腦缺血半暗帶影像學(xué)演變規(guī)律的實驗研究.pdf

1、本研究的目的是通過各種不同影像學(xué)方法來顯示IP存在時間及范圍。 第一部分：大鼠急性腦缺血再灌注模型缺血半暗帶的磁共振彌散成像研究目的：采用Wistar大鼠制作大腦中動脈閉塞(middlecerebralarteryocclusion，MCAO)缺血再灌注模型，研究IP的DWI及DTI演變規(guī)律。 材料與方法：成年雄性Wistar鼠隨機分為永久缺血組、缺血再灌注組(0.5h、1.5h、2.5h、3.5h組)，參照改良Zea-

2、Longa線栓法制作MCAO模型。采用GE1.5TTwinSpeedInfinitywithExciteI超導(dǎo)磁共振系統(tǒng)，3英寸表面線圈，行軸位DWI、DTI和T2WI檢查。MRI檢查時間分別為插線成功后30min、1h、2h、3h、4h、5h、6h、9h、12h、15h、24h。取4點興趣區(qū)，1、2、3點位于DWI高信號內(nèi)，1點為梗死中心區(qū)，3點為梗死邊緣區(qū)，2點為1、3點的中點；4點為DWI高信號鄰近的正常信號區(qū)。測量參數(shù)包括表觀彌

3、散系數(shù)(apparentdiffusioncoefficient，ADC)、平均彌散系數(shù)(averagediffusioncoefficient，DCavg)、部分各向異性(fractionalanisotropy，F(xiàn)A)、相對各向異性(relativeanisotropy，RA)、容積比(volumeratio，VR)，計算時采用病變側(cè)與正常側(cè)的比值。采用SPSS11.0統(tǒng)計分析軟件包進行統(tǒng)計學(xué)處理，以P＜0.05作為檢驗水準。大鼠處

4、死后分別行HE、TTC、COX-2免疫組化染色。 結(jié)果：(1)大鼠MCAO缺血再灌注模型的彌散參數(shù)24h內(nèi)具有規(guī)律性：ADC和DCavg呈雙向式，先減低，6h～9h輕度上升，而后再下降；FA、1-VR、RA先高于正常，9h后下降低于正常。(2)缺血灶內(nèi)不同部位單因素方差分析示：1、2點間3h內(nèi)、1、3點間9h內(nèi)、2、3點間3～9h內(nèi)的ADC和DCavg有顯著性差異(P＜0.05)；1、2點和1、3點間5h～6h內(nèi)、2、3點間6h

5、內(nèi)FA、1-VR、RA有顯著性差異(P＜0.05)；4點與1、2、3點間24h內(nèi)均有顯著性差異(P＜0.05)。(3)組間單因素方差分析示：2.5h和3.5h再灌注組與永久缺血組間無顯著性差異(P＞0.05)；0.5h、1.5h再灌注組與永久缺血組、2.5h和3.5h再灌注組的2、3點間6h～9h內(nèi)有顯著性差異(P＜0.05)。(4)TTC染色梗死面積與DWI高信號面積配對t檢驗示6h內(nèi)有顯著性差異(P＜0.05)，6h后無顯著性差異(

6、P＞0.05)；組間24hT2WI梗死面積單因素方差分析示永久缺血組、2.5h再灌注組、3.5h再灌注組與0.5h再灌注組間有顯著性差異(P＜0.05)，永久缺血組、3.5h再灌注組與1.5h再灌注組間有顯著性差異(P＜0.05)，余組間無顯著性差異(P＞0.05)。(5)COX-2免疫組化染色示：4h～5h缺血邊緣出現(xiàn)陽性細胞；6h～9h表達最強；核心區(qū)未見陽性細胞。 結(jié)論：(1)隨著缺血時間延長，IP從中心向周邊范圍逐漸減小

7、，其存在時間窗與空間位置相關(guān)，靠近梗死中心區(qū)IP存在時間短(3h內(nèi))，遠離梗死中心區(qū)存在時間長(約9h)；(2)各向異性參數(shù)對于判斷IP的敏感度不如ADC和DCavg；(3)缺血灶周圍存在DWI信號正常、彌散輕度受限、各向異性輕度增高區(qū)，不是IP，不會進展為梗死；(4)COX-2免疫陽性細胞6h后在邊緣區(qū)大量表達，提示邊緣區(qū)大量細胞凋亡，預(yù)示IP轉(zhuǎn)為不可逆壞死組織；(5)鼠腦缺血再灌注時間窗為2.5h內(nèi)。 第二部分：猴腦缺血再灌

8、注模型缺血半暗帶的影像學(xué)演變規(guī)律研究目的：研究正常猴腦CT灌注、MRI各序列表現(xiàn)以及猴腦MCAO缺血再灌注模型IP的影像學(xué)演變規(guī)律。 材料與方法：成年猴7只，介入法制作MCAO模型。采用GELightSpeedpro16CT行CT平掃及灌注檢查。采用GE1.5TTwinSpeedInfiuitywithExciteI超導(dǎo)磁共振系統(tǒng)，正交頭線圈，行T1WI、T2WI和對比增強T1WI、DWI、DTI、PWI、MRS及MRA檢查。測

9、量參數(shù)包括腦血流量(cerebralbloodflow，CBF)、腦血容量(cerebralbloodvolume，CBV)、平均通過時間(meantransittime，MTT)、ADC、DCavg、FA、RA、1-VR、負性強化積分(negativeenhancementintegral，NEI)、N-乙酰天門冬氨酸(N-acetylaspartate，NAA)、膽堿(choline，Cho)、肌酸(creatine，Cr)、乳酸及

10、脂質(zhì)(lactateandlipid，LL)、NAA/Cr、Cho/Cr。正常猴腦取興趣區(qū)為皮層灰質(zhì)、白質(zhì)、基底節(jié)。梗死猴掃描時間為導(dǎo)絲到位后1h、5h、10h、15h、20h、24h、48h，以24hT2WI高信號區(qū)為基準，取4點興趣區(qū)，1、2、3點位于高信號內(nèi)，1點為梗死中心區(qū)，3點為梗死邊緣區(qū)，2點為1、3點的中點；4點為缺血灶鄰近的正常信號區(qū)，計算患側(cè)與健側(cè)的比值。采用SPSS11.0統(tǒng)計分析軟件包進行統(tǒng)計學(xué)處理，以P＜0.05

11、作為檢驗水準。 結(jié)果：(1)正常猴腦不同部位單因素方差分析示CBF、CBV、FA、1-VR、NEI間有顯著性差異(P＜0.05)，組間分析示皮層灰質(zhì)、基底節(jié)與白質(zhì)間有顯著性差異(P＜0.05)，皮層灰質(zhì)與基底節(jié)間無顯著性差異(P＞0.05)；Cho、Cr、NAA和NAA/Cr不同部位間有顯著性差異(P＜0.05)。(2)7只猴中5只模型成功，不同影像學(xué)檢查參數(shù)示缺血灶內(nèi)不同部位演變不同，約15h1、2、3點有融合趨勢。(3)缺血

12、灶內(nèi)不同區(qū)域(1、2、3點)單因素方差分析示：20h內(nèi)rCBF和rNEI、15h內(nèi)rCBV和rDCavg、10h內(nèi)rADC和r(1-VR)、5h內(nèi)rFA和rRA、24hrMTT有顯著性差異(P＜0.05)。(4)4點與1、2、3點單因素方差分析示：rCBV、rCBF、rMTT、rDCavg、rADC、rNEI24h內(nèi)均有顯著性差異(P＜0.05)；rFA、rRA1h有顯著性差異(P＜0.05)；r(1-VR)1～10h內(nèi)有顯著性差異(P

13、＜0.05)。(5)利用二值多元BinaryLogistic回歸分析計算IP的概率方程，示rCBF、rADC、rDCavg、rNEI與時間可組成方程，rCBV可獨立組成方程，rCBF影響力最大。(6)ROC曲線計算IP的閾值分別為rCBF＞0.203、rCBV＞0.483、rADC＞0.571、rDCavg＞0.614、rNEI＞0.25。(7)不同時間點同一參數(shù)測量面積單因素方差分析示：DWI、ADC、DCavg、MTT面積各時間點間

14、無顯著性差異(P＞0.05)；CBF、CBV、NEI面積各時間點間有顯著性差異(P＜0.05)。(8)同一時間點不同參數(shù)測量面積單因素方差分析示：DWI、ADC與DCavg面積間、NEI與CBV面積間均無顯著性差異(P＞0.05)；MTT與DWI、ADC、DCavg、CBF面積間1～10h有顯著性差異(P＜0.05)；MTT與NEI、CBV面積間24h內(nèi)均有顯著性差異(P＜0.05)；CBF與NEI、CBV面積間10h后有顯著性差異(P

15、＜0.05)。(9)設(shè)計計算機圖像處理軟件，以24hT2WI缺血范圍標定最終缺血面積，將ROC曲線計算的rCBF的IP閾值帶入標定值中，在灰階CBF圖上以紅色標記出所選范圍內(nèi)的IP，與PWI(MTT)-DWI面積比較示二者間有顯著性差異(P＜0.05)，15h前前者所得IP面積大于后者，20h、24h前者小于后者。(10)不同部位間MRS代謝物單因素方差分析示：rCho/Cr均無顯著性差異(P＞0.05)；rNAA/Cr均有顯著性差異(

16、P＜0.05)；1h～20hrLL有顯著性差異(P＜0.05)；組間分析示1、3點間1h～15hrNAA/Cr和1h、5hrLL有顯著性差異(P＜0.05)；4點與1、3點間1h～24hrNAA/Cr和1h～20hrLL有顯著性差異(P＜0.05)。 結(jié)論：(1)正常猴腦不同部位生理學(xué)特性不同，其血流動力學(xué)參數(shù)、各向異性參數(shù)及MRS代謝物有所差異。(2)IP的影像學(xué)演變：壞死區(qū)隨時間變化由核心向周邊擴展，但并非呈線性，鄰近核心區(qū)

17、IP演變較迅速，遠離核心區(qū)IP演變相對緩慢；核心區(qū)的部分影像學(xué)參數(shù)隨著時間變化并非一成不變。(3)IP的時間窗應(yīng)分為治療時間窗和存在時間窗，二者意義不同，IP存在時間窗為15～20h。(4)CBV是判斷腦組織是否存活的最佳指標，CBF是判斷IP的最佳指標。(5)超急性及急性腦梗死的最佳影像學(xué)檢查流程為：DWI→CT灌注或PWI，CT灌注應(yīng)為首選。(6)IP閾值分別rCBF＞0.203、rCBV＞0.483、rADC＞0.571、rDCa

18、vg＞0.614、rNEI＞0.25。(7)IP的面積：PWI-DWI不能準確估計IP實際面積，早期低于實際面積，晚期顯示的為良性灌注減少區(qū)。CT灌注(MTT)與DWI相匹配更為準確。根據(jù)IP閾值結(jié)合計算機軟件可較為形象的描述IP面積：1h約為20～38％，5h～10h為平臺期，約為15～35％，15h下降為13～25％，而后銳減，20h約為9～15％，24h約為3～12％。(8)MRS判斷IP有一定限度，NAA對于IP的顯示優(yōu)于Lac