Optimizing Arterial Spin Labeling MRI for the diagnosis and monitoring of brain diseases

Abstract

Perfusion imaging is a medical diagnostic method that indicates the passage of blood through organs and tissues; this method is currently gaining more and more applications in clinical diagnostics and research. Perfusion imaging can detect decreased blood supply (ischemia), restricted blood flow due to the changes in the blood vessels, physiological changes and abnormalities; it is also closely correlated with the metabolism in the tissue and electrical activity in brain. Perfusion is the important parameter in research and diagnostics of age-related changes in the brain, neurodegenerative diseases, neurovascular diseases, multiple sclerosis, brain tumors, traumatic brain injury, psychiatric disorders, etc. The goal of the thesis is to analyze the clinical applicability and relevance of currently available perfusion MRI techniques in various clinical conditions. In the course of this work, a special emphasis will be put on Arterial spin labelling MRI (ASL MRI), as on the perfusion imaging technique that does not require the administration of any exogenous contrasting agent, thus being safer and easier in the implementation. Nevertheless, it is still not common in routine clinical practice, thus the other goal of the project is to prepare a framework for the implementation and introduction of the...

Perfuzní zobrazování je medicínská diagnostická metoda, která detekuje průchod krve orgány a tkáněmi; v současné době tato metoda získává stále více využití v klinické diagnostice a výzkumu. Perfuzní zobrazování může odhalit problémy s nedokrevností (ischemie), omezeným průtokem krve v důsledku změn v cévách, fyziologické změny průtoku i abnormality; také úzce souvisí s metabolismem tkání a elektrickou aktivitou v mozku. Perfuze je důležitým parametrem ve výzkumu a diagnostice změn v mozku souvisejících s věkem, u neurodegenerativních onemocnění, neurovaskulárních onemocnění, roztroušené sklerózy, mozkových nádorů, traumatických změn mozku, duševních onemocnění, atd. Cílem disertační práce je provést revizi klinické využitelnosti a výtěžnosti aktuálně dostupných metod perfuzního MR zobrazování při různých klinických stavech. Během práce na daném projektu bude věnován důraz metodě arteriálního spinového labelingu MRI (Arterial spin labeling - ASL MRI) - technice perfuzního zobrazování, která nevyžaduje administraci exogenního kontrastního média a proto je bezpečnější a snazší na praktické provedení. V klinické praxi však není rutině nasazena, a proto dalším cílem připravit rámec pro implementaci a zavedení metody do klinické praxe. ASL bude srovnáno s jinou metodou perfuzního zobrazování DSC MRI...