Modulation of BOLD and Arterial Spin Labeling (ASL-CBF) Response in Patients with Transient Visual Impairment after Posterior Circulation Stroke*
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Abstract
Background and Purpose:
Blood oxygenation level-dependent (BOLD) signal and arterial spin labeling cerebral blood flow (ASL-CBF) changes, as detected by functional magnetic resonance imaging (fMRI) are closely related to neural activity. The aim of this case series study was to investigate modulations of the BOLD and ASL-CBF response in the primary visual cortex after posterior circulation stroke with transient visual impairment.
Methods:
BOLD activity, resting CBF and task-related ASL-CBF response have been investigated 24鈥?8 h after onset of transient visual symptoms in two patients who were treated conservatively, two patients who received thrombolysis after posterior circulation stroke, and five healthy controls with checkerboard stimulation and visual evoked potentials (VEPs).
Results:
After normalization of transient visual symptoms the BOLD response and VEPs showed no hemispheric differences between patients and controls. The relative blood flow in the posterior cerebral arteries and the relative ASL-CBF response to checkerboard stimulation were reduced in three patients, compared to controls. In one patient who received intraarterial thrombolytic therapy, improvement of the relative CBF and ASL-CBF responses was observed, indicating early reperfusion.
Conclusion:
In this case series of four patients, different CBF responses to conservative and thrombolytic therapy were observed, and early reperfusion after intraarterial thrombolysis was detected. Functional imaging, which makes use of the ASL-CBF technique, is feasible to measure early poststroke vascular changes, which are hardly detectable with BOLD-fMRI.
Zusammenfassung
Hintergrund und Ziel:
Lokale Ver盲nderungen der Hirnaktivit盲t sowie Ver盲nderungen des BOLD-(鈥瀊lood oxygenation level dependent鈥?)Signals und des zerebralen Blutflusses stehen 眉ber die neurovaskul盲re Kopplung in enger Relation. Ziel dieser Fallstudie war es, Einfl眉sse auf das BOLD-Signal und den zerebralen Blutfluss mittels der ASL-CBF (鈥瀉rterial spin labeling cerebral blood flow鈥?)Technik bei Schlaganfallpatienten mit Durchblutungsst枚rungen im hinteren Stromgebiet zu untersuchen.
Methodik:
Die BOLD-Aktivit盲t, der Ruheblutfluss und der Anstieg des zerebralen Blutflusses wurden innerhalb von 24鈥?8 h bei zwei Schlaganfallpatienten, die konservativ behandelt wurden, und bei zwei Patienten, die eine intraven枚se bzw. intraarterielle Thrombolyse erhielten, gemessen. Alle Patienten wiesen klinisch eine initiale Visusst枚rung auf, die sich im Verlauf wieder zur眉ckbildete. Diese vier Patienten und f眉nf gesunde Kontrollpersonen wurden mittels beider o.g. fMRT-Methoden mit einem visuellen Stimulationsparadigma und visuell evozierten Potentialen (VEP) untersucht.
Ergebnisse:
Nach spontaner Remission der Visusst枚rung wurde mittels BOLD-fMRI und VEP kein Unterschied zwischen den Patienten und den Kontrollen gemessen. Ruheblutfluss und prozentualer Anstieg des zerebralen Blutflusses in der ASL-Messung waren im Vergleich zu einem gesunden Kontrollkollektiv bei den konservativ und mittels i.v. Thrombolyse behandelten Patienten erniedrigt. Ein Patient, der mittels intraarterieller Thrombolyse behandelt wurde, zeigte eine Erh枚hung des relativen Blutflusses im Sinne einer fr眉hen Reperfusion.
Schlussfolgerung:
In dieser Fallserie von vier Patienten konnten mittels der ASL-CBF-Technik unterschiedliche Einfl眉sse auf den zerebralen Ruheblutfluss, jeweils in Abh盲ngigkeit von der zugrunde liegenden Therapie, gemessen werden. Die funktionelle Aktivierungsmessung mittels ASL-CBF erlaubt dabei, Ver盲nderungen zu detektieren, die mittels der BOLDTechnik nicht oder nur unzureichend erfasst werden k枚nnen.
