Evaluatie van de variabiliteit van 3.0 Tesla Continuous Arterial Spin Labeling als meetinstument voor hersenperfusie

Het meten van de cerebrale perfusie geeft waardevolle informatie over de
cerebrovasculaire satus en over de lokale metabole status. Cerebrale perfusie
metingen zijn een belangrijke parameter bij de evaluatie van verschillende
neurologische aandoeningen. Arterial Spin Labeling (ASL) is een niet invasieve
Magnetic Resonance Imaging (MRI) techniek die gebruikt kan worden voor het
meten van de cerebrale perfusie. Bij deze techniek worden geen ioniserende
straling of radioactieve isotopen gebruikt. Dit maakt ASL een goed alternatief
voor conventionele invasieve methoden; met name bij kinderen en wanneer
herhaalde metingen noodzakelijk zijn is ASL zeer geschikt voor het meten van de
cerebrale perfusie.
De afgelopen jaren is er grote technische vooruitgang geboekt en zijn er nieuwe
sequenties voor ASL ontwikkeld. Deze sequenties kunnen worden onderverdeeld in
twee subcategorieen: Pulsed Arterial Spin Labeling (PASL) en Continuous
Arterial Spin Labeling (CASL).
ASL is gebaseerd op magnetische labeling van de protonen die zich bevinden in
het arteriele bloed. Deze magnetisch gelabelde protonen worden gebruikt als een
endogene tracer. De magnetisatie van deze protonen vindt plaats in een
labelingsvlak dat proximaal gepositioneerd is ten opzichte van de hersenen. De
gelabelde protonen stromen vervolgens met het bloed mee in de richting van het
hersenparenchym en de microcirculatie van de hersenen. Het T1 verval dat zorgt
dat de protonen weer terugkeren de ongelabelde toestand is lang genoeg om de
perfusie van het hersenparenchym in beeld te brengen. Het perfusie signaal
wordt verkregen door substractie van een afbeelding van de gelabelde protonen
en een controle afbeelding waarin geen labeling heeft plaatsgevonden. Om
voldoende perfusie signaal te krijgen worden vaak 40 tot 60 paren van
afbeeldingen gemaakt (gelabelde en contole afbeeldingen) en gesubstraheerd.
Vervolgens wordt van deze afbeeldingen een gemiddelde genomen om een stabiele
waarde voor de cerebrale perfusie te berekenen.
Het lage perfusie signaal vormt een probleem voor de reproduceerbaarheid van de
perfusie metingen verricht met CASL. Bij CASL reproduceerbaarheidsstudies die
tot dusver zijn uitgvoerd, werd gebruik gemaakt van 1.5 Tesla MR scanners. Onze
hypothese is dat een sterker magneetveld een betere signaal ruis verhouding zou
opleveren waardoor minder acquisities nodig zouden zijn om voldoende perfusie
signaal te kunnen meten. Dit zou de scantijd verkorten en de kans op beweging
van de patient tijdens beeldvorming verkleinen. Dit alles zou de
reproduceerbaarheid van CASL metingen op 3.0 Tesla MRI ten goede kunnen komen.
Het doel van deze studie is dan ook om de intra- en intersessie
reproduceerbaarheid van CASL metingen te beoordelen en om vast te stallen
hoeveel gepaarde afbeeldingen nodig zijn om een stabiele perfusie waarde te
meten.

Het belangrijkste doel van dit onderzoek is om de intra- en intersessie
reproduceerbaarheid van cerebrale perfusie metingen met behulp van CASL op 3T
MRI te bepalen om de toepasbaarheid van CASL in de kliniek te kunnen
optimaliseren. Bovendien willen wij beoordelen of de gebruikte sequentie voor
CASL verkort zou kunnen worden door het aantal gepaarde afbeeldingen en
middelingen om de perfusie te berekenen, te verkleinen.
Daarnaast zijn wij geinteresseerd in de cerebrale perfusie waarden van gezonde
vrijwilligers, die wij meten met behulp van CASL op 3 T MRI, de verschillen in
cerebrale perfusie tussen mannen en vrouwen en verschillen in cerebrale
perfusie tussen de linker en de rechter hemisfeer.

Voor het bestuderen van de reproduceerbaarheid en convergentie van CASL
meetwaarden willen wij de cerebrale perfusie van gezonde proefpersonen meten in
drie verschillende sessies op verschillende dagen in een periode van drie tot
zes weken. Tijdens elke sessie willen we de perfusie tweemaal meten.

Deze studie zal uitgevoerd worden met behulp van een niet invasieve
beeldvormende techniek. Deelname levert geen risico's op voor de gezondheid. De
belasting voor vrijwilligers die deelnemen aan de studie, bestaat uit het
driemaal 30 minuten stil liggen in de MRI scanner en de eventuele reistijd van
en naar het AMC.