Použití perfuzní MRI k měření dynamických změn v nervové aktivaci spojených s kalorickou vestibulární stimulací

V nedávné době bylo dosaženo úspěchu ve využití neinvazivní kalorické vestibulární stimulace jako prostředku modulace chronické bolesti. Kalorická stimulace zahrnuje chlazení zvukovodu buď vodou nebo chladicí sondou, aby se vyvolala vestibulární stimulace. Jedná se o techniku ​​často prováděnou jako součást neurologického vyšetření.

Současná teorie o tom, jak kalorická vestibulární stimulace reguluje bolest, je termosenzorická dezinhibice. Teploty pod 25 C aktivují jak studené termoreceptory (Aδ vlákna), tak i C-nociceptory. Tyto vstupy procházejí ve spinothalamickém traktu do thalamu, kde vstup C-vlákna jde do přední cingulární kůry (ACC) a vstup vlákna Aδ přechází do termosenzorické kůry v dorzální zadní inzule (dpIns). Předpokládá se, že CVS snižuje centrální bolest aktivací parieto-insulárního vestibulárního kortexu. Protože tato oblast anatomicky sousedí s dorzální zadní insulou, může ji křížově aktivovat k potlačení ACC, nebo vzhledem k tomu, že obě tyto kortikální oblasti sdílejí dráhy v mozkovém kmeni, může to být mechanismus, kterým je bolest potlačena.

Náš tým úspěšně prokázal arteriální spinové značení (ASL), kromě jiných funkčních modalit zobrazování magnetickou rezonancí, k zachycení funkčních změn v cerebrálním zpracování souvisejících s bolestí. To využívá principu, že zvýšení průtoku krve mozkem do určité oblasti kůry je markerem pro zvýšenou funkci této oblasti, naopak snížení průtoku krve do určité oblasti je korelátem regulace této specifické oblasti směrem dolů. Navrhujeme, aby ASL byla schopna zachytit funkční změny spojené s kalorickou vestibulární stimulací a lépe vymezit etiologii augmentace bolesti.

Všechny funkční studie budou provedeny na skeneru 3 Tesla vybaveném 8prvkovou hlavovou cívkou pouze pro příjem. Každý subjekt bude ležet v poloze na zádech na MRI stole s hlavou znehybněnou pěnovou výplní a podbradním páskem. Každá studie začne shromažďováním anatomických snímků s vysokým rozlišením pomocí trojrozměrné zkažené sekvence GRASS (Gradient Reducel Acquisition in Steady State). Tyto strukturální obrazy budou použity pro umístění funkčních obrazů a pro transformaci anatomického atlasu při zpracování obrazu. Perfuzně vážené snímky budou pořízeny pomocí pulzního arteriálního spinového značení (neinvazivního) přístupu. Jakmile byly dosaženy základní perfuzní vážené funkční obrazy, začne kontinuální sekvence získávání funkčního obrazu. Během této fáze bude mít subjekt sérii tří 30 sekund chlazených výplachů zvukovodu oddělených 60 sekundami. Voda bude ochlazena na 18 stupňů Celsia pomocí kombinace ledové vody a standardního teploměru. Výplach bude podáván rychlostí 2 ccm za sekundu (celkem 30 ccm na ucho za 30 sekund) pomocí infuzní pumpy kompatibilní s MRI prostřednictvím upraveného stetoskopu s perforacemi, aby se zajistilo, že v kanálku nebude narůstat tlak. Po této sérii budou po následujících 10 minut shromažďovány perfuzně vážené snímky. Subjekty budou vítány přerušit studii, kdykoli to uzná za vhodné. Každá funkční studie bude trvat 24,5 minuty. 10 minut základního zobrazení 5,5 minuty úvodního funkčního zobrazení, 4,5 minuty kalorické vestibulární stimulace a 5,5 minut opakovaného funkčního zobrazení.

Snímky mají být rekonstruovány pomocí softwaru napsaného v IDL (Interactive Data Language, Research Systems, Boulder, CO). Funkční předzpracování obrazu a statistické analýzy budou provedeny pomocí softwaru Statistical Parametric Mapping (SPM2, Wellcome Department of Imaging Neuroscience, University College London, UK, http://www.fil.ion.ucl.ac.uk/spm). Konečnými údaji bude měření průtoku krve do specifických anatomických oblastí kůry v procentech.