuk 9 en 10 beschrijven wij onze bevindingen met betrekking tot de beeldvorming van CLA. Hoofdstuk 9 beschrijft een systematisch literatuur onderzoek naar de rapportage van structurele longveranderingen op beeldvorming van CLA. Wij concluderen dat bevindingen op beeldvorming divers zijn en dat variabele nomenclatuur wordt gebruikt. Daarom stellen wij voor om een gestructureerd rapport te gebruiken bij de radiologische beoordeling van CLA. Hoofdstuk 10 beschrijft de ontwikkeling van een thorax MRI protocol.