Temporale Clusterbildung, Gewebezusammensetzung und totale Variation zur Kartierung des Sauerstoffextraktionsfraktionsanteils mittels QSM und quantitativer BOLD

Zweck Verbesserung der Genauigkeit der quantitativen Suszeptibilitätskartierung plus quantitative Blut-Sauerstoff-abhängige Magnitudenmessung (QSM+qBOLD oder QQ) basierten Kartierung der Sauerstoffextraktionsfraktion (OEF) und des zerebralen metabolischen Sauerstoffverbrauchs (CMRO 2) durch temporale Clusterbildung, Gewebezusammensetzung und totale Variation (CCTV). Methoden Dreidimensionale Multi-Echo-Gradienten-Echo- und arterielle Spin-Labeling-Bilder wurden von 11 gesunden Probanden und 33 Patienten mit ischämischem Schlaganfall aufgenommen. Diffusionsgewichtete Bildgebung (DWI) wurde ebenfalls bei den Patienten erhoben. Die CCTV-Kartierung wurde entwickelt, um Gewebetypinformationen in die Clusteranalyse der zeitlichen Evolution (CAT) einzubeziehen und totale Variation (TV) anzuwenden. Die auf QQ basierenden OEF und CMRO 2 wurden mittels CAT, CAT+TV (CATV) und dem vorgeschlagenen CCTV rekonstruiert, und die Ergebnisse wurden mittels Region-of-Interest-Analyse, Kruskal-Wallis-Test und nachgelagertem Wilcoxon-Rangsummentest verglichen. Ergebnisse In Simulationen lieferte CCTV eine genauere und präzisere OEF als CAT oder CATV. Bei gesunden Probanden war die QQ-basierte OEF mit CCTV weniger verrauscht und gleichmäßiger als mit CAT. Bei subakuten Schlaganfallpatienten zeigte die OEF mit CCTV im Vergleich zu CAT oder CATV ein höheres Kontrast-Rausch-Verhältnis zwischen DWI-definierten Läsionen und der nicht betroffenen kontralateralen Seite: 1,9 ± 1,3 versus 1,1 ± 0,7 (P = 0,01) versus 0,7 ± 0,5 (P < 0,001). Schlussfolgerung Die CCTV-Kartierung verbessert die Robustheit der auf QQ basierenden OEF gegenüber Rauschen signifikant.