Deoxyhemoglobin 농도 변화 및 대뇌 관류 영상

대뇌 조직 관류는 대뇌 맥관 구조를 통해 추적자를 추적하여 검사할 수 있습니다. 현재 이것은 조영제의 주입이 필요합니다. 그러나 조직 관류를 평가하기 위한 비침습적 이미징 기술을 개발하는 데 발전이 이루어졌습니다. 자기 공명 영상(MRI)은 이온화 방사선에 의존하지 않고 높은 공간 해상도를 갖기 때문에 매우 매력적인 영상 접근 방식입니다. MRI에서 대뇌 조직 관류를 연구하는 데 사용되는 일반적인 조영제는 가돌리늄 기반 조영제입니다. 그러나 이러한 조영제는 침습성, 신장 독성, 조직 축적 및 알레르기 반응을 비롯한 몇 가지 단점이 있는 경향이 있습니다. 정맥 주사로 동맥에 고도로 분산되어 동맥 입력 함수의 복잡한 계산이 필요합니다. 또한, 주로 혈관 내로 남아 있지만, 혈액 뇌 장벽이 파괴되어 측정 부정확성을 초래하는 신경혈관 상태에서 혈관 외로 확산되는 경향이 있습니다.

최근 우리는 혈액이 폐를 통과할 때 데옥시헤모글로빈 농도[dHb]의 갑작스러운 변화를 생성하여 동맥혈에서 [dHb]의 정확하고 신속한 표적 변화를 일으키는 방법을 결정했습니다. 우리는 이러한 [dHb]의 변화가 가돌리늄에 비해 뇌혈류량, 뇌혈량, 평균통과시간(각각 CBF, CBV, MTT) 측정에 적합한 MRI 조영제로 사용될 수 있을 것으로 가정한다. 적합하다면 dOHb는 관류 영상에 대한 비침습적이고 저렴하며 안전한 대안을 제공할 것입니다.

가돌리늄 관류 이미징을 위해 TWH 합동 의료 이미징 부서에 임상적으로 추천된 신경 혈관 질환이 있는 총 25명의 환자를 모집할 것입니다. 이미징 연구에 앞서 각 피험자는 호흡 가스 제어 실험 설정에 익숙해질 것입니다. 플라스틱 안면 마스크와 호흡 회로를 대상의 얼굴에 적용하고 의료용 접착 테이프로 밀폐 밀봉을 형성하도록 장착합니다. 마스크 및 호흡 회로에 대한 가스 공급은 프로그래밍 가능한 컴퓨터 제어 가스 전달 시스템(RespirAct™ RA-MR System, Thornhill Research Inc., Toronto, Canada)에 의해 공급됩니다. 가스 전달 순서와 PCO2 및 PO2의 변화를 적용하여 대상자가 가스 변화와 관련된 감각에 익숙해지도록 합니다. 그런 다음 피험자는 MRI 스캐너에 앙와위로 놓입니다. 처방된 임상 스캔 외에도 두 개의 추가 스캔을 얻습니다. 추가 MRI 스캔에는 다음이 포함됩니다. 1) 구조적(해부학적) 시퀀스(4.30 분), 2) PO2의 변화를 유도하면서 BOLD-EPI 시퀀스. PO2는 60초 동안 45-50mmHg(헤모글로빈 O2 포화도, SaO2 ~75%)의 기준선에서 유지됩니다. 10초 동안 폐 PO2는 2초 전환 내에서 일시적으로 최대 PO2 90-120mmHg(정상산소증)로 상승하여 ~100%의 SaO2에 도달한 다음 기준선으로 돌아갑니다. 또는 기준선이 정상 산소 상태일 수 있으며 가스 챌린지는 PO2 45-50mmHg를 목표로 합니다. 정상탄산증을 유지하면서 총 4개의 환기 문제가 6분에 걸쳐 적용됩니다.

각 PO2 자극 동안 BOLD 신호는 동기화되어 [dOHb]에 반비례하여 변경됩니다. 동맥 입력 기능은 [dOHb] 볼루스 도착 시간, 변화 진폭, [Hb]에서 측정된 [dOHb] 변화와의 상관 관계, 끝에서 SaO2 계산의 차이를 기반으로 동맥, 조직 및 정맥 복셀을 분리하여 측정됩니다. -조수 PO2. 덩어리를 수신하는 구조 시퀀스에서 첫 번째인 동맥 복셀은 평균화되어 조직 신호와 함께 디콘볼루션될 동맥 입력 함수를 생성합니다. 상대 CBF, CBV 및 MTT의 전체 뇌 지도가 생성됩니다. 이러한 메트릭에 대한 전체 뇌 분할 회백질 및 백질 평균값을 계산하고 가돌리늄 관류 영상을 사용하여 얻은 동일한 메트릭 값과 비교합니다.