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烟雾病的脑血管储备和氧合成像
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在脑血管疾病中,脑的灌注和代谢功能可能同时受到影响。这些变化可以通过基于磁共振的脑血管储备和氧合测量来评估。脑血管储备是大脑应对血管扩张症挑战的能力,可提供超出基线灌注的信息。事实上,脑血管储备降低与卒中和短暂性脑缺血发作风险增加密切相关,并且已被证明是颅外-颅内旁路术后预后不良的预测因素。氧合,在另一方面,直接评估组织功能,并已显示有希望作为条件,包括脑肿瘤的生物标志物和阿尔茨海默氏病。脑血管储备和氧合均显示缺血性中风的价值。脑血管储备和氧合的联合测量可以表征由于灌注不足引起的自动调节失败的不同阶段。脑血管储备可以与磁共振成像技术如动脉自旋标记被映射和血氧水平依赖成像。前者技术量化脑血流量,而后者测量血液量,流量和氧合的综合效果。乙酰唑胺注射是一种常见的血管舒张挑战,并导致坚固脑血流量在正常脑区域的增加,使脑血管储备映射。另一种常见的血管扩张挑战是高碳酸血症挑战,其中二氧化碳的呼气末分压的变化允许脑血管储备在患者中标准化。脑氧合也可以用磁共振成像进行映射。一种通用的方法,称为定量血氧水平依赖成像,使用质子横向弛豫率的测量,来自顺磁性脱氧血红蛋白的局部磁化率的测量,以反映组织氧合。如果脑血流量增强而组织代谢稳定,则组织氧合作用增加。组织氧合增加,通过在血液中的体积变化时陪伴,减少了在成像体素顺磁性脱氧血红蛋白的量。
烟雾病患者为研究脑血管储备和氧合的病理变化提供了理想的队列。该疾病的特征在于进行性狭窄或主要脑动脉闭塞。由于脑血供受损,患者发生缺血性中风,短暂性脑缺血发作和出血的风险增加。在乙酰唑胺攻击期间,患者可能在受影响的区域中表现出降低的甚至是负的脑血流量增强。然而,一些受影响的地区也制定抵押血管系统,它可以帮助弥补基线灌注不足以及可改善预后,即使在严重的血管造影异常的存在。在本研究中,研究人员的目的是在术前烟雾病患者中表征脑血管储备和氧合。研究人员还将氧合氧合测量值与同时测量的氧合进行了比较,以评估哪种弛豫率应优先用于氧合测量。研究人员证明基线脑血流量和氧合测量在术前烟雾病患者中产生不同的信息。具体而言,血管造影正常和异常区域之间的基线脑血流量没有差异。这一发现是一致的一些研究而不是其他。由于成像模式和序列的差异,定义以及可能在不同患者群组中疾病的不同严重程度,可能出现分歧。乙酰唑胺注射允许评估脑血管储备,其在血管造影正常和异常区域之间确实不同,尽管一些血管造影异常区域具有良好的脑血管储备,反之亦然。相比之下,氧合可以在没有乙酰唑胺激发的情况下区分正常和异常区域,异常区域的氧合增加,反映基线氧合作用较差。此外,减少氧合与较差的脑血管储备相关。虽然相关性并不表示等效性,但研究人员的数据证明了氧化作用的可能性,以补充甚至取代烟雾病中的乙酰唑胺攻击范例。这可以减少磁共振成像扫描的长度和复杂性,使磺胺过敏患者能够进行扫描,并避免敏感个体的潜在副作用。
研究人员的研究主要集中在通过弛豫率氧合进行的氧合测量,定量血氧水平依赖建模对氧合变化最敏感。生物物理学模型表示组织氧合的乙酰唑胺的挑战期间'由缺氧血容积和组织氧合的组合,其具有竞争对氧合效应的影响“。由于脑血流量增加,血容量增加会增加氧合,同时增加组织氧合作用将减少氧合。研究人员观察到,在所有区域中没有显着的乙酰唑胺诱导的,这与这些竞争因子的存在一致。然而,所有测量结果与定义无关,表明乙酰唑胺后氧合作用改善的趋势,表明氧合作用可能超过任何血容量变化。
研究人员的研究受到一些限制。首先,投资回报率仅大致接近血管区域。鉴于存在慢性抵押,它们可能不直接与供血动脉相对应,并且可能跨越正常和异常脑动脉的区域。此外,由序列确定的成像体积对后循环的覆盖范围有限。不精确定义可能导致组织状态的两个定义之间存在分歧。第二,基于灌注的组织状态的功能定义使用在先前文献使用的阈值,而不考虑由于正常生理变化引起的脑血管储备范围。因此,一些投资回报率可能被错误分类。第三,成像序列及其当前实施遭受低信噪比,这使得对结果的任何个别分析都非常困难;因此,仅报告组级别比较。研究人员的研究是概念证明,并证明了对稳健氧合作图技术的持续研究的必要性。必须进行进一步研究以找到最佳成像序列和参数。第四,在血流极慢的区域,甚至多延迟动脉自旋标记仍然可能受到动脉运输伪影的影响,标记的自旋仍保留在动脉中。可以替代地使用血氧水平依赖成像,但是它不会产生的定量测量。第五,在本研究中使用该方案无法探索缺氧血容积对氧合的混杂作用。没有可以隔离和测量缺氧血容积的成像方法。在基线时测量脑血容量作为具有造影剂的缺氧血容积的替代物将干扰随后的和动脉自旋标记序列,并且不能在攻击范例中进行。一种非对比方法,如血管空间占用可以考虑,但它只允许在没有对比的情况下进行相对测量。最后,研究人员没有测量个体患者的血细胞比容,预计会影响氧合。
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烟雾病是一种病因不明、以双侧颈内动脉末端及大脑前动脉、大脑中动脉起始部慢性进行性狭窄或闭塞为特征,并继发颅底异常血管网形成的一种脑血管疾病。由于这种颅底异常血管网在脑血管造影图像上形似“烟雾”,故称为“烟雾病”。
烟雾状血管是扩张的穿通动脉,起着侧支循环的代偿作用。患者的临床表现复杂多样,包括认知功能障碍、癫痫、不随意运动或头痛,其中最常见的是脑缺血,可表现为短暂性脑缺血发作、可逆性缺血性神经功能障碍或脑梗死,其中TIA常由情绪紧张、哭泣、剧烈运动或进食热辣食物等诱发。 |
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