Dynamische Kontrastmittel-Perfusions-Magnetresonanztomographie des Gehirns beim gesunden, mesocephalen Hund

Abstract

In der vorliegenden Studie wird die Perfusion im Gehirn von gesunden, mesocephalen Hunden anhand der dynamischen Kontrastmittel-Perfusions- Magnetresonanztomographie in Narkose evaluiert. Als Ziel wurde formuliert, die normale Verteilung der Perfusion in ausgewählten Gehirnarealen zu beschreiben. Zu diesen Arealen zählen der Lobus piriformis, der Thalamus, der Nucleus caudatus, das Centrum semiovale, die graue Substanz der Großhirnrinde sowie der Hippocampus. Verschiedene Perfusionsparameter wie unter anderem der regionale zerebrale Blutfluss (CBF), das regionale zerebrale Blutvolumen (CBV), die mittlere Durchlaufzeit (MTT) und die Ankunftszeit (T0) werden bestimmt. Über eine arterielle Inputfunktion (AIF) werden absolute Werte bestimmt. Insgesamt werden 11 Hunde untersucht. Aufgrund von Artefakten und technischen Defekten werden drei Hunde aus der Datenauswertung ausgeschlossen.In die statistische Auswertung gehen acht gesunde Beagle mit einem durchschnittlichen Alter von 29,88 ± 6,4 Monaten ein.Der Einfluss von technischen Faktoren sowie des Auswertungsprogrammes auf die erzielten Ergebnisse wird diskutiert. Die Perfusionsparameter stehen im engen Zusammenhang. Diese Zusammenhänge werden erörtert. Das Einzeichnen der interessierenden Regionen (ROIs) hat im vorliegenden Versuchsaufbau einen signifikanten Einfluss auf den CBF und die MTT, sowie über den Zusammenhang der Ankunftszeit T0 zu dem CBF auch auf die T0. Die AIF zeigt einen signifikanten Einfluss auf die MTT. Zwischen den unterschiedlichen Gehirnregionen zeigen sich hochsignifikante Unterschiede bezüglich des CBF und signifikante Unterschiede in der MTT, die Ergebnisse der T0 stimmen gut mit dem CBF überein. Der niedrigste Mittelwert der CBF liegt in dem Centrum semiovale vor (146,84 ml/100g/min), gefolgt vom Thalamus (230,4 ml/100g/min). Hippocampus, Nucleus caudatus und graue Substanz weisen einen ähnlichen CBF auf. Der höchste CBF wird im Lobus piriformis (278,54 ml/100g/min) gemessen. Die Unterschiede in den Regionen passen zu der Zugehörigkeit der Regionen zur grauen und weißen Substanz. Insgesamt sind die erzielten absoluten Werte höher als in humanmedizinischen Studien. Mögliche Erklärungen sind ein höherer zerebraler Blutfluss beim Hund im Vergleich zum Menschen, die Verwendung von Isofluran als Anästhetikum, technische Faktoren sowie das angewandte Auswertungsprogramm. Für keinen der untersuchten Parameter liegen Seitenunterschiede vor.Die mittels dynamischer Kontrastmittel-Perfusions-Magnetresonanztomographie erhobenen Ergebnisse liefern einen ersten Einblick über die normale Verteilung der Perfusion im Gehirn von gesunden Hunden. Abweichungen von den in dieser Studie ermittelten Werten, könnten auf pathologische Prozesse im Gehirn hinweisen. Auf dem Gebiert der Magnetresonanzperfusionsbildgebung gibt es auch in Zukunft in der Veterinärmedizin noch großen Forschungsbedarf.Vielversprechende Ergebnisse könnte die Untersuchung der Perfusion im Gehirn von unterschiedlichen Spezies, Rassen, Geschlechts- und Altersgruppen sowie bei verschiedenen zentralnervösen Erkrankungen, welche mit einer verminderten oder erhöhten Durchblutung im Gehirn einhergehen, liefern. In this study the perfusion in the brain of healthy, mesaticephalic dogs was evaluated by means of dynamic susceptibility contrast enhanced MRI. The purpose of this study was to describe the normal distribution of perfusion in selected brain areas. This areas included the piriforme lobe, the thalamus, the caudate nucleus, the semiovale centre, the grey matter and the hippocampus. Different perfusion parameters like the regional cerebral blood flow (CBF), the regional cerebral blood volume (CBV), the mean transit time (MTT) and the arrival time (T0) were evaluated. Absolute values were determined by the use of an arterial input function (AIF). A total of eleven healthy Beagles were examined under general anesthesia. Three dogs had to be excluded from the statistical analysis due to susceptibility artifacts and technical errors during image acquisition. The average age of the Beagles was 29,88 ± 6,4 months.The perfusion parameters are closely related. This relationship as well as the influence of technical factors and postprocessing software is discussed. The region of interest (ROI) selection runs have a significant influence on the CBF and the MTT. Indirectly there is also an influence on the T0 due to the strong correlation of the T0 and the CBF. The MTT depends significantly on the choice of AIF. There are highly significant differences between the CBF and significant differences between the MTT of the selected areas. The results of the T0 agree well with the relationship between the T0 and the CBF. The semiovale centre shows the lowest mean CBF (146,8 ml/100g/min), followed by the thalamus (230 ml/100g/min). Hippocampus, caudate nucleus and grey matter have a similar, intermediate CBF. The highest mean CBF is measured in the piriforme lobe (278,5 ml/100g/min). These results agree with the affiliation of the selected areas to white and grey matter. Generally the measured absolute valuesare higher than data reported in human medicine. A possible explanation for this difference is a higher blood flow in the brain of dogs compared to humans. Other reasons could be the use of isofluran for anesthesia, technical factors as well as the used postprocessing software.There are no significant differences between the evaluated perfusion parameters of the right and left cerebral hemisphere. The results of this study provide a first insight into the normal distribution of perfusion evaluated by means of dynamic susceptibility contrast enhanced MRI in the brain of healthy dogs. Discrepancies from the determined data in this study could be a sign of pathologic conditions in the brain.The research of perfusion MRI in veterinary medicine is still at its beginning. It could be promising to investigate brain perfusion in different species, breeds, groups of age as well as in different diseases of the central nervous system, which lead to an increased or reduced blood circulation in the brain.