Non-invasieve bepaling van de Cerebrovasculaire Reactiviteit met ASL, BOLD en VASO MRI met behulp van verschillende stimuli bij jonge en oude gezonde vrijwilligers

Voor het normaal functioneren van de hersenen is een adequate doorbloeding van
essentieel belang. De hersenen zijn in staat onder verschillende omstandigheden
een voldoende adequate bloedtoevoer te bewerkstelligen via de zogenaamde
cerebrovasculaire reactiviteit (CVR). Een falende cerebrovasculaire
autoregulatie capaciteit wordt verantwoordelijk geacht voor verschillende
hersenziektes, waaronder verschillende vormen van dementie en is zodoende een
juiste diagnostisch en/of prognostisch middel. Om dit te kunnen onderzoeken
zijn valide non-invasieve methoden nodig om de cerebrovasculaire reactiviteit
te meten.
Momenteel zijn verschillende meetmethoden gebaseerd op MRI beschikbaar waarmee
de CVR via verschillende variabelen bapaald kan worden: Arterial Spin Labeling
(ASL) voor het bepalen van Cerebrovaculaire Blood Flow (CBF), Blood Oxygenation
Level Dependent (BOLD) voor het bepalen van de bloed oxygenatie en VASO voor
het bepalen van de Cerebrovasculaire Blood Volume (CBV).
Voor het meten van de CVR is naast een meettechniek ook een stimulatie
paradigma nodig voor het uitlokken van de cerebrovasculaire activatie. Hiervoor
zijn wederom verschillende paradigma's beschikbaar: induceren van hypercapnia
of hypoxemie, neurale activatie of door middel van het toedienen van bepaalde
medicamenten. Ook zijn de effecten van het gebruik van deze verschillende
stimuli op de CVR metingen met de verschillende technieken nog niet bekend.
Samengevat is er behoefte aan een goed gevalideerde meetmethode om CVR te
bepalen en momenteel is het nog onbekend wat de effecten zijn van de
verschillende combinaties van meettechniek en stimulus op de CVR metingen. Het
is daarom van belang deze mogelijke effecten te onderzoeken en de verschillende
meetmethoden te valideren.

Het bepalen van de effectiviteit van de verschillende combinaties van MRI
meettechnieken (ASL, BOLD en VASO) en stimuli (neuronale activatie, hypoxie en
hypercapnie) voor het bepalen van de cerebrovasculaire reactiviteit.
Daarnaast zal de CO2 reactiviteitscurve nauwkeurig worden gemeten, waarbij
rekening zal worden gehouden met de effecten van CO2 op de bloeddruk.
Ook zal in dit onderzoek gekeken worden of de vaatdiameter van de arteria
cerebri media tijdens CO2 experimenten veranderingen vertoont.

In het eerste deel van het onderzoek zullen 10 vrijwilligers gescand worden om
de scan protocollen voor de verschillende MRI scantechnieken te optimaliseren.
In het tweede deel zullen 15 jonge (>18 jaar en <35 jaar) en 15 oude (>60 jaar
en <75 jaar) proefpersonen met de drie verschillende MRI technieken (ASL, BOLD,
VASO) gescand worden terwijl zij aan drie verschillende stimuli (visuele
stimulatie, hypercapnie en hypoxie) blootgesteld zullen worden. Er zal een
vergelijking plaats vinden tussen de CVR metingen met verschillende technieken
en verschillende stimuli en bij verschillende leeftijdsgroepen.
Addendum: In het derde deel van dit onderzoek wordt de CO2 reactiviteitscurve
nauwkeurig in 15 jonge gezonde vrijwilligers (>18 jaar en <35 jaar) gemeten,
waarbij tegelijk de bloeddruk gecontroleerd wordt.
Addendum II: Voor dit deel zal bij10 vrijwilligers de arteria cerebri media
vaatdiameter met MRI gemeten worden bij verschillende CO2 concentraties.

Voor zover bekend brengt MRI gemaakt volgens de geldende normen geen
stralingsbelasting met zich mee en zijn de risico's voor de proefpersonen
nihil. Het induceren van hypercapnie (overschot aan CO2 in het bloed) en
hypoxemie (O2-tekort in het bloed) zou een extra belasting met zich mee kunnen
brengen voor de proefpersonen. Maar omdat de onderzochte proefpersonen gezond
zijn is en de beoogde waardes klein zijn verwachten we dat dit risico ook klein
zal zijn. Bovendien hebben onze onderzoeksgroepen (van de afdeling
Anesthesiologie) in het LUMC ook in het verleden onderzoeken met succes
uitgevoerd waarbij hypercapnie en hypoxemie geïnduceerd werd en beschikken over
de nodige kennis hiervoor.