Hodnocení cerebrovaskulární reaktivity (CVR) a neurovaskulárního couplingu (NVC) pomocí MRI

Abstract

Cerebrovaskulární reaktivita (CVR) a neurovaskulární coupling (NVC) představují klíčové mechanismy regulace mozkové perfuze a zajištění adekvátního přísunu kyslíku a živin do mozkové tkáně. Poruchy těchto procesů jsou spojovány s rozvojem cévních i neurodegenerativních onemocnění. Magnetická rezonance (MRI) umožňuje jejich neinvazivní hodnocení prostřednictvím perfuzních a funkčních zobrazovacích metod. Cílem této bakalářské práce je zhodnotit možnosti měření cerebrovaskulární reaktivity a neurovaskulárního couplingu pomocí MRI a aplikovat vybrané metody na experimentálním souboru. Teoretická část práce shrnuje fyziologické principy mozkové perfuze a popisuje základní zobrazovací techniky, zejména dynamický susceptibilitní kontrast (DSC MRI), arteriální spinové značení (ASL) a funkční MRI založenou na BOLD kontrastu. V praktické části bude provedeno měření a analýza dat zaměřená na hodnocení CVR a NVC, včetně zpracování signálu a tvorby perfuzních map. Výsledky budou následně diskutovány v kontextu současných poznatků a klinického významu těchto metod. Práce přináší komplexní pohled na možnosti MRI hodnocení cerebrovaskulární funkce a jejich využití ve výzkumu i klinické praxi.

Cerebrovascular reactivity (CVR) and neurovascular coupling (NVC) are key mechanisms regulating cerebral perfusion and ensuring adequate delivery of oxygen and nutrients to brain tissue. Impairment of these processes is associated with the development of vascular and neurodegenerative diseases. Magnetic resonance imaging (MRI) enables their non-invasive assessment using perfusion and functional imaging techniques. The aim of this bachelor's thesis is to evaluate the possibilities of measuring cerebrovascular reactivity and neurovascular coupling using MRI and to apply selected methods to an experimental dataset. The theoretical part summarizes the physiological principles of cerebral perfusion and describes the main imaging techniques, particularly dynamic susceptibility contrast MRI (DSC MRI), arterial spin labeling (ASL), and BOLD- based functional MRI. The practical part will focus on data acquisition and analysis aimed at evaluating CVR and NVC, including signal processing and generation of perfusion maps. The results will be discussed in the context of current knowledge and clinical relevance. This thesis provides a comprehensive overview of MRI-based assessment of cerebrovascular function and its applications in both research and clinical practice.