USPIO增強(qiáng)MRI在體無創(chuàng)性評價他汀對血管損傷炎癥及動脈硬化作用的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、第一部分USPIO增強(qiáng)MRI評價血管損傷炎癥的實(shí)驗(yàn)研究
　　 目的：
　　 1.探討建立使用球囊導(dǎo)管擴(kuò)張損傷動脈內(nèi)膜手術(shù)引起動脈急性炎癥動物模型的方法；
　　 2.探討使用MRI方法，在體內(nèi)無創(chuàng)性評價球囊損傷術(shù)后血管炎癥的程度及范圍；
　　 3.探討USPIO增強(qiáng)磁共振(MRI)在體內(nèi)無創(chuàng)性評估球囊損傷術(shù)后動脈血管炎癥區(qū)域內(nèi)炎癥細(xì)胞漫潤情況。
　　 方法：
　　 16只雄性新西蘭大白兔(體

2、重2.0-2.5kg)隨機(jī)分為炎癥組A組(10只)、對照組B組(6只)，均予以高脂飲食；兩周后對照組B組動物單純進(jìn)行右側(cè)股動脈結(jié)扎術(shù)，炎癥組A組對所有兔進(jìn)行右髂動脈球囊擴(kuò)張內(nèi)膜損傷手術(shù)；手術(shù)結(jié)束后靜脈注射超微型超順磁性氧化鐵納米顆粒(USPIO)5mgFe/kg，術(shù)前1天和術(shù)后24小時、72小時在3.0TMR上進(jìn)行掃描，線圈使用8通道的膝關(guān)節(jié)線圈，掃描序列包括定位用3D髂動脈血管成像(TR/TE25ms/3.45ms，NSA1，像素大小

3、0.5mm×0.8mm，層厚0.6mm)；軸位TSET2WI(TR/TE2000ms/80ms，層厚4mm，像素大小0.25mm×0.25mm，矩陣360×360,NSA8)；軸位TSET1WI(TR/TE500ms/29ms，層厚4mm，像素大小0.25mm×0.25mm，矩陣360×360,NSA4)；軸位TSEPdWI(TR/TE2000ms/20ms，層厚4mm，像素大小0.25mm×0.25mm，矩陣360x360,NSA4)

4、。掃描范圍包括右髂動脈全長。
　　 掃描結(jié)束后觀察A、B兩組動物右髂動脈壁的影像學(xué)變化，包括損傷處血管壁T2WI、TIWI、PdWI圖像上的信號變化程度及范圍，血管周圍結(jié)構(gòu)炎癥的范圍；選擇T2WI上病變最明顯的層面位置上的各期掃描圖像，測量USPIO增強(qiáng)前后的同層面病變區(qū)的動脈壁四個象限位置的感興趣區(qū)(除去信號缺失區(qū)域)信號強(qiáng)度(SI)及相鄰肌肉信號強(qiáng)度，四個血管象限血管壁信號強(qiáng)度平均后計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)化信號強(qiáng)度(standardize

5、dsignalintensity，SSI)=SI血管壁/SI肌肉，最后計(jì)算平均值作為量化參數(shù)評價動脈壁的信號改變.所有兔均在手術(shù)后72小時MRI掃描后以空氣栓塞法處死，取出右髂動脈全長進(jìn)行病理切片檢查，包括HE染色和免疫組化(抗巨噬細(xì)胞RAM-11)染色。
　　 結(jié)果：
　　 炎癥組A組兔手術(shù)后死亡1只，手術(shù)后2天死亡1只，死因均為動脈破裂大出血，共計(jì)A組8只兔、B組6只兔完成實(shí)驗(yàn)。
　　 術(shù)前MR基線掃描顯示兩

6、組兔的右髂動脈結(jié)構(gòu)清晰，管腔無明顯改變，動脈內(nèi)外壁光整，周圍間隙清晰，不同掃描序列包括T2WI、T1WI、PdWI，均顯示髂動脈壁信號均勻、沒有明顯信號異常改變。
　　 手術(shù)后對照組B組右髂動脈血管壁結(jié)構(gòu)、形態(tài)及信號無明顯變化；炎癥組A組髂動脈血管壁水腫增厚，內(nèi)壁毛糙不光整，T2WI信號明顯升高，T1WI、PdWI信號變化不明顯，血管周圍間隙可見水腫信號、T2WI高信號T1WI低信號；MRI基線掃描時A、B組測得T2WI的標(biāo)準(zhǔn)化

7、信號強(qiáng)度(SSI)分別為1.194±0.208、1.048±0.118；術(shù)后24h掃描SSI：4.537±0.710,1.211±0.134；術(shù)后72h掃描測得SSI：3.228±0.479，1.109±0.082。統(tǒng)計(jì)學(xué)分析表明A、B兩組手術(shù)前基線掃描測得SSI間沒有明顯的差異(t=1.535，P=0.151)，手術(shù)后24小時、72小時兩次時間點(diǎn)掃描測得SSI間存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(術(shù)后24小時，t=11.224，P<0.001；術(shù)后72小

8、時，t=12.284，P<0.001)；A組手術(shù)前后三次掃描時測得SSI間存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(F=88.42，P<0.001)，B組手術(shù)前后三次掃描測得SSI間無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(F=3.133，P=0.073)。
　　 術(shù)后MRI掃描T2WI圖像上炎癥組A組管壁可見明顯小點(diǎn)狀為主信號下降或信號缺失，而對照組B組則無明顯信號改變。
　　 病理切片HE染色結(jié)果顯示炎癥組A組家兔顯示內(nèi)膜受損，內(nèi)膜彈力纖維中斷，內(nèi)壁毛糙，B組各層動脈結(jié)

9、構(gòu)連續(xù)，動脈內(nèi)膜完整光滑；抗巨噬細(xì)胞(RAM-11)染色顯示炎癥組A組炎性區(qū)域內(nèi)見較多細(xì)胞含的棕褐色染色顆粒，普魯士藍(lán)染色后相應(yīng)區(qū)域內(nèi)可見單核細(xì)胞內(nèi)染色陽性的藍(lán)色顆粒；B組RAM-11及普魯士藍(lán)染色均無明顯陽性結(jié)果。
　　 結(jié)論：
　　 1.通過球囊導(dǎo)管擴(kuò)張損傷動脈內(nèi)膜的手術(shù)，可以成功建立動脈急性損傷炎癥的動物模型；
　　 2.MRI可在體無創(chuàng)性實(shí)時評價球囊損傷術(shù)后急性血管炎癥的程度及其范圍；
　　 3.

10、USPIO增強(qiáng)MRI可在體內(nèi)無創(chuàng)性顯示血管炎癥所致巨噬細(xì)胞的浸潤。
　　 第二部分USPIO增強(qiáng)MRI評價他汀預(yù)防血管損傷炎癥的實(shí)驗(yàn)研究
　　 目的：
　　 本文利用球囊擴(kuò)張損傷手術(shù)建立動脈急性炎癥的動物模型，探討利用USPIO增強(qiáng)磁共振(MR)在體無創(chuàng)性評估他汀藥物對血管損傷炎癥的預(yù)防作用。
　　 方法：
　　 16只雄性新西蘭大白兔(體重2.0-2.5kg)隨機(jī)分為炎癥A組(8只)和他汀B組(

11、8只)，B組每天阿托伐他汀口服(5mg/kg)；高脂喂養(yǎng)兩周后行右髂動脈球囊損傷術(shù)，術(shù)后靜注超微型超順磁性氧化鐵顆粒(USPIO)5mgFe/kg，術(shù)前1天和術(shù)后24小時、72小時3.0TMR掃描右髂動脈全長.掃描序列：3DTOFMRA(TR/TE25ms/3.45ms，NSA1，像素0.5mm×0.8mm，層厚0.6mm)；軸位TSET2WI(TR/TE2000ms/80ms，層厚4mm，像素大小0.25mm×0.25mm，矩陣360

12、×360,NSA8)；軸位TSET1WI(TR/TE500ms/29ms，層厚4mm，像素大小0.25mm×0.25mm，矩陣360×360,NSA4)；軸位TSEPdWI(TR/TE2000ms/20ms，層厚4mm，像素大小0.25mm×0.25mm，矩陣360×360,NSA4)。
　　 掃描后觀察A、B兩組動物右髂動脈壁的影像學(xué)變化，包括損傷處壁T2WI、TIWI信號的變化趨勢及范圍，周圍結(jié)構(gòu)炎癥的范圍；在T2WI上病變

13、最明顯層面測量USPIO增強(qiáng)前后的病變區(qū)同層面的動脈壁四個位置的感興趣區(qū)(除外信號缺失區(qū)域)信號強(qiáng)度(SI)及相鄰肌肉信號強(qiáng)度，四個動脈壁信號強(qiáng)度平均后除以肌肉信號強(qiáng)度計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)化信號強(qiáng)度(standardizedsignalintensity，SSI)()SI血管壁/SI肌肉。所有兔喂養(yǎng)開始前及手術(shù)開始前測量血脂、C反應(yīng)蛋白，在球囊損傷術(shù)后72小時處死，取標(biāo)本進(jìn)行病理切片檢查，包括HE染色和免疫組化RAM-11(抗巨噬細(xì)胞)染色。盲法對

14、動脈損傷、RAM-11及Perl’s染色進(jìn)行半定量評分。
　　 結(jié)果：
　　 B組喂養(yǎng)中死亡2只，共計(jì)A組8只，B組6只完成實(shí)驗(yàn)。MRI掃描顯示球囊損傷手術(shù)前各組兔右髂動脈內(nèi)壁光整，周圍間隙清晰，T2WI、T1WI示動脈壁信號均勻、沒有明顯信號強(qiáng)度差異。術(shù)后A組、B組血管壁增厚水腫、內(nèi)壁毛糙不光整，T2WI信號明顯升高，T1WI及PdWI信號變化不明顯，血管周圍間隙內(nèi)見水腫信號；但與炎癥組A組兔血管比較，他汀組B組動物的

15、受損髂動脈炎癥范圍及程度均較低，血管壁T2WI信號上升程度低于A組，A、B組動物在基線時掃描T2WI圖像測得的標(biāo)準(zhǔn)化信號強(qiáng)度分別為1.194±0.208、1.036±0.125；術(shù)后24小時SSI：4.537±0.710,2.678±0.45；術(shù)后72小時SSI：3.228±0.479，2.126±0.317。手術(shù)前各組的標(biāo)準(zhǔn)化信號強(qiáng)度無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(t=1.729，P=0.115)；A、B兩組手術(shù)后所測量SSI間存在顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(術(shù)后

16、24小時，t=5.589，P<0.001；術(shù)后72小時，t＝4.871，P<0.001)，A、B兩組手術(shù)前后三次掃描測得SSI數(shù)據(jù)間均有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(A組，F(xiàn)=88.42，P<0.001；B組，F(xiàn)=39.174，P<0.001)；炎癥組A組髂動脈血管壁炎癥區(qū)域內(nèi)可見明顯點(diǎn)狀小片狀信號下降或信號缺失，他汀組B組髂動脈壁炎性區(qū)域內(nèi)信號缺失不明顯。
　　 A、B組兔HE染色均顯示髂動脈內(nèi)膜受損，內(nèi)壁毛糙，免疫組化抗巨噬細(xì)胞(RAM-11

17、)染色，普魯士藍(lán)染色炎癥組A組強(qiáng)陽性，B組染色不明顯、僅發(fā)現(xiàn)少許染色陽性顆粒。RAM-11染色A、B組的半定量評分分別為2.63±0.52，1.16±0.41，存在顯著差異(t=5.568，P<0.001)。普魯士藍(lán)染色A、B組的半定量評分分別為2.13±0.64，0.83±0.75，存在顯著差異(t=3.468，P=0.005)。
　　 結(jié)論：
　　 USPIO增強(qiáng)MRI通過在細(xì)胞水平顯示炎性的生物學(xué)特性，在體無創(chuàng)性實(shí)

18、時評價阿托伐他汀預(yù)先使用、降低球囊損傷所致血管炎癥的作用。
　　 第三部分USPIO增強(qiáng)MRI評價動脈粥樣硬化炎癥及他汀藥物抗炎作用的實(shí)驗(yàn)研究
　　 目的：
　　 1.使用球囊擴(kuò)張手術(shù)和高脂飲食的方法建立動脈粥樣硬化慢性血管炎癥的動物模型。
　　 2.探討USPIO增強(qiáng)磁共振評價動脈硬化斑塊內(nèi)慢性炎癥及炎癥細(xì)胞浸潤情況，為在體無創(chuàng)性早期發(fā)現(xiàn)粥樣硬化病變及易損斑塊提供影像學(xué)依據(jù)。
　　 3.使用US

19、PIO增強(qiáng)MRI評價他汀對動脈硬化斑塊內(nèi)慢性炎癥的治療作用，為在體無創(chuàng)性動態(tài)評價他汀藥物治療粥樣硬化斑塊提供影像學(xué)依據(jù)。
　　 方法：
　　 選取22只健康雄性新西蘭大白兔(體重2.0-2.5kg)，隨機(jī)分為動脈硬化炎癥組A組(12只)和他汀治療組B組(10只)，對兔右髂動脈進(jìn)行球囊內(nèi)膜損傷手術(shù)，同時給予高脂飲食，治療組B組動物同時每天加喂阿托伐他汀鈣片2.5mg/kg。掃描使用3.0TMRI(Archieva，Phil

20、ips)。球囊擴(kuò)張損傷動脈內(nèi)膜手術(shù)前、手術(shù)后1天進(jìn)行動脈基線及損傷炎癥的MRI掃描；手術(shù)后8周進(jìn)行USPIO增強(qiáng)磁共振掃描，首先進(jìn)行一次平掃，隨后靜脈注射超微型超順磁性氧化鐵納米顆粒(USPIO)5mgFe/kg，注射USPIO后24小時、72小時進(jìn)行增強(qiáng)掃描。掃描時表面線圈使用8通道的膝關(guān)節(jié)線圈，掃描范圍包括右髂動脈全長。掃描序列包括定位用的髂動脈3DMRA(TR/TE25ms/3.45ms，NSA1，像素大小0.5mm×0,8mm，

21、層厚0.6mm)；右髂動脈短軸位TSET2WI(TR/TE2000ms/80ms，層厚4mm，像素大小0.25mm×0.25mm，矩陣360×360,信號激勵次數(shù)NSA8)；右髂動脈短軸位TSET1WI(TR/TE500ms/29ms，層厚4mm，像素大小0.25mm×0.25mm，矩陣360×360,信號激勵次數(shù)NSA4)。
　　 掃描結(jié)束后常規(guī)觀察炎癥組A組、他汀治療組B組兩組動物右髂動脈壁的MRI變化，觀察包括病變處血管壁

22、T2WI、T1WI圖像上的信號變化程度及范圍，血管周圍結(jié)構(gòu)炎癥的程度和范圍；選取每只兔T2WI上右髂動脈動脈硬化病變顯示最明顯、圖像最清晰的層面位置，在該層面上選擇USPIO增強(qiáng)前后的同層面病變區(qū)的動脈壁四個象限內(nèi)的感興趣區(qū)(需除外信號缺失區(qū)域或掃描不清晰的區(qū)域)，測量信號強(qiáng)度(SI)及相鄰肌肉信號強(qiáng)度，血管壁四個感興趣區(qū)信號強(qiáng)度取平均值除以肌肉SI，計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)化信號強(qiáng)度(standardizedsignalintensity，SSI)：

23、SSI=SI血管壁/SI肌肉，作為量化參數(shù)評價動脈壁的信號變化；觀察病變血管壁內(nèi)有無T2WI信號缺失或信號下降區(qū)域。所有兔均在第8周USPIO增強(qiáng)72小時MRI掃描后空氣栓塞法處死，取右髂動脈標(biāo)本進(jìn)行病理切片檢查，包括HE染色和免疫組化(抗巨噬細(xì)胞RAM-11)和普魯士藍(lán)染色。所有兔在手術(shù)前基線和8周時抽血檢查血脂、肝功能和CRP。
　　 結(jié)果：
　　 實(shí)驗(yàn)結(jié)束時炎癥組A組共有10只兔、他汀治療組B組共有8只兔完成實(shí)驗(yàn)。

24、MRI顯示術(shù)前A、B兩組兔右髂動脈壁結(jié)構(gòu)清晰，內(nèi)壁連續(xù)、光整，血管周圍間隙清晰，T2WI及T1WI示動脈壁信號均勻、沒有明顯信號差異；術(shù)后24小時顯示血管壁受損，炎癥表現(xiàn)為血管壁水腫、內(nèi)膜毛糙不光整，T2WI信號增厚，周圍間隙可見水腫信號環(huán)繞。術(shù)后8周時兩組兔的MRI平掃圖像顯示病變血管壁增厚，內(nèi)膜毛糙不光整，T2WI圖像上血管壁信號升高，血管周圍間隙有水腫，他汀組T2WI信號上升程度低于對照組。
　　 T2WI測量病變區(qū)血管S

25、SI并量化分析信號變化：術(shù)前A、B兩組SSI分別為1.131±0.192，1.136±0.086；術(shù)后24小時SSI則為2.618±0.810,2.677±0.545，兩組間均沒有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(術(shù)前t＝0.063，P=0.951；術(shù)后24小時t=1.627，P=0.130)。術(shù)后8周時炎癥組A組MRI平掃、增強(qiáng)后24小時、72小時SSI分別為1.730±0.371，1.174±0.270,1.209±0.250；相應(yīng)他汀組B組三個掃描時相

26、測得SSI分別為1.1568±0.156，1.340±0.159，1.372±0.127，A組三個時相SSI間存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(F=9.884，P=0.001)，B組三次掃描SSI間不存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(F=3.458，P=0.065)。
　　 USPIO增強(qiáng)后24小時及72小時T2WI圖像上對照炎癥組A組管壁炎癥明顯區(qū)域局部可見小點(diǎn)狀斑片狀信號缺失，相應(yīng)位置平掃時的T2WI信號相對較高，他汀組信號缺失區(qū)域不明顯。
　　 兩組

27、兔標(biāo)本HE染色切片均顯示髂動脈內(nèi)膜受損，對照組管腔面積明顯小于治療組，內(nèi)膜增厚；易損斑塊發(fā)生率明顯高于他汀治療組。炎癥組A組標(biāo)本切片血管壁單核細(xì)胞浸潤、泡沫細(xì)胞明顯，免疫組化抗巨噬細(xì)胞(RAM-11)染色陽性率(45.73％)明顯高于他汀組B組(16.25%)；普魯士藍(lán)染色陽性率A組高，而治療組B組不明顯。
　　 結(jié)論：
　　 1.球囊擴(kuò)張手術(shù)結(jié)合高脂飲食方法成功建立了兔慢性血管炎癥的模型。
　　 2.USPIO