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Sezione II
Ruolo della vascolarizzazione per il segnale BOLD:
studi con tecniche venografiche e la fMRI
Valentina Brainovich
Introduzione
L’attività di ricerca svolta nell’anno 2006 presso la Fondazione Santa Lucia
rientra nel vasto progetto di caratterizzazione del segnale BOLD (Blood Oxygen
Level Dependent) (Ogawa S. et al., 1993, Byophys J 64: 803-812) correntemente
impiegato in larga scala negli studi funzionali cerebrali mediante la risonanza
magnetica. Il segnale BOLD coinvolge un complesso insieme di fattori che coesistono
con l’attivazione neuronale: cambiamenti nel volume regionale cerebrale,
nel flusso sanguigno e nella quantità di ossigeno contenuta nel sangue.
La problematica fondamentale è la bassa specificità spaziale del segnale
BOLD: il volume di tessuto cerebrale nel quale avviene la risposta emodinamica
è maggiore del volume di tessuto nel quale avviene l’effettiva attività neurale. In
relazione a tale problema, l’attività di ricerca svolta si è concentrata nella ottimizzazione
della venografia, una tecnica di acquisizione tridimensionale di
immagini di risonanza magnetica, combinata con un particolare procedimento
di elaborazione delle immagini di fase del segnale e indirizzata alla finalità di
produrre immagini della porzione venosa dell’albero vascolare (Reichenbach et
al., 2003, J Comput Assist Tomo 24(6): 949-957).
L’attuale attività di ricerca, facente parte del più ampio progetto volto alla
determinazione di una metodologia che permetta di superare i limiti delle
convenzionali immagini BOLD a singolo eco, prevede l’utilizzo della venografia
per discriminare il contributo aspecifico dei vasi drenanti nelle immagini
fMRI (functional Magnetic Resonance Imaging).
Negli esperimenti fMRI si è scelto di acquisire il segnale con sequenze
multi-eco. Da tali immagini è possibile calcolare le mappe in T2*, mappe che,
a differenza delle convenzionali immagini a singolo eco, non risentono della
dipendenza dal tempo d’eco utilizzato e che potrebbero rivelarsi più specifiche
ai fini della rivelazione dell’attivazione funzionale (Hagberg et al., 2003,
Magn Res Med 21: 1241-1249).
Materiali e metodi
La realizzazione di un metodo venografico ottimizzato è stata raggiunta
mediante l’analisi dei dati acquisiti su 6 soggetti (età media 23 anni) con una
sequenza Gradient Echo 3D ad alta risoluzione (0.5x0.5x0.5 mm 3 ). La scelta
di tale sequenza e dei suoi parametri è motivata dalla necessità di incrementare
la differenza di intensità di segnale tra il sangue venoso e i tessuti circostanti:
semplicemente sfruttando le caratteristiche intrinseche della generazione
del segnale stesso (BOLD) è possibile vedere tali vasi senza l’impiego di
agenti di contrasto esogeni.
Immagini venografiche sono state create mediante proiezioni di minima
212 2006