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NMR in biomedicine2013Aug01Vol.26issue(8)

血管空間占有(VASO)MRIによる脳血液量の非侵襲的官能的イメージング

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文献タイプ:
  • Journal Article
  • Research Support, N.I.H., Extramural
  • Review
概要
Abstract

脳血液量(CBV)の変化に基づく機能的MRI(fMRI)は、脳の活性化または生理学的課題中に血管拡張と血管収縮を直接調べ、血液酸素化レベル依存性(太字)シグナルの変化のメカニズムに関する重要な洞察を提供できます。現在、ヒトで最も広く使用されているCBV fMRI技術は、血管空間閉鎖(VASO)MRIと呼ばれ、この記事ではこの方法の技術的なレビューを提供します。Vaso MRIは、血液と組織のT1の違いを利用して、ボクセル内のこれら2つのコンパートメントを区別し、血液皮膚反転回復シーケンスを使用して、1 -CBVに比例したMR信号を生成します。そのため、血管拡張により血管信号が減少し、血管収縮が逆効果をもたらします。VASO技術は、太字や動脈スピン標識(ASL)など、他のいくつかのfMRIメソッドに匹敵する時間分解能で動的に実行でき、これらの補完的な手法と組み合わせて実施すると特に強力です。VASOのパルスシーケンスとイメージングパラメーターは、信号の変化が主にCBV起源であるように最適化することができますが、大胆な効果、脳血流(CBF)、脳脊髄液などの他の貢献を最小限に抑えるために慎重に考慮する必要があります。(CSF)。VASO技術の感度は、太字と比較した場合の主な欠点ですが、この手法は、神経科学的および臨床用途での有用性をますます実証しています。

脳血液量(CBV)の変化に基づく機能的MRI(fMRI)は、脳の活性化または生理学的課題中に血管拡張と血管収縮を直接調べ、血液酸素化レベル依存性(太字)シグナルの変化のメカニズムに関する重要な洞察を提供できます。現在、ヒトで最も広く使用されているCBV fMRI技術は、血管空間閉鎖(VASO)MRIと呼ばれ、この記事ではこの方法の技術的なレビューを提供します。Vaso MRIは、血液と組織のT1の違いを利用して、ボクセル内のこれら2つのコンパートメントを区別し、血液皮膚反転回復シーケンスを使用して、1 -CBVに比例したMR信号を生成します。そのため、血管拡張により血管信号が減少し、血管収縮が逆効果をもたらします。VASO技術は、太字や動脈スピン標識(ASL)など、他のいくつかのfMRIメソッドに匹敵する時間分解能で動的に実行でき、これらの補完的な手法と組み合わせて実施すると特に強力です。VASOのパルスシーケンスとイメージングパラメーターは、信号の変化が主にCBV起源であるように最適化することができますが、大胆な効果、脳血流(CBF)、脳脊髄液などの他の貢献を最小限に抑えるために慎重に考慮する必要があります。(CSF)。VASO技術の感度は、太字と比較した場合の主な欠点ですが、この手法は、神経科学的および臨床用途での有用性をますます実証しています。

Functional MRI (fMRI) based on changes in cerebral blood volume (CBV) can probe directly vasodilatation and vasoconstriction during brain activation or physiologic challenges, and can provide important insights into the mechanism of blood oxygenation level-dependent (BOLD) signal changes. At present, the most widely used CBV fMRI technique in humans is called vascular-space-occupancy (VASO) MRI, and this article provides a technical review of this method. VASO MRI utilizes T1 differences between blood and tissue to distinguish between these two compartments within a voxel, and employs a blood-nulling inversion recovery sequence to yield an MR signal proportional to 1 - CBV. As such, vasodilatation will result in a VASO signal decrease and vasoconstriction will have the reverse effect. The VASO technique can be performed dynamically with a temporal resolution comparable with several other fMRI methods, such as BOLD or arterial spin labeling (ASL), and is particularly powerful when conducted in conjunction with these complementary techniques. The pulse sequence and imaging parameters of VASO can be optimized such that the signal change is predominantly of CBV origin, but careful considerations should be taken to minimize other contributions, such as those from the BOLD effect, cerebral blood flow (CBF) and cerebrospinal fluid (CSF). The sensitivity of the VASO technique is the primary disadvantage when compared with BOLD, but this technique is increasingly demonstrating its utility in neuroscientific and clinical applications.

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