Métricas de perfusão cerebral calculadas diretamente a partir de uma mudança brusca induzida por hipoxia na deoxiemoglobina

As métricas de perfusão cerebral em repouso podem ser calculadas a partir do sinal ΔR2* da ressonância magnética durante a primeira passagem de um bolus intravascular de um agente de contraste à base de gadolínio (GBCA), ou mais recentemente, uma mudança transitória induzida por hipoxia na concentração de deoxiemoglobina (dOHb). A análise convencional segue um processo proxy que inclui a deconvolução de uma função de entrada arterial (AIF) em um modelo cinético de traçador. Hipotetizamos que a redução brusca na susceptibilidade magnética que acompanha uma diminuição brusca na dOHb que ocorre quando uma única respiração de oxigênio termina um breve episódio de hipoxia pulmonar permite o cálculo direto de métricas de perfusão relativas. O curso temporal da resposta do sinal ΔR2* possibilita tanto a discriminação dos tempos de chegada do sangue quanto o curso temporal do preenchimento de voxels. Calculamos as métricas de perfusão implicadas por essa mudança de sinal em sete voluntários saudáveis e as comparamos com aquelas de análises convencionais de GBCA e dOHb usando sua AIF e teoria de diluição de indicadores. Mapas voxel-wise de fluxo sanguíneo cerebral relativo e volume sanguíneo cerebral relativo apresentaram alta congruência espacial e de magnitude para todas as três análises (r > 0,9) e eram semelhantes em aparência aos mapas publicados. Os tempos de trânsito médios (DP) (s) na substância cinzenta e branca, respectivamente, para a resposta brusca (7,4 (1,1), 8,05 (1,71)) foram maiores do que os para GBCA (2,6 (0,45), 3,54 (0,83)), atribuíveis à natureza de seus respectivos modelos de cálculo. Em conclusão, acreditamos que esses cálculos de métricas de perfusão derivados diretamente de ΔR2* têm mérito superior aos cálculos via AIF, por serem calculados a partir de um sinal direto em vez de um modelo proxy que abrange erros inerentes à designação de uma AIF e à realização de cálculos de deconvolução.