Correlation of quantitative conductivity mapping and total tissue sodium concentration at 3T/4T

16 July 2019

Die elektrische Leitfähigkeit ist eine fundamentale Eigenschaft von Gewebe. Sie charakterisiert die Fähigkeit bei angelegten externen elektromagnetischen Feldern elektrischen Strom zu leiten. Es besteht ein Zusammenhang zwischen ihr und der Gesundheit des Gewebes. Folglich kann die Kartierung der Leitfähigkeit von Hirngewebe potenziell als Biomarker dienen und Informationen über eine Reihe von Erkrankungen des Gehirns liefern.

In dieser Studie wurde der Zusammenhang zwischen Leitfähigkeit und Na+-Gehalt durch Leitfähigkeitsmessungen an Proben mit unterschiedlichen Natrium- (Na+) und Agarosekonzentrationen mit einer dielektrischen Sonde untersucht. Die Gehirnleitfähigkeit und der gesamte Na+-Gehalt wurden dann bei 8 gesunden Probanden mit phasenbasiertem MREPT und Natrium-MRT gemessen. Nach Co-Registrierung und räumlicher Normalisierung auf den 1 mm 152 MNI Gehirnatlas wurde der Zusammenhang zwischen Leitfähigkeit und Gewebenatriumkonzentration (TSC) in verschiedenen Gehirnregionen untersucht.

Es wurde festgestellt, dass die Leitfähigkeiten von Agarosegelen mit der NaCl-Konzentration linear ansteigen, dabei aber nahezu unabhängig vom Agarosegehalt bleiben. Bei der Messung an gesunden Probanden zeigten die Leitfähigkeiten eine positive Korrelation mit der gesamten Natriumkonzentration im Gewebe (R = 0,39; P < 0,005). Der gleiche Trend wurde in der Grauen Substanz (R = 0,36; P < 0,005) und in der Weißen Substanz (R = 0,28; P < 0,05) festgestellt.

Basierend auf diesen Ergebnissen kann gezeigt werden, dass die Gewebeleitfähigkeit eine positive Korrelation mit der gesamten Natriumkonzentration aufweist und dass die Leitfähigkeit als neuartige Technik dienen könnte, um die gesamte Gewebeelektrolytkonzentration zu visualisieren. Allerdings wären Verfeinerungen bei der Berücksichtigung z.B. des Gewebewassergehalts notwendig, um den quantitativen Wert Genauer machen.

Original Publikation:

Correlation of quantitative conductivity mapping and total tissue sodium concentration at 3T/4T