Physiological effect of caffeine in neurological studies based on Susceptibility Weighted Imaging (SWI)

• Author(s): Caseiro, Ana Rita ; Sousa, Paulo ; Manaças, Rui ; Pereira, Pedro M. Gonçalves
• Date: 2014
• Origin: Saúde & Tecnologia
• Subject(s): SWI; Cafeína; CNR; Vasculatura venosa; SWI; Caffeine; CNR; Veno-vasculature
• Document Type: Journal article
• Language: Portuguese

Description

Introduction – The present study investigates the effect of caffeine on the contrast-to-noise ratio (CNR) in SWI images. Purpose – Data analyses included qualitative and quantitative measures, specifically the CNR pre and post-ingestion, in magnitude and MIP images. The structures evaluated were the internal cerebral vein, superior sagital sinus, torcula, and middle cerebral artery. Methodology – Twenty-four healthy volunteers were enrolled in the study. All the volunteers were caffeine-free for 24h prior to the test. SWI images were acquired before caffeine ingestion and post-ingestion of 100 ml of coffee. The volunteers were divided into four groups of six subjects and evaluated sequentially (15, 25, 30, and 45 min after caffeine). High-resolution T2* weighted 3D GRE (SWI) sequence was acquired on the axial plane on a 1.5 T (Siemens Avanto) whole body scanner using the manufacturer’s standard head coil and the following parameters: TR=49; TE=40; FA=15; FOV=187x230; matrix=221x320. Statistics were performed with GraphPad Prismâ and image analysis with Osirixâ. Results and Discussion – We verified that signal alterations and contrast differences were predominant in venous structures and not significant in white matter, CSF, and the middle cerebral artery. The CNR values between pre and post-caffeine ingestion in magnitude and MIP images in an internal cerebral vein (p<0.0001) and in magnitude images of superior sagittal sinus and tórcula showed significant differences in CNR. There were no significant differences between groups evaluated at different times after the ingestion of caffeine. Conclusion – We speculate that caffeine can be used as a cost-effective, safe, and easy-to-administrate contrast agent on SWI images.

Introdução – O presente estudo avaliou o efeito da cafeína no valor da razão contraste ruído (CNR) em imagens SWI. Objetivos – Avaliar o efeito da cafeína qualitativamente e quantificado pelo cálculo do valor CNR em imagens de magnitude e MIP para as estruturas: veia cerebral interna, seio sagital superior, tórcula e artéria cerebral média. Metodologia – A população do estudo incluiu 24 voluntários saudáveis que estiveram pelo menos 24h privados da ingestão de cafeína. Adquiriram-se imagens SWI antes e após a ingestão de 100ml de café. Os voluntários foram subdivididos em quatro grupos de seis indivíduos/grupo e avaliados separadamente após decorrido um intervalo de tempo diferente para cada grupo (15, 25, 30 ou 45min pós-cafeína). Utilizou-se um scanner Siemens Avanto 1,5 T com bobine standard de crânio e os parâmetros: T2* GRE 3D de alta resolução no plano axial, TR=49; TE=40; FA=15; FOV=187x230; matriz=221x320. O processamento de imagem foi efetuado no software OsiriXâ e a análise estatística no GraphPadPrismâ. Resultados e Discussão – As alterações de sinal e diferenças de contraste predominaram nas estruturas venosas e não foram significantes na substância branca, LCR e artéria cerebral média. Os valores CNR pré-cafeína diferiram significativamente do pós-cafeína nas imagens de magnitude e MIP na veia cerebral interna e nas imagens de magnitude do seio sagital superior e da tórcula (p<0,0001). Não se verificaram diferenças significativas entre os grupos avaliados nos diferentes tempos pós-cafeína. Conclusões – Especulamos que a cafeína possa vir a ser usada como agente de contraste nas imagens SWI barato, eficaz e de fácil administração.