ESWAN對兔腦梗死出血性轉化檢測的實驗研究

徐 鵬，徐 凱，孟閆凱，鄭 燕

出血性轉化(hemorrhagic transformation HT)是急性腦梗死患者常見并發癥，有研究發現，急性腦梗死后自發出血性轉化的發生率為10% ～43%，應用組織型纖溶酶原激活物(t-PA)或鏈激酶溶栓后可增加出血性轉化率的機會［1］。既往對HT的評價主要靠CT及常規MRI檢查，但其應用范圍具有一定局限性［2］。增強梯度回波T2*加權血管成像序列(Enhanced gradient echo T2*weighted angiography，ESWAN)是近年發展起來的一項新的磁敏感成像技術，對小靜脈及血液代謝產物等順磁性物質極為敏感［3，4］。本研究通過建立兔急性期腦梗死模型，運用ESWAN檢查對兔腦梗死及出血性轉化的MRI特點進行分析，并與病理做對照，探討其在預測出血性轉化方面的優勢，為臨床腦梗死的診斷及治療提供幫助。

1 材料與方法

1.1 動物模型制備

新西蘭大白兔48只，由徐州醫學院動物中心提供，體重2 500～3 000 g，雌雄不限。麻醉采用0.2%戊巴比妥鈉，經耳緣靜脈以1.5 ml/kg緩慢分次注入。參照Busch等［5］的方法建立兔自體血栓腦梗死動物模型。血栓制備:動物取仰臥位，固定四肢，頸部正中切口，分離左或右側頸總靜脈，穿刺抽取1～2 ml靜脈血，注入3 F血管造影導管內并加入3 U凝血酶，靜置60 min后用生理鹽水多次沖洗至其澄清。將血栓剪成5 mm長多個節段，置入生理鹽水中備用。血栓注入:分離同側頸總、頸內及頸外動脈，結扎頸外動脈遠心端并離斷，用動脈夾暫時夾閉頸總及頸內動脈，將頸外動脈殘端向足側拉伸使其與頸總動脈長軸保持一致，將20 G留置針沿頸外動脈殘段向近端穿刺，針內見回血后退出針芯，并繼續向頸內動脈推進留置針，將內含血栓的注射器連接至留置針，松開頸內動脈處動脈夾，分段快速注入3～5節血栓。在穿刺點近端結扎頸外動脈，松開頸總動脈處動脈夾，恢復頸動脈血供，逐層縫合頸部切口。

1.2 MR 檢查

使用美國GE公司Signa Excite 3.0T MRI系統，8通道標準頭部線圈。頭部置于線圈正中，行仰臥冠狀位掃描。掃描序列包括 T1WI、T2WI、DWI及ESWAN檢查。掃描參數:T1WI:TR 2200 ms，TE 15 ms，矩陣 256 × 192，層厚 3.0 mm，層間距1.0 mm，視野16 cm ×16 cm;T2WI:采用propeller技術，TR 4300 ms，TE 126 ms，層厚 3.0 mm，層間距1.0 mm，視野 16 cm ×16 cm;DWI:EPI序列，TR 5500 ms，minimal TE，矩陣 128 ×128，視野 16 cm ×16 cm，b=1000 s/mm2。ESWAN:3D SPGR，TR 30 ms，TE 15 ms，翻轉角20°，視野16 cm ×16 cm，矩陣512×448。ESWAN原始圖像經ADW 4.2工作站后處理，使用Functiontool軟件對磁矩圖圖像采用3 mm層厚重建，得到最小信號投影ESWAN min。

1.3 MRI圖像分析

觀察72 h后兔腦的常規MRI及ESWAN表現，對腦內出血灶計數并分別測量出血體積，比較常規MRI及ESWAN所示出血體積有無差異，并最終與病理結果對照分析。測量梗死3 h后DWI所示梗死體積，計算ESWAN最終出血體積占梗死體積百分比，并分析其與梗死體積相關性。

1.4 病理學檢查

所有MR掃描結束后，將兔過度麻醉，經左心室灌注固定后開顱取腦。對梗死最大層面或出血區域切片行蘇木精-伊紅(HE)染色，觀察腦梗死區組織形態學變化。

1.5 統計學分析

ESWAN與常規MRI對腦梗死灶內出血體積比較采用配對t檢驗。應用Spearman相關性分析，探討梗死后出血程度與梗死體積的關系。

2 結果

48只兔子中39例(81.25%)模型成功，成功標準以血栓注入對側肢體肌力下降、跛行或出現同側Honer征陽性。常規 MRI圖像上，腦梗死后3 h病變區域表現為片狀等T1、等或稍長T2信號影。所有梗死灶于3 h均可在 DWI呈現高信號(見圖1A)，ESWAN圖像上表現為等信號(見圖1B)。72 h后常規MRI序列檢出腦梗死灶內出血8例(基底節區2例、顳頂葉1例、額顳葉5例)，共13個出血灶，表現為T1WI斑片樣稍高信號;ESWAN檢出13例(基底節區3例、顳頂葉1例、額顳葉9例)，共48個出血灶，表現為ESWAN min多發斑片樣、斑點樣低信號，其中包括5例梗死后出血常規MRI未檢出(見圖2A、圖2B)，ESWAN對腦梗死灶內出血的檢出率(33.33%，13/39)高于常規 MRI序列(20.51%，8/39)。

圖1 腦梗死后3 h圖像

圖2 腦梗死后72 h圖像

圖3 腦梗死后72 h病理切片證實梗死區域細胞間隙增寬，內見大量紅細胞，部分組織呈篩網狀壞死

組織學:39只兔腦梗死區域均見不同程度腦組織改變，包括腦組織腫脹、腦表面血管擴張，鄰近側腦室受壓變窄。鏡下示梗死缺血區內神經元及星形細胞腫脹，血管周圍間隙增寬。細胞間質水腫，胞體腫脹，部分細胞結構破壞嚴重，胞膜溶解，細胞核縮小，部分深染。發生HT者梗死區腦組織呈篩網狀無結構區，壞死區神經元稀疏并可見不等量淋巴細胞浸潤，血管周圍紅細胞滲出，嚴重者腦實質內見大量紅細胞(見圖3)。

2.1 ESWAN所示出血體積與常規MRI比較

常規MRI測量的腦出血灶體積為(41.16±43.24)mm3，ESWAN 測量的腦出血灶體積為(77.69±70.91)mm3，后者測得腦出血灶體積明顯大于前者，且兩者差異有統計學意義(P＜0.05)。

2.2 ESWAN所示出血與梗死體積相關性

72 h后腦梗死灶內出血程度(ESWAN所示出血體積與DWI所示梗死體積之比)與梗死體積進行Spearman相關性分析，結果兩者有良好的正相關性(r=0.694，P ＜0.05)。

3 討論

ESWAN是一種以T2*加權梯度回波序列作為基礎，運用三維梯度回波掃描技術，通過不同組織間的磁敏感性差異而達到對比增強的新成像方法，具有三維成像、高分辨率及高信噪比等特點［6］。ESWAN首先通過T2*加權梯度回波序列獲得的原始圖像，包括磁矩圖像(magnitude image)和相位圖像(phase image)。兩組圖像可于一次掃描過程中同時獲得，前者主要反映了質子在弛豫過程中的信號強度，后者則描述了質子在該過程中行經的角度［7］，將兩者加權可獲得磁敏感加權圖像，并運用最小密度投影(min IP)方法顯示連續性靜脈血管。其原理主要為順磁性的脫氧血紅蛋白好比靜脈顯影的內源性對比劑，可在血管及周圍實質間產生相差，從而使靜脈顯影。

3.1 ESWAN對微出血的評價

腦梗死可因缺血局部腦血流的高灌注損傷而導致出血，微量出血的存在可增加溶栓治療或使用其他強烈抗凝藥物引起出血的風險性，ESWAN能夠早期檢出發病6h內的急性出血，而且可以發現急性腦缺血灶內的陳舊出血灶［3］，及早明確是否伴有出血對臨床治療用藥的選擇是至關重要的。Nandigam等［8］通過ESWAN與GRE對微出血檢出的研究表明，無論是對微出血數目還是出血體積進行比較，ESWAN都具有明顯的優勢(P＜0.001)。

本研究通過對39例腦梗死灶的常規 MRI及ESWAN對比研究，結果顯示ESWAN對梗死灶內出血灶數目的檢出率高于常規 MRI序列，且 ESWAN測量的出血體積明顯高于常規MRI(P＜0.05)。在大體積腦梗死的急性期，ESWAN即可發現粟粒狀多發微小出血灶，隨時間的延長病變范圍可擴大融合，而以上征象對于常規MRI是難以檢測到的。本實驗中有5例腦梗死后常規MRI未見明顯出血灶，而ESWAN可見點狀或小斑片樣融合的低信號影，體現了ESWAN對于微量出血的敏感性。研究表明，急性腦梗死后自發性微出血灶的出現是腦梗死的一個自然演變過程，是血管再通的表現，有利于腦梗死患者的神經功能恢復［9］。但對ESWAN早期發現微出血灶的患者應禁止溶栓治療，且慎用抗凝血藥物，防止出血程度的擴大。

3.2 ESWAN所示出血與梗死體積相關性

引起腦梗死后出血性轉化的原因較多，其主要發病機制與自由基的生成、細胞內鈣超載、興奮性氨基酸毒性、白細胞的浸潤及補體激活等因素相關。以上因素均可導致血管內皮細胞損傷及微血管結構發生改變，使血腦屏障破壞［10］。此外，腦梗死后出血與患者年齡、高血壓、冠心病、糖尿病以及梗死體積大小等有一定相關性［11，12］。

本實驗中15例大體積腦梗死(梗死體積 ＞30%)中有10例均可見不同程度出血，部分呈斑片狀融合，且腦梗死后出血程度隨梗死體積的增大而呈上升趨勢，其與梗死體積存在正相關性(r=0.802，P＜0.05)。其機制認為可能是大體積腦梗死后血管源性水腫的出現引起血管內皮細胞受破壞，導致毛細血管破裂致使梗死周圍斑點或片狀出血［13］。因此，對于臨床上大體積腦梗死患者應謹慎選擇治療方法，尤其是溶栓藥物的應用，以防止HT的發生。

綜上所述，ESWAN作為一項核磁共振成像新技術，對腦梗死后再灌注損傷所致微出血的判定有重要價值。微出血患者其臨床癥狀往往不顯著，且常規MRI對其敏感性較低，而ESWAN可以彌補這一不足，對預測腦梗死后的發展趨勢和預后起到指導作用，減少因臨床藥物溶栓而引起的 HT［14，15］。

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