Contribución extravascular de los cambios en el nivel de oxigenación de la sangre dependientes de la señal: Un análisis numérico basado en un modelo de red vascular

En este estudio, se evaluó la contribución extravascular (EV) a los cambios en la señal dependientes del nivel de oxigenación de la sangre (BOLD), basado en un análisis numérico de la ecuación de Bloch-Torrey no dimensional para un modelo de red vascular de vasos paramagnéticos orientados aleatoriamente. Desde un punto de vista estadístico, se demuestra que los cambios en la señal BOLD EV inducidos por susceptibilidad son proporcionales al volumen cerebral de sangre (CBV). Estos cambios pueden expresarse mediante una función de dos parámetros no dimensionales: uno representa el cambio de fase característico de la señal inducida por los vasos que contienen desoxigenohemoglobina, y el otro representa un efecto de difusión relativo al radio del vaso. Los resultados numéricos mostraron una excelente concordancia con las soluciones analíticas obtenidas previamente para los regímenes de efectos de difusión pequeños y grandes. Basado en los resultados numéricos para los ecos de gradiente y de spin, es posible mostrar la dependencia de la contribución BOLD EV en el tiempo de eco, la intensidad del campo magnético estático y el cambio de CBV inducido por estimulación. Esta dependencia se puede demostrar para vasos de radios pequeños, intermedios y grandes, que corresponden respectivamente a los regímenes de difusión lenta, intermedia y rápida. Se presenta una simulación de resonancia magnética funcional (fMRI) más realista que incluye una contribución intravascular (IV), con énfasis en la dependencia de la intensidad del campo de los cambios en la señal BOLD.