Het testen van de uitvoerbaarheid van een ademhalingstest in de MRI om de doorbloeding van de hersenen en het hoofd-hals gebied in beeld te brengen.

Het testen van de reactiviteit van de vasculatuur van het brein of een tumor en
het bepalen van de oxygenatie van tumoren kan gedaan worden door het toedienen
van CO2 en O2. De reactiviteit van het vaatbed in het brein is een maat voor de
ernst van van vaatafwijkingen bij neurologische aandoeningen van de bloedvaten.
In tumoren wordt de reactiviteit van de bloedvaten bepaald door de rijpheid van
de tumorvaten en is daarbij een maat voor kwaadaardigheid en voor de
mogelijkheid om de oxygenatie te verbeteren tijdens de behandeling.
Voor dynamische CO2 and O2 enhanced MRI zijn robuuste en reproduceerbare testen
nodig om de verandering in CO2 en O2 te correleren met veranderingen in
perfusie en oxygenatie. De test wordt uitgevoerd met behulp van een gasmenger,
de respirAct, die de bloedgassen controleert door een gecontroleerde toediening
van de benodigde O2 en CO2 hoeveelheden. Hierdoor wordt een betrouwbare en
herhaalbare gasafgifte en daardoor arteriële gasdruk bewerkstelligd.
De metingen zullen zowel op 7T als op 3T gedaan worden. Op 3T is al veel
ervaring opgedaan met het meten van brein reactiviteit en functionele MRI van
hoofd en hals tumoren. Daarnaast zijn de metingen door de beschikbaarheid van
3T scanners te herhalen voor klinische doeleinden in andere instellingen. Op
7T zijn de verwachte veranderingen in het MRI signaal groter dan op 3T waardoor
ook subtielere veranderingen gezien kunnen worden.

Het primaire doel is het testen van de uitvoerbaarheid van MRI metingen op 3T
en 7T onder dynamische hypercapnische or hyperoxische condities, die digitaal
gereguleerd worden.

Dit is een pilot studie waarin de uitvoerbaarheid van het ademen van verhoogde
concentraties CO2 en O2 1) buiten de MRI en 2) gedurende een MRI experiment op
3T en 7T wordt bepaald. Verschillende bestaande MRI technieken zullen
geoptimaliseerd worden om het effect van de test te meten. De MRI technieken
die toegepast zullen worden zijn ontworpen om het niveau van gedeoxygeneerd
bloed (BOLD), de hoeveelheid opgelost O2 (T1w), de bloedperfusie (ASL), de
vaatindex (VSI) en de pH (chemical exchange saturation transfer (CEST)) te
bepalen.

Het ademen van gassen dat leidt tot een gecontroleerde samenstelling van
bloedgassen, behoeft een gesloten ademcircuit. Daarom moeten deelnemers ademen
via een mond-en-neus masker. De CO2 eind-expiratoire levels van 45-60 mmHg
(basisniveau + 20 mmHg) kunnen een verhoogde ademfrequentie induceren en
fysiologische stress. Echter, eind-expiratoire niveaus van 30-60 mmHg CO2
zitten binnen fysiologische waarden en worden door de meeste mensen meerdere
malen per dag ervaren. Als proefpersonen last hebben door hoge CO2 levels in
het arteriële bloed, dan kunnen ze het klepje van het masker open maken of op
de alarm bel in de MRI drukken. De onderzoeker kan dan direct overgaan op het
toedienen van 100% O2 door op de rode knop voor op de gasmenger te drukken.

De veiligheid van de RespirAct is gewaarborgd door de volgende eigenschappen
van de gasmenger en maatregelen genomen tijdens de metingen:
- In alle gebruikte gasmengsels zit een minimum O2 concentratie van 10%.
- De CO2, O2 en ademfrequentie worden online continu gemonitored.
- Een onafhankelijke meting van de bloedsaturatie via puls oximetrie en van de
ademhalingsfrequentie via een druk sensor worden uitgevoerd.
- Iedereen die de respirAct gaat bedienen zal eerst door de leverancier
getraind en gecertificeerd worden.

Deelnemers hebben geen voordeel van het ondergaan van de experimenten buiten
of binnen de MRI.
Slechts een bezoek aan het ziekenhuis is nodig voor de breinmetingen. Voor de
hoofd-hals metingen zal aan de proefpersoon gevraagd worden om aan minimaal 3
en maximaal 6 MRI sessies deel te nemen. Daarnaast dient een
positioneringsmasker aangemeten te worden.

Er zijn geen risico's bekend van het ondergaan van een MRI meting.