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背景和目的:
缺血性脑血管病《ischemiccerebrovasculardisease,ICVD)是最常见的脑血管病,具有高发病率、高致残率、高致死率、高再发率的特点,严重威胁着人们的健康和生活。脑梗死是ICVD的严重表现形式。如何在脑梗死的早期及时作出诊断,客观地评估梗死脑组织的局部血流动力学情况,判断组织的可存活性,病灶内有无出血,对脑梗死的临床诊断、治疗和病人的预后评估具有重要意义。
磁共振成像(magneticresonanceimaging,MRI)新技术,如扩散加权成像(diffusionweightedimaging,DWI)、灌注加权成像(perfusionweightedimaging,PWI)、扩散张量成像(diffusiontensorimaging,DTI)在脑梗死的诊断中已经得到较广泛的应用。多回波采集的T2*WI三维梯度回波(enhancedT2starweightedangiography,ESWAN)序列是近年发展的MRI新检查技术,对体内的磁敏感性物质特别敏感,不仅可以检测梗死局部组织的变化,敏感地检测出常规序列不能发现的微出血灶,还可以利用潜在的代谢信息对脑组织活性进行判断,对临床治疗方式的选择具有重要参考价值。
本研究采用改良的Longa[1]线栓法制作左侧大鼠大脑中动脉栓塞(middlecerebralarteryocclusion,MCAO)模型,通过MRI检查,并与病理对照,旨在探讨ESWAN序列对急性期脑梗死的应用价值。
材料与方法:
1.选取清洁级健康雄性SD大鼠70只,体重270g~320g,平均(299.2±8.6)g。按照随机数字表法将大鼠分为两组:实验组56只,运用改良的Longa法建立左侧大鼠脑梗死模型;对照组14只,除不插入线栓外其他操作同实验组。
2.磁共振检查采用美国GE公司HDXt3.0T超导磁共振扫描机和大鼠专用线圈。两组大鼠分别在MCAO后1h、3h、6h、9h、12h、24h、72h行轴位T1加权成像(T1-weightedimaging,T1WI)、T2加权成像(T2-weightedimaging,T2WI)、DWI、ESWAN序列扫描。根据磁共振轴位扫描相应层面,在每个时间点分别取2只大鼠,断头取脑,进行免疫组织化学AQP4和MMP9的半定量分析。
3.观察比较不同时间点大鼠梗死组织DWI图像的变化情况,并记录表观扩散系数(apparentdiffusioncoefficient,ADC)的变化。观察不同时间点ESWAN序列上的信号改变及值的动态演变、局部静脉血管情况、病变内是否有微出血灶。MR检查后取脑组织切片观察AQP4和MMP9的表达趋势,并分析ADC值、SWAN信号值、相位弧度值与病理指标AQP4及MMP9的相关性。
4.所得数据运用SPSS17.0统计软件进行分析,计量资料采用均数±标准差表示。采用的统计学方法有配对t检验、独立样本t检验、单因素方差分析、相关性分析,以P<0.05为检验水准。
结果:
1.实验组大鼠MCAO后1h时梗死区即在DWI上表现为高信号,随着时间的延长,DWI高信号区域逐渐增大,24h后梗死中心部位信号强度衰减。MCAO后9hT2WI出现高信号,随着时间延长高信号范围逐渐扩大,占位效应逐渐明显。
2.实验组大鼠MCAO后梗死区ADC值下降,在梗死1h时下降最为明显,1~12h下降平缓,至12h时降至最低,随后明显上升,但至72h仍低于正常水平。在各个时间点实验组梗死侧ADC值与对照组相比,除72h组外,差异均有统计学意义(P<0.05);实验组各个时间点梗死侧ADC值与镜像侧相比,差异均有统计学意义(P<0.05)。
3.实验组大鼠MCAO后,梗死核心SWAN信号值在1h时信号迅速下降,1~12h时间段轻微波动,12h之后升高,于24h~72h有明显升高,72h时信号明显高于基础水平。不同时间点实验组梗死侧SWAN信号值与对照组相比,除24h组外差异均具有统计学意义(P<0.05);实验组梗死侧SWAN信号值与镜像侧相比,3h、6h、12h、24h、72h组均有统计学差异(P<0.05)。相位弧度值在1h信号明显上升,1~24h逐步下降,24h时达最低水平,值低于基线,24h~72h又有所回升。不同时间点实验组梗死侧相位弧度值与对照组相比,差异均无统计学意义(P>0.05);实验组梗死侧相位弧度值与镜像侧相比,6h、9h、72h组有统计学差异(P<0.05)。
4.实验组大鼠ESWAN序列显示,37只(66%)表现为梗死区域静脉较镜像侧减少、消失,而梗死灶周围的静脉较对侧呈不同程度的增多或增粗,其中21只梗死周围静脉明显增多且增粗,16只显示周围静脉增多,但与正常静脉相比显示较细;9只(16%)显示梗死周围静脉减少或消失;10只(18%)显示梗死内部及周围静脉均无异常表现。对照组大鼠显示对应区域内部及周围静脉均未见异常。
5.在SWAN和PHASE图像上,显示微出血灶者有12只,表现为梗死区边界清楚的类圆形或短条状低信号影。其中12h组显示2只,24h组显示4只,72h组显示6只,除2只检出2个微出血灶外,其余均检出1个微出血灶。在常规T1WI和T2WI上均未显示微出血灶。
6.实验组大鼠MCAO后,梗死区随着时间的延长,MMP9积分光密度值(integralopticaldensity,IOD)逐渐增加,9h~12h下降,12h~72h上升。实验组大鼠除1h组外,其余时间点MMP9的积分光密度值与对照组大鼠相比,差异均有统计学意义(P<0.05)。
7.实验组大鼠MCAO后,梗死区随着时间的延长,AQP4积分光密度值(IOD)逐渐增加,1h~3h上升较快,之后缓慢增加,12h~24h上升斜率又增加,24h~72h略有升高。实验组各时间点AQP4积分光密度值与对照组相比,差异均具有统计学意义(P<0.05)。
8.分析MR检查所得指标ADC值、SWAN信号值、相位弧度值与病理指标AQP4及MMP9的积分光密度值的相关性后得出,SWAN信号值与AQP4、MMP9均有相关性(P<0.05)。相位弧度值与MMP9有相关性(P<0.05)。
结论:
1.ESWAN序列是MRI诊断和监测急性脑梗死的有效序列
2.ESWAN序列能够显示脑梗死后静脉血管及微出血灶
3.急性大鼠脑梗死区AQP4和MMP9的表达随着时间的延长,呈逐步增加的趋势
4.ESWAN序列能够在一定程度上反映梗死脑组织的病理变化