A Noninvasive Method for Quantifying Cerebral Metabolic Rate of Oxygen by Hybrid PET/MRI: Validation in a Porcine Model
Notice bibliographique
Résumé
The gold standard for imaging the cerebral metabolic rate of oxygen (CMRO2) is PET; however, it is an invasive and complex procedure that also requires correction for recirculating 15O-H2O and the blood-borne activity. We propose a noninvasive reference-based hybrid PET/MRI method that uses functional MRI techniques to calibrate 15O-O2 PET data. Here, PET/MRI of oxidative metabolism (PMROx) was validated in an animal model by comparison to PET-alone measurements. Additionally, we investigated if the MRI perfusion technique arterial spin labeling (ASL) could be used to further simplify PMROx by replacing 15O-H2O PET, and if the PMROx was sensitive to anesthetic-induced changes in metabolism. Methods:15O-H2O and 15O-O2 PET data were acquired using a hybrid PET/MR scanner, together with simultaneous functional MRI (OxFlow and ASL), from juvenile pigs (n = 9). Animals were anesthetized with 3% isoflurane and 6 mL/kg/h propofol for the validation experiments, and arterial sampling was performed for PET-alone measurements. PMROx estimates were obtained using whole-brain (WB) CMRO2 from OxFlow and local cerebral blood flow (CBF) from either noninvasive 15O-H2O PET or ASL (PMROxASL). Changes in metabolism were investigated by increasing the propofol infusion to 20 mL/kg/h. Results: Good agreement and correlation were observed between regional CMRO2 measurements from PMROx and PET alone. No significant differences were found between OxFlow and PET-only measurements of WB oxygen extraction fraction (0.30 ± 0.09 and 0.31 ± 0.09) and CBF (54.1 ± 16.7 and 56.6 ± 21.0 mL/100 g/min), or between PMROx and PET-only CMRO2 estimates (1.89 ± 0.16 and 1.81 ± 0.10 mLO2/100 g/min). Moreover, PMROx and PMROxASL were sensitive to propofol-induced reduction in CMRO2. Conclusion: This study provides initial validation of a noninvasive PET/MRI technique that circumvents many of the complexities of PET CMRO2 imaging. PMROx does not require arterial sampling and has the potential to reduce PET imaging to 15O-O2 only; however, future validation involving human participants are required.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,002 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».