In vivo insights of small vessel changes with age using USPIO-enhanced MRI
使用 USPIO 增强 MRI 观察小血管随年龄变化的体内变化
基本信息
- 批准号:10213150
- 负责人:
- 金额:$ 74.93万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:
- 财政年份:2018
- 资助国家:美国
- 起止时间:2018-09-15 至 2023-06-30
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:3-DimensionalAdultAffectAgeAgingAnatomyAnimalsArchitectureAreaArteriesArteriogramAtlasesAutopsyBasal GangliaBloodBlood CirculationBlood VesselsBlood capillariesBrainBrain imagingCaliberCerebrumClinicalContrast MediaDataDementiaDetectionDiagnosticDiseaseDoseEcho-Planar ImagingErythrocytesEventExtravasationFemaleGenderGlucoseGoalsHealthHumanImageImaging DeviceImpaired cognitionIronLife Cycle StagesLongevityMagnetic Resonance ImagingMapsMeasuresMedicalMetabolicMethodsMorphologyNeurodegenerative DisordersOxygenPathologicPathologyPhysicsPhysiological ProcessesPlayPredispositionProtocols documentationResolutionRisk FactorsScanningSiteSourceSpeedStenosisStructureSystemTechniquesTimeTissuesVeinsVenousVenous systemVisualage relatedagedaging brainarteriolebasecerebral arterycohortdensityexperimental studyferumoxtranferumoxytolfollow-upfrontal lobehealthy volunteerhuman subjectimage processingimage reconstructionimprovedin vivoinnovative technologiesinsightinterestmacrovascular diseasemalenervous system disorderneuropathologyneurovascularnormal agingnovelsimulationultra high resolutionvenulevolunteerwhite matter
项目摘要
Project Summary / Abstract: The microvascular arterial system plays a key role in delivering oxygen and
glucose to fulfill the high metabolic demand of the brain. Recently, microvascular abnormalities have been
increasingly identified as the source or basis of many neurologic disorders including age-related dementia.
Today, the mechanisms of both structural and functional changes due to aging are still largely unclear, and
there is an urgent need for in vivo characterization as to how small vessel ages over the life course in both
male and female adults. Although MRI is able to image the structural aspects of the brain with a resolution of
1mm today, it has not yet been used to study microvascular details in humans in vivo at the in-plane resolution
of 100μm or less. We have developed a means by which to modify the susceptibility of the arteries using an
ultra-small-superparamagnetic-iron-oxide (USPIO) to make it possible to image both small arteries and veins
with susceptibility weighted imaging (SWI) and quantitative susceptibility mapping (QSM) to see micro vessels
less than 100μm. Our interest in this proposal is to bring together experts in a variety of medical and scientific
areas such as MR physics, image processing and reconstruction to develop a new technique which we refer to
ultra-high resolution USPIO-enhanced MR arteriogram and venogram (USPIO+-MRAV). We will take
advantage of the blooming effect from the USPIO and the shift in susceptibility to create new means to image
both arterioles and venules at the 50μm to 100μm level on both 3T and 7T MRI scanners. We expect to have a
clinically viable method to create a “microvascular print” of the brain's angio-architecture based on 3D vascular
tracking to assess micro-vessel topology and distribution that are not available on conventional imaging. We
will develop quantitative measures of vascular density and capillary density to evaluate age-related changes in
a cohort of healthy volunteers aged from 18 to 85 years. If successful, this innovative technology is expected to
provide fundamental insights on how age-related microvascular alteration is detected and interpreted with in
vivo brain imaging.
项目摘要/摘要:微血管动脉系统在输送氧气和
葡萄糖来满足大脑的高代谢需求最近,微血管异常已经出现。
越来越多地被认为是许多神经系统疾病(包括与年龄相关的痴呆症)的根源或基础。
如今,衰老引起的结构和功能变化的机制仍不清楚,并且
迫切需要对小血管在生命过程中如何老化进行体内表征
尽管 MRI 能够以分辨率对男性和女性的大脑结构进行成像。
目前为 1mm,尚未用于以面内分辨率研究人体体内的微血管细节
100μm 或更小,我们开发了一种方法,通过使用改变动脉的敏感性。
超小超顺磁性氧化铁 (USPIO) 使小动脉和静脉成像成为可能
通过磁化率加权成像 (SWI) 和定量磁化率测绘 (QSM) 来查看微血管
小于 100μm 我们对这项提案的兴趣是汇集各种医学和科学领域的专家。
MR物理、图像处理和重建等领域开发了我们所指的新技术
我们将进行超高分辨率 USPIO 增强 MR 动脉造影和静脉造影 (USPIO+-MRAV)。
利用 USPIO 的开花效应和敏感性的转变来创造新的成像方法
我们期望在 3T 和 7T MRI 扫描仪上显示 50μm 至 100μm 水平的小动脉和小静脉。
临床上可行的方法,基于 3D 血管创建大脑血管结构的“微血管打印”
跟踪以评估传统成像无法实现的微血管拓扑和分布。
将开发血管密度和毛细血管密度的定量测量方法,以评估与年龄相关的变化
如果成功,这项创新技术预计将在一群 18 岁至 85 岁的健康志愿者中进行。
提供关于如何检测和解释与年龄相关的微血管改变的基本见解
体内脑成像。
项目成果
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