健康な参加者のアルコールとMRIを使用した脳内の体液の流れの測定

研究仮説:

頭蓋内間質液 (ISF) の流れは、脳実質から細胞外老廃物を適切に除去するために重要です。 最近の実証では、その欠乏が神経変性疾患におけるそれらの蓄積につながることが示されています。 このプロジェクトの仮説は、MRS および/または MTI を使用して頭蓋内間質液流量の定量的測定を行うことができるというものです。

目標:

主な目標は、脳実質を通る ISF 流量の定量的測定値を提供することです。 これは、摂取後の MTI における MRS またはエタノール関連の水分飽和シグナルの減少を伴う、さまざまな時点での特徴的なエタノール ピークの複数の測定を行うことによって実行されます。 これにより、ピーク到達時間 (TTP) や平均通過時間 (MTT) などの一般的な輸送パラメータを使用して、ISF の通過と等しいエタノールの通過を取得および報告できるようになります。

第 2 の目的には、健康な人における ISF 流量の正常範囲とみなされる値の範囲を決定することが含まれます。 これは、将来の実験で、そのような値がさまざまな種類の頭蓋内病状を持つ個人の測定率と比較されるときに役立ちます。

調査研究のデザイン:

このパイロットプロジェクトは、信頼できるクリアランス指標を与えるために、頭蓋内 ISF 流量データのエタノール MRS または MTI 標識から最良の定量的基準を決定することを目的とした実験的なものです。 これを達成するために、最初の概念実証研究には、エタノール-MRS または MTI プロトコルを受ける 20 ～ 75 歳の健康な男性ボランティア 10 人が参加します。 離散的な MR 信号が測定および分析されるため、この作業は本質的に定量的になります。

データ収集研究の参加者は、実験開始前に少なくとも 6 時間絶食し、12 時間アルコール摂取を控える必要があります。 検査を進める前に、研究チームのメンバーによって参加者の投薬状況、アルコール摂取量、神経学的状態の簡易スクリーニングが実施され、すべてのボランティアが研究の対象基準をすべて満たしているかどうかが確認されます。

データは、磁気共鳴分光法 (MRS)、磁気共鳴分光イメージング (MRSI)、または磁化移動イメージング (MTI) のいずれかを使用して収集されます。 比較的短い取得 (5 ～ 7 分) を繰り返して、脳内のエタノール輸送の時間経過を取得します。

各研究参加者はエタノール摂取前の MR 取得を受けます。 その後、ボランティアにはエタノールを含む飲料が与えられます。 以前に他のヒトエタノール MRS 実験で行われたように、355 mL のノンカフェイン、無糖の炭酸飲料に混合すると、エタノール含有量は約 0.5 g/kg になります (7)。 飲み物は 5 分以内に消費する必要があり、透明なプラスチックのチューブを通して提供されるため、対象者をスキャナーから取り外す必要はありません。 この研究の血中アルコール濃度 (BAC) レベルは、実験終了時に低レベルと考えられる 0.05% を超えることはないと予想されます。

エタノール含有飲料を摂取した後、研究参加者を MR スキャナーに戻す必要がある場合は、後続のスペクトル画像ごとにボクセルの位置を再特定するためにスカウト画像が再度取得されます。 チューブを通してエタノールを摂取しなかった）。 MRS、MRSI、または MTI はスペクトルまたは画像あたり約 5 ～ 7 分で実行され、このプロセスを 60 ～ 90 分間継続的に繰り返します。 スキャン中、患者は、血中アルコール濃度を迅速に低下させる酸素と二酸化炭素を供給する、特別に設計された MR 互換の非再呼吸回路である ClearMateTM を通じて呼吸するように求められる場合があります。

最終的な取得後、患者は監視エリアに連れて行かれ、標準的な飲酒検査で血中エタノール濃度が 0.05% 未満に記録されるまでそこに留まります。 参加者がこの要件を満たし、安全に敷地から出られると表明すると、研究の推奨事項の範囲内に自由に出入りできるようになり、参加は完了したものとみなされます。 呼気の濃度がまだ高い場合は、30 分間隔で呼気サンプリングが実行されます。

最後に、血中アルコール動態を評価する最も正確な方法は、動脈血中濃度と静脈血中濃度を比較することであるため、選ばれた少数の研究参加者に末梢動脈ラインが（サニーブルックのスタッフの麻酔科医によって）挿入されます。 これらの個人からの定期的な動脈血サンプルの血中アルコール含有量が測定され、末梢静脈ラインから同時に採取された血液サンプルの値と比較されます。