Benyó Zoltán, Sándor Péter

Az agyi vérkeringés élettani alapjai: önszabályzó mechanizmusok

27. Mágneses magrezonancia vizsgálatok(magnetic resonance imaging, „MRI”, fMRI). A „bold”-jel jelentősége

A mágneses magrezonancia vizsgálatok (MRI) forradalmi változást jelentettek a képalkotó diagnosztikában. A korábbi eljárások szinte mindegyike ionizáló sugárzás segítségével jutott el a későbbi képi rekonstrukcióhoz, ezzel szemben az MRI az atommag mágneses rezonancia tulajdonságainak detektálásán alapul (Bari F, 2014).

Az MRI lényegében a vér oxigenációs változásainak vizsgálatára alkalmas, magnetikus jelet detektáló neminvazív módszer, melynek segítségével az oxihemoglobin- és a deoxihemoglobin-koncentrációk (eltérő mágneses tulajdonságaik révén) egymástól függetlenül detektálhatók. Alapvető felismerés, hogy a hemoglobin hatást gyakorol a mágneses térre, a hemoglobin mágneses térre gyakorolt hatását viszont befolyásolja az általa szállított oxigén mennyisége. A teljesen oxigenált arteriás vér és a kevesebb oxigént tartalmazó venás vér mágnesezhetősége mintegy 20%-kal különbözik. Ezért az oxigéndús és az oxigénszegény vér mágneses térre gyakorolt hatásai is egymástól eltérőek: az oxihemoglobin diamagnetikus, a deoxihemoglobin ezzel szemben paramagnetikus tulajdonságokkal rendelkezik, és a mágneses teret – mennyiségükkel arányosan – lokálisan torzítják.

Az MRI erős mágneses tér létrehozásával lehetővé teszi, hogy ebben a térben egy, a vér oxigenáltsági szintjét jelző paramagnetikus jelet, az ún. „BOLD” (blood oxygen level dependent) jelet lehessen detektálni. Ennek a jelnek a nagyságát három tényező befolyásolja: (1) az agyi véráramlás (CBF), (2) az agyi vértartalom (CBV) és (3) az agyi oxigénfogyasztás (CMRO2). A BOLD jel nagyságát az agyi vértérfogat növekedése és az agyi véráramlás fokozódása növeli, az agyi oxigénfogyasztás fokozódása csökkenti. Áramlásnövekedés és hyperaemia során a vizsgált agyi szövettérfogatban (voxelben) vértérfogat-növekedés következik be. Ez egyúttal a lokális hemoglobinkoncentrációk megváltozásával jár: nő a (diamagnetikus) oxihemoglobin-tartalom és kevesebb lesz a (paramagnetikus) deoxihemoglobin-tartalom, ennek eredménye pedig az MRI-vel detektálható magasabb BOLD jel.

Az fMRI (functional magnetic resonance imaging) elméleti alapját az képezi, hogy az egyes agyi regiók neuronjainak fokozott aktivitását az ingerhez viszonyítva időben késleltetve jelentkező lokális véráramlás-fokozódás követi. Az egészséges agyban a lokális neuronalis anyagcsere intenzitása ilyenkor fokozódik, de ez – a várttal ellentétben – nem csökkenti a capillaris vérben lévő oxigén mennyiségét (tehát nem nő a dezoxihemoglobin-koncentráció), hanem lokálisan igen nagy mértékű „luxus perfúziót” eredményez, azaz mind az O2, mind a glukóz nagyobb mennyiségben kerül az aktív területre, mint amekkora annak metabolikus többlet igénye (Bari F, 2014). Az fMRI (a lokális hemoglobin–deoxihemoglobin koncentrációk méréséhez hasonlóan) alkalmas az agyszövet lokális glukóz–deoxiglukóz koncentrációinak meghatározására is. Az agyi deoxiglukóz koncentráció változása az agyi véráramlás, vértérfogat és agyszöveti glukózfelhasználás komplex interakciójának eredménye. Ezért az egyes agyi regiók lokális szöveti glukóz-anyagcseréjében bekövetkező változások követése lehetőséget ad annak meghatározására, hogy hogyan hatnak egyes külső ingerek (szenzoros, vizuális, akusztikus vagy mentális ingerek) a regio lokális sejtanyagcseréjére, azaz: a regio funkcionális aktivitására. Az fMRI kép térbeli felbontása jó: humán vizsgálatokban 2–4 mm vastagságú voxelekben (ez térfogat egység) lehet vele meghatározni a különböző stimulusokra bekövetkező oxihemoglobin–deoxihemoglobin változásokat. Ez a voxelvastagság viszont azt is jelenti, hogy a kapott képekben döntően a nagyobb átmérőjű erekben (arteriákban, vénákban) bekövetkező változások képe dominál. Erősebb mágneses mezővel rendelkező MRI-készülékek használata esetén viszont (4 Tesla vagy nagyobb erősség felett) már a jóval vékonyabb, milliméteres vagy annál kisebb vastagságú voxelekben lezajló változások képe is kirajzolódik, ami azt jeleti, hogy ilyen készülékekkel már a kis erekben (arteriolák, capillarisok, venulák) lezajló, valódi szöveti véráramlás/vértartalom meghatározására is lehetőség nyílik.

Az ASL fMRI (arterial spin labeling fMRI): az arteriás vér víztartalmától függő véráramlás-mérési eljárás. Míg a BOLD fMRI elsősorban dinamikus változások detektálására alkalmas, az ASLfMRI elsősorban statikus véráramlási körülmények direkt mérésére és elemzésére használható, tehát olyan patológiás állapotok neminvazív vizsgálatára, melyek a véráramlásban tartós változásokat okoznak (stroke, daganatok).

Az agyi vérkeringés élettani alapjai: önszabályzó mechanizmusok

Tartalomjegyzék

Kiadó: Semmelweis Kiadó

Online megjelenés éve: 2026

ISBN: 978 963 331 713 6

Orvostudomány Semmelweis Kiadó könyvei

Az orvos számára az agyi vérkeringés minden más szervünktől eltérő egyedi sajátosságainak vizsgálata a legérdekfeszítőbb kutatási területek közé tartozik. A kutatásoknak azonban csak akkor van igazán értelme, ha eredményei az agyi keringési katasztrófák megelőzését, az életmentést, a postischaemiás „neuronmentést” vagy a rehabilitációt szolgálják. Mik a feltételei annak, hogy a kutatások új eredményeit a betegágynál álló orvos értékesíteni tudja? Nyilvánvaló, hogy ha egy bonyolult, de korábban jól működő szerkezet elromlik, azt csak úgy lehet megjavítani, ha tisztában vagyunk eredeti, normális működésének részleteivel. Ha a gyógyító orvos nem ismeri a ziológiás agyi keringés alapvető sajátosságait és az azokat szabályozó mechanizmusokat, nehezen tud eligazodni és beavatkozni a pathologiás cerebrovascularis állapotok megszüntetése érdekében. Az agyi vérkeringés atalnak tekinthető kutatási területének hirtelen hatalmassá vált adattárában ma már nem könnyű eligazodni: a (főként angol nyelvű) tankönyvek csak 2-3 éves késéssel tudják követni a lényeges új információkat, ráadásul a legújabb információk nemcsak az agyi keringési szakfolyóiratokban, hanem szétszórtan, a legkülönbözőbb kutatási területek folyóirataiban látnak napvilágot. A könyv határozott célja, hogy segítséget nyújtson az egészséges agy legfontosabb vérkeringési sajátosságaival és az agyi vérellátás állandóságát biztosító önszabályzó mechanizmusokkal kapcsolatos korábbi és legújabb adatok rövid áttekintésében. Tudomásunk szerint ez az első összefoglaló munka, amely magyar nyelven ezzel a céllal nyomtatott formában közlésre került.

Hivatkozás: https://mersz.hu/sandor-benyo-az-agyi-verkeringes-elettani-alapjai-onszabalyzo-mechanizmusok//

BibTeX EndNote Mendeley Zotero