Het bestuderen van de bloedvoorziening en het zuurstofverbruik van hersenweefsel door middel van Arterial Spin Labeling MRI.

In cerebrovasculaire aandoeningen zijn de mogelijkheden van het hersenweefsel
om homeostase te bewaren door vasodilatatie van de hersenvaten of door toename
van de zuurstofextractie belangrijke parameters die correleren met de ernst van
de aandoening. Om een zicht te krijgen op de hemodynamische status van het
hersenweefsel is het dan ook belangrijk om een meting van deze twee parameters
te verkrijgen.

Met dit onderzoek willen we de twee parameters die de hemodynamische status van
hersenweefsel bepalen, meten. De eerste parameter die we willen bepalen is de
Cerebrovasculaire Reactiviteit (CVR), welke een maat is voor de mate waarin
bloedvaten kunnen vasodilateren. De tweede parameter is de Cerebral Metabolic
Rate of Oxygen (CMRO2), welke een weerspiegeling is van het zuurstofverbruik in
het hersenweefsel.

Voor het meten van de Cerebrovasculaire Reactiviteit zullen we gebruik maken
van een CO2-challenge (mbv. RespirAct TM). Het is namelijk geweten dat een
toename van arteriële CO2 binnen de fysiologische range leidt tot vasodilatatie
van de hersenvaten. Deze vasodilatatie wordt weerspiegeld in een toename van de
hersenperfusie. Deze laatste kunnen we meten door middel van Arterial Spin
Labeling (ASL) Magnetische Resonantie beeldvorming (MRI). Aansluitend zullen we
eveneens een Velocity-Selective Spin Labeling (VSASL) MRI sequentie toepassen
welke selectief het bloed in het veneuze compartiment labelt en ons op deze
manier toelaat het zuurstofverbruik in het hersenweefsel (CMRO2) te meten.

Alle vrijwilligers en patiënten zullen een respiratoire challenge ondergaan met een maximale arteriële PCO2 van 50 mmHg en minimale arteriële PO2 van 100 mmHg, gedurende maximaal 4 minuten. Deze CO2 -en O2-waarden liggen binnen de fysiologische range.

Deze CO2-challenge vereist een gesloten ademhalingscircuit. Om dit te
verwezenlijken moeten de proefpersonen en patiënten ademen doorheen een masker,
wat als onaangenaam ervaren kan worden. Verder kunnen CO2 arteriële drukken van
50 mmHg leiden tot een toename van de ademhalingsfrequentie omwille van
fysiologische stress. Een CO2 arteriële druk van 50 mmHg ligt wel binnen de
fysiologische range en wordt door de meeste mensen herhaaldelijk tijdens een
dag ervaren (vb. tijdens het sporten). Wanneer patiënten zich ongemakkelijk
voelen, kunnen zij zelf altijd een klep in het masker openen of kunnen de
onderzoekers onmiddellijk overschakelen op 100% zuurstof door de drukken op de
rode knop van het RespirAct TM device. Verder kunnen patiënten en proefpersonen
in de scanner altijd op de paniekknop duwen. De risico's geassocieerd met het
inademen van hogere concentraties CO2 worden geminimaliseerd doordat het
minimum O2-niveau in de gasmengsels altijd 10% is. Ademhalingsfrequentie,
CO2-en O2-niveau worden continu digitaal geanalyseerd en gemonitord door middel
van het RespirAct TM device. Een onafhankelijke zuurstofsaturatiemeting zal
eveneens plaatsvinden door middel van pulse oxymetrie (ter hoogte van de
vingertip).