外傷性脳損傷患者における安静時およびCO2誘発脳血管反応性の比較評価

科学分野:

• 神経画像; 神経学; 血管生物学

背景:

• 脳血管反応性（CVR）マッピングは、外傷性脳損傷（TBI）後の血管機能不全の評価に不可欠です。従来のCVR評価では二酸化炭素（CO2）の投与が必要であり、実用的な応用が制限されています。BOLDシーケンスから得られる安静時CVR（RS-CVR）は、非侵襲的でタスクフリーの代替法ですが、TBI集団におけるその妥当性を調査する必要があります。

研究 の 目的:

• TBI患者における脳血管障害の検出におけるRS-CVRの信頼性を評価すること。TBIコホートにおける確立されたCO2吸入CVR（CO2-CVR）法とのRS-CVRの比較。TBI生存者における病変ベースのCVRと臨床転帰との相関を調査すること。

主な方法:

• BOLD fMRIを使用して、23人の慢性の重度から中等度のTBI患者および13人の健常対照者（HC）からCO2-CVRデータとRS-CVRデータの両方を取得しました。RS-CVRマップは、さまざまな周波数帯にわたるボクセルごとの一般線形モデル（GLM）を使用して生成されました。CVRの違いと臨床転帰との関係を評価するために、空間相関、zスコア分析、および病変ベースの比較が実行されました。

主要な成果:

• 最適な周波数帯全体で、HCおよびTBIグループの両方において、RS-CVRとCO2-CVRの間で高い空間相関（r≈0.51-0.52）が観察されました。両手法とも、TBIコホート内の病変部および正常に見える脳組織におけるCVRの低下を特定しました。RS-CVRとCO2-CVRの両方からの病変ベースのCVR値は、ICU滞在期間と正の相関があり、脳震盪後症状スコアと負の相関がありました。

結論:

• RS-CVRは、グローバルおよび病変特異的分析の両方においてCO2-CVRを密接に反映しており、TBIにおけるその有用性を検証しています。このタスクフリーでスケーラブルなRS-CVR法は、TBIにおける脳血管の健康状態を特徴付けるための貴重な非侵襲的ツールを提供します。RS-CVR評価は、TBIの予後を改善し、神経リハビリテーション戦略を導く可能性を秘めています。