Zerebrovaskuläres Reaktivitätsmapping bei dem gleichen Patienten wie unter Durchblutung/Perfusion (Neurofibromatose Typ 1, Intimahyperplasie und konsekutive höchstgradige terminale ACI- und Mediastenose links). Wird zeitlich nur eine erklärende Variable (EV) in Form der Blöcke mit angehaltener Atmung (zur Auslösung der Hypercapnie), konvolviert mit einer Gaußschen Antwortfunktion, modelliert, scheint die zerebrovaskuläres Reaktivität der linken Hirnhälfte im Versorgungsgebiet der linken Media durch die Stenose aufgehoben (linkes oberes Bilddrittel). Werden jedoch zwei EVs modelliert, die zweite verschoben um die unabhängig in einer zweiten kontrastmittelverstärkten Perfusionsmessung bestimmte Durchblutungsverzögerung (rechte obere und untere Bildhälfte; siehe auch Durchblutung/Perfusion), zeigt sich die zerebrovaskuläres Reaktivität erhalten (linkes mittleres Bilddrittel). Die modellfreie, datengetriebene Auswertung mit Independent Component Analyse (ICA) bestätigt dieses Ergebnis (linkes unteres Bilddrittel). Die Time-to-Peak (TTP) Verzögerung der beiden gefundenen Komponenten (rechte Media, beide Posterior- und Anteriorstromgebiete vs. linke Media) entspricht dabei genau der TTP- (korrekterweise Time-to-Dip) Verzögerung der Perfusion (um 9 Volumina x 1.17 s TR = 10.53 s; rechte untere Bildhäfte). Die Mediastenose wird also offenbar hinreichend kollateralisiert und die zerebrovaskuläre Reaktivität ist in Frequenz und Amplitude erhalten. Wir sahen daher zu diesem Zeitpunkt bei dem asymptomatischen Patienten keine Indikation für eine extra-intrakranielle Bypass-Operation.

Zerebrovaskuläres Reaktivitätsmapping stützt sich meist auf kurzzeitig minimal höhere CO2-Konzentrationen im Blut (Hypercapnie), die durch wiederholtes, z.B. endexpiratorisches Atemanhalten für 5 bis 30 Sekunden (je nach Vermögen des Patienten) nach freiem Atmen hervorgerufen werden. Dies führt, wenn die zerebrovaskuläre Reservekapazität nicht durch z.B. eine vorgeschaltete Gefäßverengung (Stenose) bereits aufgebraucht ist, zu einer Gefäßerweiterung (Vasodilatation) und einer Erhöhung des Blutflusses im hirnversorgenden Kapillarbett, womit mehr sauerstoffgesättigtes Blut (Oxyhämoglobin) bereitgestellt wird. Dieser Effekt kann durch uns mit funktioneller MRT gemessen werden. Voraussetzung dafür – aber auch für andere Untersuchungen, bei denen der Patient seinen Atem z.B. zur Vermeidung von Atemartefakten anhalten muß – ist, daß der Patient die Atemkommandos befolgen kann. Um dies genau zu dokumentieren, sind wir in der Lage, die Atmung des Patienten in Bezug zu den Atemkommandos mit einer Abtastrate von 400 Hz aufzuzeichnen und, wie hier, synchron mit der Repetitionszeit der MRT-Sequenz wiederzugeben.

Zerebrovaskuläres Reaktivitätsmapping bei einem Patienten mit höhergradiger Einengung der rechten inneren Halsschlagader. Die symmetrische zerebrovaskuläre Reaktivität spricht gegen eine hämodynamische Relevanz der Stenose.

Zerebrovaskuläres Reaktivitätsmapping bei einer im linken unteren Scheitellappen nahe wichtiger Sprachareale gelegenen Läsion. Diese zeigt verglichen mit dem gesundem Hirngewebe eine reduzierte BOLD- (Blutsauerstoff-abhängige) Reaktivität und läßt daher auch beim Sprachmapping geringere fMRT-Antworten erwarten (obere Bildhälfte). Die Atembewegungen wurden aufgezeichnet (blau) und belegen das Befolgen der Atemkommandos (rot). Beim freien Atmen erhöhen sich dementsprechend die Kopfbewegungen (grün; untere Bildhälfte).