利用動態感應磁振影像量測腦部順應性於大腦靜脈高壓之變化:人與大鼠之轉譯研究

研究計畫: A - 政府部門b - 科技部

專案詳細資料

說明

腦部順應性(brain compliance)在早期即被用來描述腦內平衡(brain homeostasis)的狀態。依據蒙洛-凱利假說(Monro-Kellie doctrine),腦內平衡受到顱內壓力(intracranial pressure)和容積(volume)之間關係的影響。顱內的組成包含血液、腦脊髓液與腦實質組織,此三者以有限的容積改變來維持正常的顱內壓力範圍。然而,一旦此三者間容積改變或互補失調,顱內高壓伴隨而生,並降低腦部順應性。因此,如能準確量測腦部順應性,將可提供有關顱內體積調控之儲備容積的整體資訊,以及評估未來發展成顱內高壓的風險。 目前,在臨床上量測腦部順應性與顱內壓,主以侵入式方法,例如:Spiegelberg顱內壓監測器應用於加護病房監測,或評估腦損傷、腦血管疾病患者之腦部順應性變化。非侵入式且準確的腦部順應性量測方法,將能提供臨床醫師與病患極大之效益。動態感應磁振造影(motion-sensitive magnetic resonance imaging,MRI)提供非侵入式監測的技術,能在一個心律週期中,分別量測動脈灌流容積(volume arterial inflow)、靜脈血排流容積(venous blood outflow)與腦脊髓液流動情形。我們假設腦內的腦脊髓液與靜脈血流,是維持腦實質組織與足夠腦血灌注壓的兩個關鍵調變成分。當病變發生時,如大腦靜脈高壓(cerebral venous hypertension),腦部順應性可能會因此降低,反映出腦內平衡狀態的改變。大腦靜脈高壓會造成顱內壓上升,因此使得腦血流灌注壓下降(cerebral perfusion pressure),進而導致缺血性腦損傷(ischemic brain injury)和細胞毒性水腫(cytotoxic edema),最終使得血管壁組織破損造成出血。 本計畫原訂執行三年,惟因計畫僅獲准執行一年與有限經費(預定年度經費六成、總經費三成),較難如原訂期程,採購相關儀器設備與安排人力,以進行大腦靜脈高壓的疾病模型(需耗時半年至一年)研究。但我們仍在有限時間與預算下,分別使用小動物7T以及臨床3T磁振造影掃描儀,獲取健康大鼠與健康人的動態感應影像,並以流速假體(flow phantom)進行流速定量的驗證。藉以建立大鼠腦與人腦動脈灌流容積、靜脈血排流容積與腦脊髓液流動的定量分析平台,以評估三者在一次心律週期內的動態關聯性,來探討背後的生理機轉。本計畫亦提出改良之演算模型,來增進磁振造影估算腦部順應性之準確性與穩定性。並加入T2水抑制造影(T2 FLAIR imaging)觀察腦部水腫、擴散權重影像(diffusion weighted imaging)觀察水分子於細胞間質流動情況、磁化率權重影像(susceptibility weighted imaging)觀察小靜脈擴張情況以及使用定量磁化率造影(quantitative susceptibility mapping)所計算之氧提取分率(oxygen extraction fraction,OEF)圖形,可用於評估腦部缺氧損傷。這些技術平台將能提升相關臨床應用之價值。未來將能應用在腦部疾病研究,並促進相關轉譯醫學之進行。 以此計畫研究成果為基礎,主持人也將於近年內,將此腦部動態流體分析平台(包含水循環與血循環),應用於腦部類淋巴系統(glymphatic system)的研究,探討於疾病模式下,bulk water由動脈系統穿過腦血屏障,經由AQP4通道運輸到細胞間質的流動,最終回流至靜脈系統再進入腦室,加入腦脊髓液之循環,或者進入最新被發現的腦膜下淋巴系統(meningeal lymphatic system)之相關研究。
狀態已完成
有效的開始/結束日期8/1/157/31/16

Keywords

  • 腦部順應性
  • 顱內壓
  • 動態感應磁振造影
  • 血流造影
  • 大腦靜脈高壓