超急性脑缺血再灌注MRI弥散及灌注成像的实验研究

1、超急性脑缺血再灌注MRI弥散及灌注成像的实验研究 11-04-20 13:14:00 作者：马红 荣玉涛 徐凯编辑：studa20【摘要】 目的 运用磁共振弥散及灌注成像，研究栓塞前、后及溶栓后脑组织不同区域的血液动力学的变化，及其判定半暗带的价值。 方法 60只雄性SD大鼠（280320g），随机分成3组A、B、C组，A组为对照组（n=10），B组为缺血2小时组（n=55），C组为缺血6小时组（n=55）。采用改良Zea Longa线栓法建立大鼠可逆性大脑中动脉栓塞模型，于再通前及再通后2h、24h用Signa Profile 3.0T MRI分别行大鼠脑冠状位弥散成像、灌注加权（perfu

2、sion weighted imaging, PWI）评价血流再灌注情况。结果 A组（假手术组）DWI及脑血流灌注NEI参数图均未见异常。B组（缺血2h再灌注组）再通前DWI出现大片浅淡的高信号，灌注图示大面积的灌注减低区，DWI异常面积明显小于PWI异常面积；再灌注后2h及24h DWI异常面积较灌注前稍缩小（P0.05），灌注图像上，血流逐渐基本恢复，rNEI值逐渐升高，DWI异常面积与PWI异常面积趋向一致。C组（缺血6h再灌注组）再通前DWI出现大片高信号，范围与PWI基本一致；再灌注后随着再灌注时间的延长DWI面积无明显变化，灌注图像上，血流恢复不均，局部存在灌注缺损。 结论 磁共振

3、脑血流弥散及灌注成像可定量地提供脑组织血流量的动态变化信息，并可提供脑组织的病生理状态、判定缺血半暗带的存在、溶栓可能性的评估手段。 【关键词】 脑缺血 再灌注 血液动力学 弥散及灌注成像 磁共振成像 Abstract Objective To investigate the Characterization of DWI and PWI during ischemia and reperfusion and their value in the assessment of penumbra in ischemic rats. Methods 70 SD rats were randomly

4、divided into three groups, group A (n=10) was sham-operated for control study, group B, C(n=30 for each) experience the occlusion and reperfusion of the right middle cerebral artery with thread. DWI, PWI were performed at B(I2h/R2h, 12h/R24h)and C(I6h/ R2h, I6h/ R24h) respectively. NEI topographical

5、 maps were achieved through reconstruction of raw data of DWI and PWI at workstation. The ratios of NEI (relative value to the contralateral side) were measured at areas of ischemic core and border area. Results Rats in group A had no change on DWI and PWI, hyper-intensity was found on DW I in group

6、 B. RNEI map in group B showed recovery of perfusion after reperfusion. The recovery of perfusion in group C showed more inadequacy and more uneven, and perfusion deficit still can be seen in the lesion. Conclusion Semi-quantitative parameters of DWI and PWI can distinguish the penumbra from ischemi

7、c necrosis. DWI can reflect the changes of the ischemic lesion, while PWI can monitor changes of blood dynamics following ischemia and reperfusion. Key words magnetic resonance imaging;rat cerebral ischemia /reperfusion;DWI;PWI;penumbra MRI已成为评价脑缺血的最常用方法。DWI对急性脑缺血非常敏感，可用于评价急性脑缺血的脑组织的损害程度。缺血敏感指标相对平均信

8、号强度值RMSI，可用来研究缺血区域早期细胞水肿的发展过程及时空变化规律。急性缺血性卒中早期是细胞的改变，此时期主要是“细胞毒性水肿”，而相应的组织形态学尚未出现明显改变。PWI通过反映脑的血流动力学变化，来了解脑缺血后的病理生理变化，达到诊断超急性脑梗死的目的。弥散加权成像（diffusion weighted imaging，DWI）和灌注加权成像（perfusion weighted imaging，PWI）这两种成像技术联合应用的最大优点是不但能在超急性期对脑梗塞进行定位、定性，而且还能显示梗塞区脑组织的存活状态13。 材料与方法 1.研究对象 健康雄性SD大鼠50只，由徐州医学院动物

9、中心提供，体重220290g，随机分为A假手术组、B缺血2h组和C缺血6h组，缺血2h组再分为：I2hR0，I2hR2h，I2hR6h，I2hR24h；缺血6h组再分为为：I6hR0，6hR2h，I6hR6h，I6hR24h。每小组5只。 2.实验流程首先用线栓法建立大脑中动脉栓塞（MCAO）模型，各组动物于不同时间点行3.0T磁共振检查，采用老鼠实验线圈为接收线圈。大鼠用10%水合氯醛腹腔注射麻醉后，取俯卧位头置线圈中央，冠状位成像，DWI采用平面回波序列（echo planar imaging, EPI），TR/TE(ms)6800/93，FOV(cm)86，矩阵6464，NEX2，层厚/

10、间距(mm)2.4/0.2。选择缺血明显的层面测量DWI异常信号区占同层全脑面积百分比。PWI运用对T2敏感的平面回波自由衰减序列SE-EPI扫描，TR/TE(ms800/40，FOV(cm) 86，矩阵6464，NEX1，层厚/间距(mm) 2.4/0.2连续扫描50次，在第四次扫描后经股静脉快速注入0.3ml的Gd-DTPA，注药过程大约2s，每个扫描层面有50幅动态图像，用于灌注分析，测量PWI异常信号区占同层全脑面积百分比，缺血中心区及周围相对于正常侧的rNEI。 结 果 1. 脑缺血再灌注前后DWI变化 A组假手术组DWI未示异常；B组、C组缺血灌注前出现明显高信号，再灌注后高信号区

11、未示明显变化。 2. 脑缺血再灌注前后脑血流灌注参数和灌注图变化 A组动物两侧缺血中心区和周围区ROI比较rNEI值未见明显差别。灌注图两侧对称，无灌注异常区。 B组和C组灌注图可见右侧大脑中动脉供血区明显的异常灌注。在缺血区B组再灌注后，随着再灌注时间的延长，缺血中心rNEI稍有恢复，周边区逐渐恢复，I2hR24hrNEI达参数与A组比较已无明显差别(P0.05)。C组缺血6h再灌注后缺血中心区rNEI无明显恢复(表1)。PWI与DWI两者之间的比较详见表2(图14)。 讨 论 多年来，缺血区卒中的发病率、致残率及死亡率一直很高。及时安全的溶栓治疗可以及早地恢复脑血流，改善区域血液供应，缩小梗死面积，挽救死亡的脑组织及其功能,为此，提出了“缺血半暗带”和“治疗时间窗”等治疗概念。澳大利亚SK研究小组(ASK)溶栓治疗的结果也提示，早治疗(3小时)的效