大鼠脑出血多模态磁共振成像的动态观察

摘要

背景和目的：
　　脑血管病是严重危害人类健康的三大主要疾病之一，流行病学调查资料显示，脑出血(intra cerebral hemorrhage，ICH)的发病率、死亡率、致残率极高，严重威胁着人们的健康和生活。脑出血最重要的病理改变是血肿本身和血肿周围的继发性损伤,如何应用影像学检查方法，在脑出血的早期及时做出准确的诊断，并评估血肿周围脑组织的继发性改变，对脑出血的诊断、治疗和预后评估具有重要的意义。
　　传统的观点认为，脑出血的首选检查手段是CT，常规磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）对出血不敏感。近年来，随着MRI设备的不断更新与磁共振成像新技术的发展，如多回波采集的T2*WI三维梯度回波（ Enhanced T2 Star Weighted Angiography,ESWAN）、扩散加权成像(diffusion weighted imaging，DWI)、灌注加权成像（perfusion weighted imaging,PWI）、磁共振波谱成像（magnetic resonance spectroscopic imaging，MRSI）、扩散张量成像（diffusiontensorimaging,DTI）在脑出血的研究中已得到广泛的应用。其中ESWAN序列是近年来新兴起的MRI检查技术，它对磁敏感性物质尤其敏感，不仅可以及早的发现出血灶，还能检出常规序列所不能发现的微出血灶，对临床治疗方式的选择具有重要的参考价值。
　　本实验的研究目的是通过MRI检查，探讨脑出血后血肿体积的演变与灶周水肿的变化情况，并与病理结果对照，分析影像资料与病理指标的相关性。
　　材料与方法：
　　1.随机选取清洁级健康雄性SD大鼠64只，体重250g～300g，平均(280.3±7.5)g。实验动物均由河南省动物实验中心提供。按照随机数字表法将大鼠分为实验组和对照组，实验组48只，行开颅、钻孔、进针并注血，对照组16只，除不注血外其他操作同实验组。以上动物均于造模后1h、3h、12h、24h、48h、72h、1w、2w分别行MRI扫描，并于各个时间点取病理标本。
　　2.脑出血模型的制作过程:将大鼠固定于立体定位仪上，取前囟后0.3mm，向左旁开3mm处，采用颅骨钻钻一大小约1mm直径的小孔，进针6mm。取自体左心室动脉血40ul注入（3分钟内），留针10分钟后拔出，封闭骨孔，缝合，行MRI扫描。
　　3.磁共振扫描采用美国GE公司7503.0T超导高场磁共振扫描机和大鼠专用线圈。实验组和对照组分别于造模后1h、3h、12h、24h、48h、72h、1w、2w行T1加权成像(T1-weightedimaging，T1WI)、T2加权成像(T2-weightedimaging，T2WI)、弥散加权成像（diffusion weighted imaging，DWI）、T2*WI及ESWAN序列扫描。根据磁共振扫描相应层面，在各个时间点分别选取2只大鼠，断头取脑，进行干湿重分析和免疫组织化学MMP9、AQP4的半定量分析。
　　4.观察不同时间点大鼠脑出血在ESWAN序列上相位弧度值、SWAN信号值的动态演变。经图像后处理测出血肿在T2WI、T2*WI、ESWAN序列上的体积，并与大体标本所测得体积进行比较，得出以上各个序列的放大率。观察比较不同时间点大鼠出血灶灶周DWI图像的变化情况，并记录表观扩散系数（apparent diffusion coefficient，ADC）的变化。MRI检查后取脑组织行脑组织含水量测量，并取脑组织切片观察MMP9和AQP4的表达趋势，分析ADC值、脑组织含水量与MMP9、AQP4的相关性。
　　5.所得数据使用SPSS17.0统计软件包进行统计学分析，计量结果采用均数±标准差表示。采用的统计学方法有独立样本的t检验、配对样本的f检验、方差分析、相关性分析，以P＜0.05为检验水准。
　　结果：
　　1.实验组大鼠脑出血后，出血中心区域相位弧度值、SWAN信号值均降低。实验组大鼠与对照组大鼠不同时间点相位弧度值、SWAN信号值对比，差异有统计学意义(P＜0.05);实验组大鼠出血侧与镜像侧相位弧度值、SWAN信号值对比，差异有统计学意义(P＜0.05)。
　　2.T2WI、T2*WI、ESWAN序列及大体标本所测血肿体积显示，血肿体积在1h～2w时间段均逐渐减小。其中，T2WI所测血肿体积与大体标本所得体积比较，无显著性差异(P=0.125＞0.05)，T2*WI、ESWAN序列所测血肿体积与大体标本所得体积比较，差异有统计学意义(P=0.025＜0.05)。即T2WI对血肿体积的显示较确切，ESWAN、T2*WI序列对血肿的显示均存在放大效应，平均放大率分别为1.707±0.086，1.332±0.050。
　　3.实验组大鼠血肿周围的脑组织在1h时ADC值无明显变化，3～72hADC值上升。实验组大鼠与对照组大鼠各个时间点ADC值相比，除1h、7d、14d组外，差异均有统计学意义(P＜0.05);实验组大鼠各个时间点出血侧ADC值与镜像侧相比，除1h、7d、14d组外，差异均有统计学意义(P＜0.05)。
　　4.实验组大鼠MMP9在出血后3h即可见表达，24h明显增多，48h达高峰，出血14天时仍有表达。除了1h外，实验组大鼠与对照组大鼠各个时间点的IODMMP9比较，差异均有统计学意义(P＜0.05)。
　　5.实验组大鼠AQP4在出血后1h可见阳性表达，12h表达增强，48h达高峰，14d仍可见表达。实验组大鼠与对照组大鼠各个时间点IODAQP4的比较，差异均有统计学意义（P＜0.05）。
　　6.分析ADC值、干湿重结果与病理指标MMP9、AQP4的相关性，ADC值与MMP9呈正相关性，脑组织含水量与MMP9、AQP4也存在正相关性。
　　结论：
　　1.ESWAN序列可以准确的识别出血灶，并且可以用于早期出血的检查
　　2.ESWAN、T2*WI序列对血肿的显示存在放大效应，而T2WI对血肿的显示更接近于真实大小
　　3.DWI序列可以无创性的反映脑水肿的变化
　　4.大鼠脑出血后血肿周围AQP4和MMP9的表达随着时间的延长，呈逐步增加的趋势

目录

声明

摘要

缩略词对照表

第一部分 磁共振成像对大鼠脑出血信号和体积演变的监测

前言

材料与方法

结果

讨论

结论

参考文献

第二部分 磁共振成像对大鼠脑出血灶周水肿的观察

前言

材料与方法

结果

讨论

结论

参考文献

附图

综述 功能性磁共振成像在脑出血的研究现状及进展

个人简历及在学期间发表的学术论文与研究成果

致谢