脱氧血红蛋白浓度变化与脑灌注显像
使用脱氧血红蛋白浓度变化作为脑灌注成像的非侵入性对比替代方案
研究概览
详细说明
脑组织灌注可以通过跟踪穿过脑血管系统的示踪剂来检查。 目前，这需要输注造影剂。 然而，在开发非侵入性成像技术以评估组织灌注方面取得了进展。 磁共振成像 (MRI) 是一种极具吸引力的成像方法，因为它不依赖电离辐射并且具有高空间分辨率。 MRI 中用于研究脑组织灌注的常用造影剂是基于钆的造影剂。 然而，这些造影剂往往具有几个缺点，包括侵入性、肾毒性、组织蓄积和过敏反应。 当它们通过静脉注射时，它们会高度分散在动脉中，需要对动脉输入函数进行复杂的计算。 此外，尽管它们仍然主要存在于血管内，但它们往往会在神经血管疾病中扩散到血管外，这些神经血管疾病会破坏血脑屏障，从而导致测量不准确。
最近，我们确定了一种方法，可以在血液通过肺部时产生脱氧血红蛋白浓度 [dHb] 的突然变化，从而导致动脉血中 [dHb] 的精确和快速靶向变化。 我们假设 [dHb] 的这种变化可用作合适的 MRI 造影剂，用于测量脑血流量、脑血容量和平均传输时间（分别为 CBF、CBV 和 MTT），与钆相比。 如果合适，dOHb 将提供一种非侵入性、廉价且安全的灌注成像替代方法。
将招募总共 25 名神经血管疾病患者，这些患者在临床上被转诊到 TWH 医学影像联合部门进行钆灌注成像。 在成像研究之前，每个受试者都将熟悉呼吸气体控制实验装置。 塑料面罩和呼吸回路将应用于受试者的面部，并用医用胶带贴合以形成气密密封。 面罩和呼吸回路的气体供应将由可编程计算机控制的气体输送系统（RespirAct™ RA-MR 系统，Thornhill Research Inc.，加拿大多伦多）提供。 将应用气体输送的顺序以及 PCO2 和 PO2 的变化，以使受试者熟悉与气体变化相关的感觉。 然后将受试者仰卧在 MRI 扫描仪中。 除了他们规定的临床扫描外，还将获得两次额外的扫描。 额外的 MRI 扫描将包括：1) 结构（解剖）序列（4.30 分钟)，然后是 2) BOLD-EPI 序列，同时诱导 PO2 的变化。 PO2 将保持在 45-50 mmHg（血红蛋白 O2 饱和度，SaO2 ~75%）的基线 60 秒。 在 10 秒内，肺 PO2 将在 2 秒过渡内瞬时升高到 90-120 mmHg（常氧）的峰值 PO2，达到 ~100% 的 SaO2，然后返回基线。 或者，基线可能为含氧量正常，气体挑战将以 45-50 mmHg 的 PO2 为目标。 在保持正常碳酸血症的同时，将在 6 分钟内进行总共 4 次这样的通气挑战。
在每次 PO2 刺激期间，BOLD 信号将同步变化并与 [dOHb] 成反比。 动脉输入功能将根据 [dOHb] 推注到达时间的差异、变化的幅度以及与从 [Hb] 测量的 [dOHb] 变化的相关性以及从结束时计算的 SaO2 的差异，通过分离动脉、组织和静脉体素来测量动脉输入功能-潮汐 PO2。 动脉体素是结构序列中第一个接受推注的体素，将被平均以产生将与组织信号去卷积的动脉输入函数。 将生成相关 CBF、CBV 和 MTT 的全脑图。 将计算这些指标的全脑分段灰质和白质平均值，并与使用钆灌注成像获得的相同指标值进行比较。
研究类型
注册 (预期的)
阶段
- 不适用
联系人和位置
学习联系方式
- 姓名：Joseph Fisher
- 电话号码：416-710-6908
- 邮箱：joe.fisher@utoronto.ca
研究联系人备份
- 姓名：Olivia Sobczyk
- 电话号码：647-289-0266
- 邮箱：olivia.sobczyk@uhn.ca
学习地点
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Ontario
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Toronto、Ontario、加拿大、M5G 2C4
- Joseph Fisher
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接触：
- Joseph Fisher
- 电话号码：416 710 6908
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接触：
- Olivia Sobczyk
- 电话号码：647 289 0266
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参与标准
资格标准
适合学习的年龄
接受健康志愿者
有资格学习的性别
描述
纳入标准：
- 临床怀疑影响脑血流控制的疾病。
- 先前的调查表明存在血管疾病，包括病史、体格检查、实验室检查和影像学检查。
排除标准：
- 不愿意或不能配合呼吸动作
- 呼吸或心脏呼吸限制为 20 L/min
- 由于呼吸急促而无法爬一段楼梯或步行一个街区的历史上的运动限制
- 限制性高碳酸血症或低碳酸血症的医学禁忌症（已知脑内压升高、代谢性酸中毒或碱中毒）
- MRI 扫描的标准禁忌症（见知情同意书）
- 不遵守规定的抗癫痫药物
- 测试后 6 小时内摄入咖啡因或吸烟
- 怀孕
- 基线 SaO2 < 95%,
- 右向左分流倾向：肺AVM、卵圆孔未闭、房间隔缺损、室间隔缺损。
- 充血性心力衰竭、心肌梗塞病史
- 已知冠状动脉疾病、先天性心脏病、除轻度二尖瓣反流外的心脏瓣膜病变、射血分数 < 50% 的心肌病
学习计划
研究是如何设计的？
设计细节
- 主要用途：诊断
- 分配：不适用
- 介入模型：单组作业
- 屏蔽：无（打开标签）
武器和干预
参与者组/臂 |
干预/治疗 |
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实验性的：dHb 造影剂对比钆造影剂成像
受试者将被转介进行临床钆造影剂灌注检查。
当受试者在 MRI 扫描仪中时，气体处理将由可编程计算机控制的气体输送系统提供。
除了他们规定的临床扫描之外，还将获得两个额外的扫描：1) 一个结构序列（，然后是 2）一个 BOLD-EPI 序列，同时诱导 PO2 的变化。
PO2 将保持在 45-50 mmHg 的基线 60 秒。
在 10 秒内，肺 PO2 将在 2 秒过渡内瞬时升高到 90-120 mmHg（常氧）的峰值 PO2，然后返回基线。
或者，基线可能为含氧量正常，气体挑战将以 45-50 mmHg 的 PO2 为目标。
在保持正常碳酸血症的同时，将在 6 分钟内进行总共 4 次这样的通气挑战。
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见手臂描述
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研究衡量的是什么？
主要结果指标
结果测量 |
措施说明 |
大体时间 |
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通过 MR 成像进行 dHb 对比研究
大体时间：1年
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我们将使用我们的缺氧刺激结合大脑的功能性 MRI-血氧水平依赖性 (BOLD) 来测量脑血流量，并将其与从常规临床钆造影成像获得的脑血流量测量结果进行比较。
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1年
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合作者和调查者
调查人员
- 首席研究员：David Mikulis、Univeristy Health Network
研究记录日期
研究主要日期
学习开始 (预期的)
初级完成 (预期的)
研究完成 (预期的)
研究注册日期
首次提交
首先提交符合 QC 标准的
首次发布 (实际的)
研究记录更新
最后更新发布 (实际的)
上次提交的符合 QC 标准的更新
最后验证
更多信息
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