無呼吸挑戦に対する全脳酸素消費代謝率の高時間分解能MRI定量化

我々は、無呼吸時の動的な全脳酸素消費代謝率（CMRO 2 ）を絶対的生理学的単位で3秒の時間分解能で定量化する技術を提示し、この技術を意図的無呼吸に対するCMRO 2 の応答を定量化するために適用した。3秒の時間分解能は、首の動脈におけるtCBF測定ではなく、視点共有と上矢状洞に基づく総脳血流量（tCBF）推定の組み合わせによって達成された。これらの修正は、最初に健康な成人3名で検証され、画像由来の血流量および静脈酸素飽和度（S v O 2 ）値において最小限の誤差を生じることが示された。次に、この技術は、30秒の呼吸保持を3回繰り返す無呼吸パラダイム中に健康な成人10名で適用された。被験者全体のベースラインtCBF、動静脈酸素差（AVO 2 D）、およびCMRO 2 はそれぞれ48.6±7.0 mL/100 g/分、29.4 ± 3.4%HbO 2、125.1±11.4 μmol/100 g/分であった。被験者全体のtCBFおよびAVO 2 Dの最大変化はそれぞれ43.5±9.4%および−32.1±5.7%であり、平均無呼吸後のCMRO 2 の小さな（6.0±3.5%）が統計的に有意（P = 0.00044、両側t検定）な増加をもたらした。この方法は、正常な生理学における神経代謝-血行動態の関係を調査し、BOLD信号の生物物理的起源をより良く定義し、神経血管反応性が変化した疾患における神経代謝応答性を定量化するために使用される可能性がある。