Wykorzystanie rezonansu magnetycznego perfuzji do pomiaru dynamicznych zmian w aktywacji neuronów związanych z kaloryczną stymulacją przedsionkową

Ostatnio odniesiono sukces w wykorzystaniu nieinwazyjnej kalorycznej stymulacji przedsionkowej jako środka modulującego przewlekły ból. Stymulacja kaloryczna obejmuje chłodzenie kanału słuchowego wodą lub sondą chłodzącą w celu wywołania stymulacji przedsionkowej. Jest to technika często wykonywana w ramach badania neurologicznego.

Obecna teoria, w jaki sposób kaloryczna stymulacja przedsionkowa reguluje ból, opiera się na odhamowaniu termosensorycznym. Temperatury poniżej 25 C aktywują zarówno termoreceptory zimna (włókna Aδ), jak i C-nocyceptory. Te wejścia przechodzą w przewodzie rdzeniowo-wzgórzowym do wzgórza, gdzie wejście włókien C trafia do przedniej kory zakrętu obręczy (ACC), a wejście włókien Aδ przechodzi do kory termosensorycznej w tylnej części wyspy grzbietowej (dpIns). Proponuje się, aby CVS zmniejszał ból ośrodkowy poprzez aktywację kory przedsionkowo-ciemieniowo-wyspowej. Ponieważ obszar ten jest anatomicznie przylegający do grzbietowej tylnej wyspy, może aktywować go krzyżowo w celu stłumienia ACC lub biorąc pod uwagę, że oba te obszary korowe mają wspólne ścieżki w pniu mózgu, może to być mechanizm, dzięki któremu ból jest tłumiony.

Nasz zespół z powodzeniem zademonstrował znakowanie spinu tętniczego (ASL), wśród innych funkcjonalnych modalności obrazowania metodą rezonansu magnetycznego, w celu uchwycenia zmian czynnościowych w przetwarzaniu mózgowym związanych z bólem. Wykorzystuje to zasadę, że wzrost mózgowego przepływu krwi do określonego obszaru kory mózgowej jest markerem zwiększonego funkcjonowania tego regionu, odwrotnie, spadek przepływu krwi do określonego regionu jest korelatem regulacji w dół tego konkretnego regionu. Proponujemy, aby ASL była w stanie uchwycić zmiany funkcjonalne związane z kaloryczną stymulacją przedsionkową i lepiej określić etiologię nasilenia bólu.

Wszystkie badania funkcjonalne zostaną przeprowadzone na skanerze o mocy 3 tesli wyposażonym w 8-elementową cewkę nagłowną tylko do odbioru. Każdy pacjent będzie leżał w pozycji leżącej na stole MRI z głową unieruchomioną piankową wyściółką i paskiem podbródkowym. Każde badanie rozpocznie się od zebrania obrazów anatomicznych o wysokiej rozdzielczości przy użyciu trójwymiarowej zepsutej sekwencji GRASS (Gradient Reclaim Acquisition in Steady State). Te obrazy strukturalne zostaną wykorzystane do umieszczenia obrazów funkcjonalnych i do przekształcenia atlasu anatomicznego w przetwarzaniu obrazu. Obrazy ważone perfuzją zostaną uzyskane za pomocą pulsacyjnego znakowania wirowania tętniczego (nieinwazyjnego). Po uzyskaniu podstawowych obrazów czynnościowych ważonych perfuzją rozpocznie się ciągła sekwencja akwizycji obrazów czynnościowych. Podczas tej fazy pacjent będzie miał serię trzech 30-sekundowych schłodzonych irygacji kanału słuchowego w odstępach 60 sekund. Woda zostanie schłodzona do 18 stopni Celsjusza za pomocą kombinacji wody z lodem i standardowego termometru. Irygacja będzie podawana z szybkością 2 cm3 na sekundę (w sumie 30 cm3 na ucho w ciągu 30 sekund) za pomocą pompy infuzyjnej kompatybilnej z MRI przez zmodyfikowany stetoskop z perforacjami, aby upewnić się, że nie ma możliwości wzrostu ciśnienia w kanale. Po tej serii obrazy ważone perfuzją będą gromadzone przez kolejne 10 minut. Pacjenci będą mogli przerwać udział w badaniu w dowolnym momencie, jaki uznają za stosowny. Każde badanie funkcjonalne będzie trwało 24,5 minuty. 10 minut podstawowego obrazowania 5,5 minuty wstępnego obrazowania czynnościowego, 4,5 minuty kalorycznej stymulacji przedsionkowej i 5,5 minuty powtórnego obrazowania czynnościowego.

Obrazy mają być zrekonstruowane przy użyciu oprogramowania napisanego w IDL (Interactive Data Language, Research Systems, Boulder, CO). Funkcjonalne wstępne przetwarzanie obrazu i analizy statystyczne zostaną przeprowadzone za pomocą oprogramowania Statistical Parametric Mapping (SPM2, Wellcome Department of Imaging Neuroscience, University College London, UK, http://www.fil.ion.ucl.ac.uk/spm). Dane końcowe będą miarą procentowej zmiany przepływu krwi do określonych obszarów anatomicznych kory mózgowej.