Faglig rapport 2005 - Helse Vest

Forskningsprosjekt 911021:Regional hjerneperfusjon med blind dekonvolusjon ved infarkt,karmalformasjoner og carotisstenoseProsjektansvarlig: Torfinn Taxt (tmta@helse-bergen.no), Helse Bergen HF og Universitetet i BergenRegional hjerneperfusjon med blind dekonvolusjonVi har laget modeller for måling av regional sirkulasjon i hjernen med MR som gir myebedre estimater av sirkulasjonsmålene enn tidligere. Foreløpig har vi evaluert den besteav disse metodene på en gruppe av ca. 50 profesjonelle dykkere. Resultatene er megetgode for regional blodgjennomstrømning, regionalt blodvolum og regional transittid.Måling av regional sirkulasjon er viktig i diagnosen og oppfølgingen av mange sykdommer somrammer hjernen, f.eks. i fastsettelsen av et infarkts(hjerneslags) utbredelse og lokalisasjon og ievalueringen av svulster.Denne målingen kan gjøres med høy romlig oppløsning i en magnetisk resonansskanner etterinjeksjon av et kontrastmiddel i en perifer vene. Kontrastkonsentrasjonen i hvert bildeelement måleshvert sekund i et til to minutter. Hvert bildeelement måler ca 1 mm2. For å få ut sirkulasjonsmål forhvert bildeelement må kontrastsignalet til bildeelementet analyseres med en matematisk modell. Ianalysen fjernes spredningen og forsinkelsen av signalet som oppstår før kontrasten når vevet ibildeelementet.I prosjektet har vi laget nye matematiske modeller som gir mye bedre estimater av sirkulasjonsmåleneenn tidligere. Regionalt blodvolum, regional blodgjennomstrømning og regional transittid har blittstudert som funksjon av alder.Metoden tillater også meget god tidsfremstilling av hvordan den arterielle kontrastpulsen brer seggjennom alle hjernevev. Det er meget god overensstemmelse med målinger fra andre teknikker.Injeksjonsstedet for kontrasten er en perifer vene og tar tid. Kontrasten kommer derfor til hjernensom en langtrukket, glatt puls. For å observere bare den regionale hjernegjennomblødningen måeffekten av denne langtrukne kontrastpulsen fjernes. Med andre ord ønsker vi å se effekten avkontrasten når den kommer som en meget kort og skarp puls. Problemet er at den langtrukne pulsener ukjent og spesifikk for hvert lite hjerneområde som er innenfor et bildeelement. Vi har funnet fleremåter å estimere hver av disse ukjente pulsene likevel ved ganske enkle antagelser.Til nå har vi testet metodene ved utstrakte simuleringer, på et sett av friske forsøkspersoner og noenhjerneinfarktpasienter. Resultatene viser at de nye metodene er enklere og gir bedrehjernegjennomblødningsinformasjon enn standardmetoder der en måler en og bare en kontrastpuls ien hjernearterie. Forklaringen er at en slik puls ikke er målt der hjernevevet vi avbilder befinner seg.Passasjen fra hjernearterien til hjernevevet gir spredning og forsinkelse av kontrasten og er ulik forulike hjerneavsnitt.Metodene er offentliggjort i 4 artikler i doktorgraden til Renate Gruner i september 2005. To av disseartklene er under trykking i Journal of Magnetic Resonance Imaging og i Magnetic Resonance inMedicine.For studiene på de ca 50 dykkerne skrives det to artikler som planlegges offentliggjort i ledendetidsskrifter innen medisinsk magnetisk resonans. Den første har tittelen: Iterative blind deconvolutionof dynamic susceptibility contrast MRI-data from a healthy population. Part I: Arterial input functionmaps.Den andre har tittelen: Iterative blind deconvolution of dynamic susceptibility contrast MRI-datafrom a healthy population. Part II: Cerebral blood volume, blood flow and mean transit time.349