Messung des zerebralen Blutflusses mittels pseudokontinuierlicher arterieller Spinmarkierung und Perfusions-Magnetresonanztomographie

Der zerebrale Blutfluss (CBF) stellt einen wichtigen physiologischen Parameter für die Diagnose und Behandlung mehrerer Hirnerkrankungen dar. Der klinische Bedarf an CBF-Messungen wird durch den Wunsch nach einer nicht-invasiven Methode mit hoher zeitlicher Auflösung, mit der der CBF über einen weiten Bereich von Blutflüssen und bei einem breiten Patientenspektrum gemessen werden kann, noch komplizierter. Zur Messung des CBF stehen zahlreiche Techniken zur Verfügung. Nuklearmedizinische Ansätze wie die Einzel-Positronen-Emissions-Computertomographie (SPECT) und die Positronen-Emissions-Tomographie (PET) basieren auf Radioisotopen, die bei Kindern problematisch sein können. Im Gegensatz dazu sind MRT-basierte Methoden nicht-invasiv und die CBF-Informationen können in Verbindung mit anderen MRT-Techniken (z. B. diffusionsgewichtete Bildgebung oder Spektroskopie), die eine kombinierte Längsschnittbewertung von CBF, Morphologie und Stoffwechsel ermöglicht, um ein umfassenderes Verständnis der sich entwickelnden pathophysiologischen Mechanismen zu ermöglichen.

Bei der Perfusionsbildgebung mit arterieller Spinmarkierung (ASL) wird arterielles Blutwasser als endogener, diffundierbarer Tracer verwendet, wobei Hochfrequenzimpulse (RF) die sich bewegenden Spins im fließenden Blut ohne Verwendung eines Kontrastmittels magnetisch markieren. Nach einer Zeitverzögerung, die es dem magnetisch markierten Schlag ermöglicht, in das Gehirn einzudringen, werden „markierte“ Bilder aufgenommen. Es werden auch separate Kontrollbilder ohne Beschriftung aufgenommen, und der Unterschied zwischen den beiden Bildsätzen liefert ein Maß für die Perfusion. Da keine gadoliniumbasierten Kontrastmittel erforderlich sind, ist die ASL-Perfusionstechnik völlig nicht-invasiv. Darüber hinaus sind ASL-Techniken unempfindlich gegenüber Veränderungen der Durchlässigkeit der Blut-Hirn-Schranke, die nach Schlaganfällen oder bei Tumoren auftreten können.

Da kein gadoliniumbasierter Kontrast verwendet wird, weist die ASL-Technik grundsätzlich eine geringere Empfindlichkeit auf als die DSC-PWI. Bisher gibt es eine Reihe kommerziell erhältlicher ASL-Techniken, die sich in ihren Kennzeichnungsschemata unterscheiden, was dazu beigetragen hat, dass es schwierig ist, bei verschiedenen Patientengruppen (Kinder, ältere Menschen, Schlaganfall, Tumore) konsistente Ergebnisse zu erhalten. Eine Reihe aktueller Berichte mit pseudokontinuierlicher ASL (pCASL) wurden veröffentlicht und zeigen eine erhöhte Zuverlässigkeit bei verschiedenen Patientenpopulationen. Darüber hinaus empfiehlt eine kürzlich von der Perfusion Study Group der International Society of Magnetic Resonance in Medicine veröffentlichte Konsenserklärung die Verwendung von pCASL-Markierungsstrategien für klinische Anwendungen.

Das Ziel dieser Studie besteht darin, die Genauigkeit und Zuverlässigkeit einer neu entwickelten pCASL-Sequenz- und Nachbearbeitungssoftware für mehrere Patientenpopulationen (Neugeborene bis ältere Menschen) und pathologische Prozesse zu bestimmen.