介入技术建立犬脑梗死模型及相关影像学研究

摘要

目的和背景: 脑梗死是临床上的常见病和多发病，严重危害人们的身心健康，多年来其临床治疗方法进展有限。因此，选择合适的动物建立符合人体发病情况的脑梗死动物模型，可以为脑梗死的诊断、治疗及预后评价等多维度干预提供可靠的实验和理论依据。本研究采用犬作为研究对象，实验中研究:(1)通过经动脉途径栓塞两条自体血栓至左侧大脑中动脉，联合同侧颈内动脉5F导管堵塞2小时建立犬相对大面积脑梗塞，探索研究方法的可行性，并通过磁共振成像(MRI)(T2加权成像)动态评估病灶情况;(2)采用介入技术经颈内动脉栓塞单个自体血栓至大脑中动脉建立腔隙性脑梗死模型，并分析其可行性;(3)基于FLAIR成像的相关技术，通过建立犬脑梗死模型，判断其评估脑梗死发病时间点的可行性和准确性;(4)通过建立犬脑梗死模型，评估相应时间点DWI相对信号强度(rDWI)，ADC相对值(rADC)，FLAIR相对信号强度(rFLAIR)，T2相对信号强度(rT2)，分析其在鉴定超急性期脑梗死病灶中的诊断价值。 材料和方法: (1)共15只健康的成年比格犬纳入本研究中。全麻下经股动脉插管至犬的双侧颈内动脉进行血管造影，观察评估其脑血管解剖等的情况。经颈内动脉注射两条自体血栓至犬大脑中动脉M1段远端和近端，再以5F导管堵塞同侧颈内动脉2小时，利用MRI技术评估模型建立后24小时和7天的脑梗死体积，同时，记录脑组织软脑膜支代偿分数和犬神经行为学评分，然后取脑组织行病理学检查，并分析建模24小时的校正脑梗死体积与脑组织软脑膜支代偿评分及神经行为学评分的相互关系（Pearson线性相关参数法）。(2)共8只健康的成年比格犬纳入本研究中。全麻下经股动脉插管至犬的双侧颈内动脉进行血管造影，观察评估其脑血管解剖等的情况。经颈内动脉注射单个自体血栓至犬大脑中动脉M1段近端，利用MRI技术评估模型，同时，记录犬神经行为学评分，7天后复查脑血管造影，然后取脑组织行病理学检查。(3)共24只健康的成年比格犬通过经颈内动脉注射单个自体血栓至大脑中动脉，联合导管堵塞同侧颈内动脉2小时，成功建立脑梗死模型。利用磁共振评估模型建立后的病灶演变，以FLAIR和DWI序列分别于3小时，4小时，5小时，6小时和24小时扫描成像。定义DWI-FLAIR不匹配为在DWI上观察到高信号，而在FLAIR上没有观察到异常信号，并评估DWI-FLAIR不匹配的程度。FLAIR显像上病灶的相对信号强度表示为rFLAIR，DWI-FLAIR不匹配度=(100-VFLAIR/VDWI)×100％;(4)共24只健康的成年比格犬，全麻下经股动脉插管评估其脑血管解剖等的情况。后经颈内动脉注射自体血栓至犬大脑中动脉近端，再以导管堵塞同侧颈内动脉2小时成功建立脑梗死模型后，利用磁共振成像（MRI）技术评估。分别于模型建立后3小时，4小时，5小时，6小时和24小时进行图像扫描。DWI+，FLAIR+，T2+分别定义为在DWI、FLAIR和T2序列成像上观测到新发的异常高信号。利用Pearson相关系数分析rDWI，rADC，rFLAIR，rT2定量评估的观察者之间和观察者自身之间的一致性。利用Wilcoxon对比分析脑梗死模型建立4小时内的超急性期脑梗死病灶rDWI，rADC rFLAIR，rT2的ROC曲线。本研究所有统计学分析采用SPSS16.0统计学软件，以P＜0.05认为有统计学差异。 结果: (1)12只比格犬经动脉途径栓塞自体血栓至大脑中动脉，联合同侧颈内动脉导管堵塞成功建立犬相对大面积脑梗死模型，技术成功率为80％(12/15)。这12只比格犬均存活，且7天复查脑血管造影显示大脑中动脉血流完全再通，无伴发严重并发症。脑梗死模型建立6小时进行T2加权成像，在基底节区和皮质区可见异常高信号。模型建立后24小时的校正脑水肿后的脑梗死体积占大脑半球体积的12.99±1.57％，变异度为12.08％。建模后24小时脑梗死体积与脑组织软脑膜支代偿评分和犬神经行为学评分之间相关性具有统计学意义。(2)6只动物经动脉途径栓塞自体血栓至大脑中动脉成功建立犬腔隙性脑梗死模型，技术成功率为75％(6/8)。这6只比格犬均存活，且7天复查脑血管造影显示大脑中动脉血流完全再通，无伴发严重并发症。模型建立6小时进行T2加权成像，在基底节区和皮质区可见异常高信号。24小时病灶直径5.8±0.57mm(4.7mm-9.6mm)，神经行为学评分3.8±0.40(3-5)。病灶经病理学检查证实。建模24小时犬神经行为学评分与病灶大小之间无明显相关性(r2=0.0635，P=0.630)。(3)20只比格犬经动脉途径栓塞单个自体血栓至大脑中动脉，联合同侧颈内动脉导管堵塞成功建立脑梗死模型。在5个观察时间点，分别有3只，11只，16只，19只和20只实验动物可观察到FLAIR阳性病灶。相对FLAIR，DWI-FLAIR不匹配度和脑梗死发生时间点有明显的相关性(相对FLAIR:r=+0.42;95％ CI，0.20-0.60;不匹配度:r=-0.85;95％ CI，0.89-0.78)。受试者工作特征曲线表明DWI-FLAIR不匹配度可以鉴别超急性期脑梗死病灶，其敏感度为1.00-0.76，而单纯视觉观察DWI-FLAIR不匹配对判定脑梗死病灶的敏感度仅为0.85-0.39;两张方法的特异性分别为0.83-0.95和0.85-1.00;(4)4只比格犬其大脑中动脉近端未完全栓塞而排除出进一步影像学分析。共有20只比格犬经动脉途径栓塞自体血栓至大脑中动脉，联合同侧颈内动脉导管堵塞成功建立犬脑梗死模型。模型建立后24小时内所有的rSI和脑梗死发生的时间窗均有明显的线性相关性(P＜0.05)。对比分析ROC曲线得出，rADC和其他三个rSI具有统计学差异(P＜0.0001)。然而，rDWI，rT2，rFLAIR三者之间没有统计学差异。 结论: (1)本研究表明，经动脉途径栓塞自体血栓至大脑中动脉，联合同侧颈内动脉导管堵塞建立犬相对大面积脑梗死模型，具有良好的可行性和重复性。研究结果显示模型建立后24小时犬脑梗死体积与脑组织软脑膜支代偿分数和犬神经行为学评分之间具有较好的相关性。本研究模型，作为临床前期的脑梗死研究的重要模型之一，可以为基础实验到临床研究转化提供依据和保障。(2)本研究表明，经动脉途径栓塞单个自体血栓至大脑中动脉近端，建立犬腔隙性脑梗死模型，具有良好的可行性和重复性，可以为临床研究腔隙性脑梗死的发病机制及转归提供实验依据。(3)利用相对FLAIR和DWI-FLAIR不匹配度可以准确判定犬脑梗死模型发生的时间点。本研究提出的DWI-FLAIR不匹配度对鉴别超急性期脑梗死病灶有较高的敏感性，是一个较好的临床指标;(4)本研究表明，基于建立犬脑梗死模型且明确脑梗死发生的时间窗，我们发现rDWI，rT2，rFLAIR对于鉴定脑梗死发生的时间点均有一定的帮助。然而，rADC没有在这一研究中表现出相应的价值。

目录

声明

缩略词

摘要

引言

第一部分 经动脉途径建立犬相对大面积脑梗死的可行性研究

参考文献

第二部分 经颈内动脉栓塞自体血栓建立犬腔隙性脑梗死模型的实验研究

参考文献

第三部分 MR成像评估犬脑梗死模型发生时间点的可行性和有效性研究

第一章 利用FLAIR序列评估建立犬脑梗塞模型发生时间点的研究

第二章 DWI、FLAIR和T2成像上相对信号强度评估犬脑梗死模型发生时间点的对比研究

参考文献

综述一：脑梗死中血脑屏障的作用及调节机制

综述二：脑灌流技术及在脑梗死实验研究中的应用价值

博士在读期间科研工作小结

致谢