CBF (cerebral blood flow), CBV (cerebral blood volume)


4-14-2014 updated

  1. 定義
  2. 関係式
  3. CBFの測定方法
  4. CBVの測定方法
  5. CBFが変化する要因

定義

脳 brain はヒトの体重の2%を占めるに過ぎないが，心臓から送り出される血液の15%以上を使っているとされる（4）。さらに重要なことに，脳に入った血液は単に血管を辿って流れるのではなく，神経 neuron が活動して酸素が必要となった部位に選択的に流れていく。したがって，脳内の血液の流れや分布を知ることで，活動している部分を推定することができる。これが脳の血流を調べることが大切な理由であり，fMRI の基本となる考え方である。

 

 

CBF（cerebral blood flow）は単位時間あたりに大脳組織中を流れる血液の量で，単位は mL/100 g/minなど。

CBV（cerebral blood flow）は大脳皮質中に存在する血液の量で，単位は mL/100 g。

 

血液の流れの速さを MTT (s) とすると，

 

CBV = CBF * MTT

 

の関係が成り立つ。CBF，CBVは機能的MRI（fMRI）の重要な項目の一つで，MRIデータからこれらを計算する方法についてたくさんのモデルがある。

 

> 麻酔されたラットの脳では，CBFは1.3 mL/min/g である（3）。

CBF と CBV の関係式

Grubb (1974) の式

もともとはGrubb (1974) の式。文献1の総説より引用。

 

麻酔状態の rhesus monkey では，α=0.38であった。最も広く用いられている関係式であるが，この式の正確性は α の値には疑問が呈されている（1）。


CBFの測定方法

Researcher


ASL (arterial spin labeling)


造影剤を用いずに，体内の水を磁気ラベルして非侵襲的に脳の灌流画像を得る方法。BOLDに比べると感度もS/N比も劣る（1）。

LDF (laser-Doppler flowmetry)


赤血球の動きを，レーザー光のドップラー効果によって測定する方法。相対速度しか算出できない。解像度は用いるプローブの種類による。

Single-channel time-resolved spectroscopy (TRS)


Photon diffusion theory により，ヘモグロビン（Hb）の濃度を測定することができる（2I）。単位量あたりの血液に含まれる Hb 量が変わらない場合，全 Hb 量がCBFを示すことになる。

CBVの測定方法

DSC (dynamic susceptibility contrast)


CBVの変化を測定する。時間解像度が低いため，限られた回数しか測定できない（1）。

CBFが変化する要因など


> 一般に，老化によって低下する（2D）。

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References

  1. Pike 2012a (Review). Quantitative functional MRI: concepts, issues and future challenges. NeuroImage 62, 1234-1240.
  2. Hoshi et al. 2006a. Resting hypofrontality in schizophrenia: A study using near-infrared time-resolved spectroscopy. Schizophr Res 84, 411-420.
  3. Sibson et al. 1997a. In vivo 13C NMR measurements of cerebral glutamine synthesis as evidence for glutamate-glutamine cycling. PNAS 94, 2699-2704.
  4. Leopold 2009a (news). Pre-emptive blood flow. Nature 457, 387-388.