MRI Mappatura di cerebrovascolare Reattività via gas per inalazione sfide

L'obiettivo generale di questa procedura è misurare la reattività vascolare cerebrale modulando il contenuto di anidride carbonica nel sangue durante la registrazione. La perfusione cerebrale cambia con la risonanza magnetica. Ciò si ottiene impostando prima il sistema di erogazione del gas compatibile con la risonanza magnetica.

Il secondo passo consiste nell'impostare l'attrezzatura necessaria per registrare parametri fisiologici come l'anidride carbonica di fine espirazione. Successivamente, al soggetto viene data una clip per il naso e un boccaglio e viene istruito a respirare con la bocca con un ritmo respiratorio confortevole. Il passaggio finale consiste nell'eseguire una risonanza magnetica durante la quale il gas inalato viene periodicamente commutato tra l'aria ambiente e l'anidride carbonica.

In definitiva, l'analisi di regressione lineare tra i dati della risonanza magnetica e la CO2 corrente viene utilizzata per determinare la reattività vascolare cerebrale. Il vantaggio principale di questa tecnica di mappatura CVR rispetto ai metodi esistenti in letteratura è che il sistema di erogazione del gas è semplice. La procedura richiede meno tempo di formazione e l'attrezzatura è meno costosa.

Dimostrerò questa procedura con due dei miei colleghi e Yame Chan prima dell'esperimento. Innanzitutto, rivedere il diagramma del sistema di erogazione del gas come mostrato qui. Quindi inizia l'installazione riempiendo una sacca Douglas da 200 litri con una miscela di gas per uso medico contenente il 5% di anidride carbonica, il 21% di ossigeno e il 74% di azoto.

Successivamente, due diaframmi nella valvola di non respirazione a due vie per garantire un flusso di gas unidirezionale. Quindi porta questa valvola a due vie assemblata e la borsa Douglas riempita di gas nella stanza dei magneti. Collegare il tubo di mandata del gas all'estremità di ingresso della valvola a due vie, quindi collegarlo al lato della bobina di testa per il supporto del peso.

Collegare l'altra estremità del tubo di mandata alla sacca Douglas riempita di gas. Collegare il bocchino al tubo a forma di U utilizzando un connettore a gomito con una porta di campionamento del gas sigillata. Quindi collegare il tubo di campionamento del gas al tubo a forma di U tramite un altro connettore a gomito.

Collegare un piccolo filtro dell'aria all'altra estremità del tubo di campionamento del gas. Quindi collegare l'altra estremità del filtro dell'aria al monitor dell'anidride carbonica. Nella sala di controllo della sala di risonanza magnetica.

Accendere i monitor di anidride carbonica e pulsossimetria ed eseguire una calibrazione automatica per il monitor di anidride carbonica. Quindi, collega i monitor a un laptop tramite porte USB. Quindi apri il software dell'hyper terminal che comunica con i monitor.

Per sincronizzare i monitor, utilizzare un timer e annotare l'ora di ciascun monitor. La differenza di tempo può essere spiegata in seguito. Nell'elaborazione dei dati, inserire un'estremità di una barra di segnalazione in una guida d'onda in modo che un'estremità si trovi all'interno della stanza del magnete e l'altra nella sala di controllo.

Questa barra servirà per avvisare il ricercatore all'interno della stanza magnetica quando è necessario commutare la valvola a tre vie durante la scansione. Dopo lo screening per la sicurezza della risonanza magnetica e aver ottenuto il consenso informato, far sdraiare il soggetto sul tavolo della risonanza magnetica. Fornire il pulsante di chiamata dell'infermiera nel caso in cui si sentano a disagio durante la procedura di scansione.

Quindi chiedi al soggetto di asciugarsi il naso con un asciugamano. Per rimuovere l'olio dalla pelle, istruire il soggetto a respirare con la bocca e a stabilire e mantenere un ritmo di respirazione e posizionare la clip per il naso sul soggetto. Quindi collegare l'estremità aperta del tubo a forma di U alla porta centrale della valvola a due vie tramite il connettore a gomito.

Quindi, posiziona delicatamente il bocchino in modo che il soggetto possa respirare attraverso di esso. Quindi collegare delicatamente il sensore da dito per pulsossimetria. Assicurarsi che la testa del soggetto si trovi al centro ISO della bobina della testina.

Quindi far scorrere il tavolo per la risonanza magnetica nel foro del magnete. A questo punto, un ricercatore dovrebbe rimanere all'interno della stanza dei magneti per monitorare il soggetto e per attivare la valvola a tre vie sulla borsa di Douglas. Assicurati che questo ricercatore indossi tappi per le orecchie e cuffie per bloccare il rumore della risonanza magnetica nella sala di controllo.

Controllare i parametri della frazione di CO2 e di saturazione di ossigeno arterioso di fine espirazione visualizzati sui monitor di anidride carbonica e pulsossimetria. Avviare la registrazione dei parametri sul laptop. Inizia la scansione utilizzando una sequenza dipendente dal livello di ossigeno nel sangue o in grassetto per uno scanner MRI a tre Tesla.

I parametri di imaging sono visibili qui da vicino. Monitorare le misurazioni fisiologiche del soggetto durante la scansione. Rivedere un foglio pre-preparato su cui è elencata la fasatura della commutazione della valvola e far oscillare delicatamente la barra di segnalazione quando è necessario un interruttore.

Quando viene segnalato, il ricercatore all'interno della stanza dei magneti dovrebbe accendere la borsa di Douglas in base al movimento della barra di segnalazione, che controlla il tipo di gas che il soggetto ispira. Continuare questa procedura per tutta la durata dello studio durante il periodo di imaging di nove minuti. Assicurarsi che la commutazione della valvola avvenga circa una volta al minuto.

Si noti che la temporizzazione dell'interruttore non deve essere esattamente precisa, purché venga registrato il percorso temporale CO2 del titolo finale. Utilizzare l'interfono per avvisare il soggetto quando la scansione è completa. Quindi estrarre il tavolo dello scanner e rimuovere delicatamente la clip per il naso e il boccaglio dal soggetto, fornendo un panno per la pulizia Per asciugare la saliva, rimuovere delicatamente il sensore da dito.

Quindi lascia che il soggetto si sieda e scenda dal tavolo della risonanza magnetica. Eliminare il gas sample tubo, filtro dell'aria, boccaglio e clip per il naso, ma pulire tutti i componenti riutilizzabili. Scollegare la valvola a due vie dagli altri componenti e rimuovere le membrane dalla valvola.

Immergere la valvola a due vie, il diaframma e il tubo a forma di U in un disinfettante concentrato privo di fosfati contenente tensioattivi, come il disinfettante detergente per il backup. Immergere in un contenitore per 20 minuti, quindi risciacquare abbondantemente con acqua distillata. Asciugare il tubo a forma di U con aria compressa.

Posizionare la valvola a due vie e le membrane su un piano di lavoro trasparente e lasciarle asciugare all'aria, svuotare completamente la borsa Douglas e riporre la barra di segnalazione e il tubo grigio. Infine, esegui l'analisi dei dati sui nuclei temporali di CO2 registrati e sulle immagini in grassetto utilizzando MATLAB e il software di mappatura parametrica statistica. Condurre una regressione lineare voxel per voxel utilizzando SPM in cui l'andamento temporale della CO2 di fine marea spostato è la variabile indipendente e l'andamento temporale del segnale MRI è la variabile dipendente.

L'output è una mappa di reattività vascolare cerebrale. Questa figura mostra immagini rappresentative in grassetto in diversi punti temporali sperimentali. L'intensità media del segnale è mostrata anche nella riga inferiore.

Si può vedere che il segnale audace nel cervello mostra un aumento con l'inalazione di anidride carbonica. Si noti che la differenza di segnale tra i periodi di aria ambiente e anidride carbonica è dell'ordine dell'uno al 3% di ampiezza. Questa figura mostra mappe rappresentative della reattività vascolare cerebrale in unità di variazione percentuale del segnale per millimetro di mercurio.

diossido di carbonio. Cambio di un soggetto sano scansionato cinque giorni diversi, dimostrando un'ottima riproducibilità dei risultati Una volta padroneggiato. Questa tecnica può essere eseguita entro nove minuti se eseguita correttamente e con un'adeguata analisi dei dati come descritto nel nostro articolo, si otterrà una mappa della reattività vascolare cerebrale.