I sin avhandling använder Laleh Zarrinkoob PCMRI som plattform för att beskriva ett nytt sätt att studera och kvantifiera hjärnans blodflöde. I de två första delarbetena beskrivs hjärnans blodflöde hos friska personer. Referensvärden samt fördelningen av hjärnans blodflöde presenterades utifrån ålder och kön. Dessa resultat var nödvändig kunskap för att kunna studera strokepatienter. Om man använder sig av fördelning av blodflöde i hjärnans kärl, "procent av totalt blodflöde", kan man beskriva blodflödet hos en patient utan att resultatet påverkas av varken ålder, kön eller hjärnvolym.
Vidare studerades hur en karotisstenos påverkar blodflödet i hjärnans kärl. Man fann att blodflödesfördelningen är störd och att kompensationsmekanismer inte alltid räcker till. 4D PCMRI genomgår snabb teknisk utveckling, framförallt på analyssidan, och forskarna bedömer att tekniken har en plats i utredningen av strokepatienter, till exempel före karotiskirurgi för att förbättra omhändertagandet av denna patientgrupp.
Världens befolkning blir allt äldre och hög ålder är en etablerad riskfaktor för att utveckla stroke. Stroke är ett globalt hälsoproblem och är den tredje vanligaste orsaken till död i världen. I Sverige nyinsjuknar cirka 25 000 personer av stroke varje år. Sjukdomen leder till fler vårddygn jämfört med de flesta andra sjukdomar.
Varje minut får hjärnan cirka 600–800 milliliter blod, så kallad total cerebralt blodflöde (tCBF). Blodet når hjärnan via fyra pulsådror, två främre blodkärl (karotisartärerna) och två bakre blodkärl (vertebralisartärerna). Blodflödet till hjärnan minskar lite grann med stigande ålder och gränsen mellan vad som är normal och sjuklig minskning av blod till hjärnan är oklar. Vidare, är fördelningen av tCBF i hjärnans blodkärl inte välstuderad, särskilt inte i de mest yttersta grenarna av kärlträdet.
Med stigande ålder så blir pulsådrorna styvare och förmågan att dämpa hjärtats pulsationer sämre. Detta kan leda till att hjärnan mottar ett ökat pulsatilt blodflöde som kan skada dess småkärl. Hos flera åldersrelaterade neurologiska sjukdomar har det föreslagits att det finns ett samband mellan tillståndet och pulsatilt flöde som skadar hjärnans småkärl. Hit hör sjukdomar som småkärlsinfarkt, Alzheimers sjukdom och normaltryckshydrocefalus.
För att kunna upptäcka och behandla vaskulär sjukdom i hjärnan behövs det kunskap om hjärnans normala blodförsörjning, kärlanatomi och fysiologi. Kunskap om pulsatilt blodflöde och normal fördelning av tCBF kan vara av betydelse, eftersom avvikande mönster och tecken till kompensationsmekanismer kan tala för begynnande kärlsjukdom i hjärnan. Kollateraler fungerar som kompensationsmekanism och är de kärl som övertar blodförsörjningen till hjärnan när huvudkärlet är avstängt eller förträngt. Trots att kunskapen om kollateralers funktion i hjärnan funnits sedan lång tid tillbaka, så har det inte funnits bra metoder som har kunnat kvantifiera dess blodförsörjning.
Förträngning i halspulsådern, karotisstenos, orsakad av åderförkalkning, räknas till storkärlssjukdom och är orsaken till ca 20 procent av alla hjärninfarkter. Utan behandling återinsjuknar drygt 10 procent redan första veckan. Karotiskirurgi är etablerad behandling för patienter som haft ett strokeinsjuknande och har en förträngning som är ≥50 procent. Ingreppet innebär att förkalkningen tas bort. Effekterna av en förträngning på hjärnans blodflöde undersöks ofta inte före operationen, och en orsak till detta kan vara bristen på en icke-invasiv metod som möjliggör upprepade undersökningar och ger ett noggrant och pålitligt resultat av hjärnans blodflöde.
Det övergripande syftet med avhandlingen var att undersöka och utveckla tillvägagångssätt för att beskriva hjärnans blodflöde, dess pulsatilitet och kollateralfunktion hos friska och hos patienter med karotisstenos som gett upphov till stroke eller TIA.
Hos friska patienter minskade blodflödet i hjärnan med stigande ålder. Stigande ålder ledde också till ökad pulsatilt blodflöde och minskad dämpningskapacitet. Kön påverkade inte blodflödet.
Fördelningen av totalt cerebralt blodflöde, tCBF, var i genomsnitt 72 procent genom de främre cirkulationen och 28 procent genom de bakre cirkulationen. Fördelningen var symmetrisk mellan höger och vänster hjärnhalva och påverkades inte av ålder eller kön. Däremot påverkade anatomiska kärlvarianter fördelning av blodflödet.
Hos patienter med karotisstenos, var fördelningen av tCBF asymmetrisk. Kollateraler, det vill säga kompensationsmekanismer, var aktiverade och försökte kompensera för det minskade blodflödet som sågs i det förträngda halskärlet och dess grenar. Trots kompensationer via kollateraler så kunde man ändå se ett lägre blodflöde till vissa kärl i hjärnan. Efter karotiskirurgi var fördelningen av tCBF i hjärnans kärl normaliserat, dvs symmetriskt. Vi kunde också se att de patienter som hade aktiverade kompensationsmekanismer via kollateraler före karotiskirurgi, hade lägre blodflöde i vissa kärl och lägre tCBF före kirurgi jämfört med efter kirurgi.
För studierna i avhandlingen användes faskontrastmagnetisk resonanstomografi, PCMRI. 2D PCMRI kan mäta blodflöde i milliliter per minut i alla kärl som har en diameter på minst 1.5 millimeter. 4D PCMRI är en nyare variant av PCMRI-tekniken och användes i två av studierna. 4D PCMRI och 2D PCMRI ger båda information om blodflöde, flödesriktning, flödeshastighet och kärldiameter. Fördelen med 4D PCMRI är att undersökningen endast tar 10 minuter, och då kan hela kärlträdet analyseras och man kan i efterhand bestämma i vilka kärl man vill mäta.
Laleh Zarrinkoob och är född i Brorujerd i västra Iran, uppväxt i Skellefteå, gått läkarutbildningen på Semmelweis i Budapest, flyttade till Umeå 2008. Hon är specialist i neurologi och ST-läkare inom inom anestesi och intensivvård.
Till avhandlingen
Om disputationen
Laleh Zarrinkoob, Institutionen för farmakologi och klinisk neurovetenskap, försvarar 5 juni kl. 13 sin avhandling Cerebralt blodflöde med fokus på blodflödesfördelning, kollateraler och artärpulsationer, hos friska och hos patienter med symtomatisk karotisstenos. En tillämpning med magnetisk resonanstomografi. Fakultetsopponent: Sepideh Amin-Hanjani, Illinois universitet, Chicago, USA. Huvudhandledare: Jan Malm. Plats: Sal B, 9 tr, Tandläkarhögskolan, NUS.