Quantitative Measurement of Oxygen Extraction Fraction by MRI in Patients with Cerebrovascular Disease: Pre- and Post-Surgery

Serebrovasküler Hastalıklı Hastalarda Oksijen Ekstraksiyon Fraksiyonunun MRG ile Kantitatif Ölçümü: Cerrahi Öncesi ve Sonrası

Özet

AMAÇ: Şiddetli serebrovasküler stenoz veya oklüzif hastalığı olan hastalarda oksijen ekstraksiyon fraksiyonu (OEF) - manyetik rezonans görüntüleme (MRG) ile preoperatif ve postoperatif revaskülarizasyon tedavisiyle serebral hemodinamik durumunu değerlendirmeyi amaçladık. YÖNTEM ve GEREÇLER: Çalışmaya şiddetli serebrovasküler hastalıklı 9 semptomatik hasta ve yaş bakımından eşleşmiş 9 normal gönüllü katıldı. Serebral kan akışı (CBF) ve OEF tüm deneklerde fonksiyonel MRG ile belirlendi. Hastalarda preoperatif olarak OEF seviyesi normal aralığın üzerine yükselmiş beyin bölgeleri belirlendi. Bu bölgelerde preoperatif ve postoperatif OEF karşılaştırıldı. BulGulAr: Vasküler cerrahiden önce 16 ilgilenilen bölgede (ROI) artmış OEF vardı ve relatif CBF (rCBF) değerleri 0,2 ile 1,0 arasında değişmekteydi. OEF postoperatif olarak 15 ROIde normal aralığa indi ve bu durum bu bölgelerde hemodinamik iyileşmeye işaret etmekteydi. Düşük OEF grubundaki (preoperatif değer 0,350 ile 0,365 arasında) OEF değerinde yüksek OEF grubuna göre (preoperatif OEF değeri 0,365 ile 0,400 arasında) önemli ölçüde bir azalma vardı (p = 0,001). SONUÇ: Şiddetli iskemik serebrovasküler hastalığı olan hastalarda OEF artmıştı ve başarılı revaskülarizasyon sonrasında azaldı. OEF-MRG, hemodinamik durumu değerlendirmek ve revaskülarizasyon için uygun adayları seçmek açısından kantitatif bilgiler sağlayabilir.

Abstract

AIM: We aimed to evaluate cerebral hemodynamic status of preoperative and postoperative revascularization treatment by oxygen extraction fraction (OEF)-magnetic resonance imaging (MRI) in patients with severe cerebrovascular stenosis or occlusive disease. MATERIAL and METHODS: This study enrolled 9 symptomatic patients with severe cerebrovascular disease and 9 age-matched normal volunteers. Cerebral blood flow (CBF) and OEF were determined in all subjects by functional MRI. Brain regions with elevated OEF above normal range were defined in the patients preoperatively. The values of pre- and postoperative OEF in these regions were compared. RESULTS: A total of 16 regions of interest (ROIs) had elevated OEF before the vascular surgery, with relative CBF (rCBF) values ranging from 0.2 to 1.0. OEF decreased to normal range in 15 ROIs postoperatively, which indicated hemodynamic improvement in these regions. The OEF value of the high-OEF group (preoperative OEF value ranged from 0.365 to 0.400) had a significant decrease compared with those of the low-OEF group (preoperative OEF value ranged from 0.350 to 0.365), which showed an a statistical difference (p = 0.001). CONCLUSION: OEF was elevated in patients with severe ischemic cerebrovascular disease, and decreased after successful revascularization. OEF- MRI can provide quantitative information for evaluating the hemodynamic status and selecting the candidates suitable for revascularization.