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Cerebrovascular Reactivity Measurements With High-Density Diffuse Optical Tomography (HDDOT CVR)

17 août 2026 mis à jour par: Washington University School of Medicine

The purpose of the study protocol is to identify imaging biomarkers for brain tissue under high metabolic stress at risk for permanent injury. We will measure oxygen extraction fraction (OEF) and cerebrovascular reactivity (CVR) in participants with and without perturbations in cerebral oxygen delivery over time to determine each parameter's role in clinical and radiologic neurologic outcomes. Measuring OEF can be done with specialized MRI sequences. Measuring CVR requires a vasoactive response, such as carbon dioxide. In order to deliver carbon dioxide evenly and as safely as possible, we will use RespirACT, an MRI-compatible device, to prevent over-breathing carbon dioxide and allow rapid steady-state physiology to minimize total scan time. We will also use a high density diffuse optical tomography (HD-DOT) cap to assess the measurement of OEF and CVR. This study will investigate both regional OEF and CVR simultaneously to understand each marker's unique developmental trajectory and contribution to stroke risk in children. This work will expand insights into mechanisms of stroke in children and assess the feasibility of the HD-DOT cap for obtaining these insights by comparing a cohort of optical CVR and a cohort of MRI CVR.

In addition to the MRI and/or HD-DOT cap with RespirAct, participants may also have their vitals measured, complete cognitive testing, and complete a blood draw with a study visit. Participants may be followed for up to three years and may complete both an MRI scan and an HD-DOT scan within 1 week-12 months of each other. Participants may be invited back to repeat MRI and/or HD-DOT scans 1-2 times over the next three years.

Aperçu de l'étude

Statut

Recrutement

Les conditions

Intervention / Traitement

Description détaillée

The purpose of the study protocol is to identify imaging biomarkers for brain tissue under high metabolic stress at risk for permanent injury. We will measure OEF and CVR in participants with and without perturbations in cerebral oxygen delivery over time to determine each parameter's role in clinical and radiologic neurologic outcomes. Measuring OEF can be done with specialized MRI sequences. Measuring CVR requires a vasoactive response, such as carbon dioxide. In order to deliver carbon dioxide evenly and as safely as possible, we will use RespirACT, an MRI-compatible device, to prevent over-breathing carbon dioxide and allow rapid steady-state physiology to minimize total scan time. We will also use an HD-DOT cap to assess the measurement of OEF and CVR.

Type d'étude

Interventionnel

Inscription (Estimé)

120

Phase

  • N'est pas applicable

Contacts et emplacements

Cette section fournit les coordonnées de ceux qui mènent l'étude et des informations sur le lieu où cette étude est menée.

Coordonnées de l'étude

Lieux d'étude

  • États-Unis
    • Missouri
      • St Louis, Missouri, États-Unis, 63110
        • Recrutement
        • Washington University in St. Louis
        • Contact:
        • Chercheur principal:
          • Kristin Guilliams, MD
        • Chercheur principal:
          • Adam Eggebrecht

Critères de participation

Les chercheurs recherchent des personnes qui correspondent à une certaine description, appelée critères d'éligibilité. Certains exemples de ces critères sont l'état de santé général d'une personne ou des traitements antérieurs.

Critère d'éligibilité

Âges éligibles pour étudier

  • Enfant
  • Adulte
  • Adulte plus âgé

Accepte les volontaires sains

Oui

La description

Inclusion Criteria:

  • 6-70 Years Old
  • Able to participate in MRI scan without sedation
  • May or may not have HbSS or beta thalassemia null genotypes of sickle cell anemia

Exclusion Criteria:

  • Significant craniofacial malformation or technical contraindications to DOT monitoring (for HDDOT imaging)
  • Metal in/on the body that is contraindicated for MRI safety (for MRI imaging)

Plan d'étude

Cette section fournit des détails sur le plan d'étude, y compris la façon dont l'étude est conçue et ce que l'étude mesure.

Comment l'étude est-elle conçue ?

Détails de conception

  • Objectif principal: Science basique
  • Répartition: Non randomisé
  • Modèle interventionnel: Affectation à un seul groupe
  • Masquage: Aucun (étiquette ouverte)

Armes et Interventions

Groupe de participants / Bras
Intervention / Traitement
Comparateur actif: Contrôles sains
Autre: Carbon Dioxide
Participants inhale carbon dioxide, delivered by computer-controlled delivery system, to target specific levels of carbon dioxide while in magnetic resonance imaging scan and/or during HDDOT imaging to measure cerebrovascular reactivity.
Comparateur actif: Sickle Cell Anemia Participants
Autre: Carbon Dioxide
Participants inhale carbon dioxide, delivered by computer-controlled delivery system, to target specific levels of carbon dioxide while in magnetic resonance imaging scan and/or during HDDOT imaging to measure cerebrovascular reactivity.

Que mesure l'étude ?

Principaux critères de jugement

Mesure des résultats
Description de la mesure
Délai
HDDOT-Based Cerebrovascular Reactivity
Délai: ~15 minutes during the MRI scan and ~60 minutes during the HDDOT imaging.
Changes in relative concentration of deoxyhemoglobin with fluctuations of carbon dioxide as compared to gold standard measurement of MRI-based cerebrovascular reactivity.
~15 minutes during the MRI scan and ~60 minutes during the HDDOT imaging.

Mesures de résultats secondaires

Mesure des résultats
Description de la mesure
Délai
Cerebral Oxygen Metabolism
Délai: From administration of carbon dioxide to end of inhalation of carbon dioxide -- 60 minutes during MRI and/or HDDOT imaging.
MRI-based cerebral based blood flow oxygen extraction fraction will be combined with laboratory data estimating arterial oxygen content to calculate cerebral oxygen metabolism.
From administration of carbon dioxide to end of inhalation of carbon dioxide -- 60 minutes during MRI and/or HDDOT imaging.

Collaborateurs et enquêteurs

C'est ici que vous trouverez les personnes et les organisations impliquées dans cette étude.

Parrainer

Washington University School of Medicine

Dates d'enregistrement des études

Ces dates suivent la progression des dossiers d'étude et des soumissions de résultats sommaires à ClinicalTrials.gov. Les dossiers d'étude et les résultats rapportés sont examinés par la Bibliothèque nationale de médecine (NLM) pour s'assurer qu'ils répondent à des normes de contrôle de qualité spécifiques avant d'être publiés sur le site Web public.

Dates principales de l'étude

Début de l'étude (Réel)

1 octobre 2025

Achèvement primaire (Estimé)

30 septembre 2030

Achèvement de l'étude (Estimé)

30 septembre 2032

Dates d'inscription aux études

Première soumission

22 septembre 2025

Première soumission répondant aux critères de contrôle qualité

17 août 2026

Première publication (Réel)

20 août 2026

Mises à jour des dossiers d'étude

Dernière mise à jour publiée (Réel)

20 août 2026

Dernière mise à jour soumise répondant aux critères de contrôle qualité

17 août 2026

Dernière vérification

1 août 2026

Plus d'information

Termes liés à cette étude

Mots clés

Termes MeSH pertinents supplémentaires

Autres numéros d'identification d'étude

  • 202508036

Informations sur les médicaments et les dispositifs, documents d'étude

Étudie un produit pharmaceutique réglementé par la FDA américaine

Non

Étudie un produit d'appareil réglementé par la FDA américaine

Non

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