MR磁化率與血腫周圍腦水腫的相關(guān)性研究

陳瑤，田亞楠，李冠武，袁軍，常時新

MR磁化率與血腫周圍腦水腫的相關(guān)性研究

陳瑤，田亞楠，李冠武，袁軍，常時新

目的：探討MR磁化率與血腫周圍水腫（PHBE）間的相關(guān)性。方法：52例腦實質(zhì)內(nèi)出血的患者分別于發(fā)病后第3、10d進(jìn)行常規(guī)MRI及磁量圖（QSM）檢查。在QSM上計算血腫的平均磁化率，同時在T2FLAIR圖上測量PHBE體積，采用Pearson統(tǒng)計分析血腫磁化率與PHBE體積間的相關(guān)性。結(jié)果：血腫第3d的平均磁化率為（4794．6± 420．4）ppm，PHBE體積為（7．49±3．12）mL，兩者間存在顯著相關(guān)性（r＝0．974，P＜0．001）；第10d的平均磁化率為（7388．6±3589．2）ppm，PHBE體積為（11．23±3．79）mL，兩者間亦存在顯著相關(guān)性（r＝0．901，P＜0．001）。結(jié)論：采用MR磁化率計量血腫內(nèi)鐵離子含量對觀察PHBE的演變有一定幫助。

血腫，顱內(nèi)；腦水腫；磁化率；鐵離子；磁共振成像

血腫周圍腦水腫（perihematomal brain edema，PHBE）在腦出血后二次腦損傷中發(fā)揮著重要作用［1－2］，但腦出血后腦水腫形成的機(jī)制尚不完全清楚。血紅蛋白的毒性作用以及血細(xì)胞溶解后鐵離子（Fe3＋）釋放導(dǎo)致的脂質(zhì)過氧化反應(yīng)有可能是形成并加重PHBE的原因［3－4］，而磁化率能反映血腫內(nèi)Fe3＋含量［5－7］。本文擬探討MR磁化率與PHBE間的相關(guān)性。

材料與方法

1．研究對象

搜集2010年12月－2013年3月我院腦外科及卒中單元的、經(jīng)過CT確診的腦出血患者52例，其中男34例，女18例，年齡41～89歲，中位年齡65．8歲。

2．設(shè)備及參數(shù)

所有患者分別于發(fā)病后第3、10d進(jìn)行常規(guī)MRI及磁量圖（quantitative susceptibility mapping，QSM）檢查。采用Siemens Verio 3．0T超導(dǎo)型高場MRI掃描儀，8通道頭顱正交線圈，橫軸面成像。檢查方法：T1WI（TR 431ms，TE 13ms）、T2WI（TR 6300ms，TE 86ms）、T2FLAIR（TR 6400ms，TE 110ms，TI 2000ms）及QSM。QSM采用快速三維多回波T2＊梯度回波序列，掃描參數(shù)：TR 53．00ms，TE 16．26～45．00ms，共8個回波，視野24cm×22cm，層厚2．0mm，層距0．4mm，翻轉(zhuǎn)角15°，像素0．9mm× 0．9mm×2．0mm，帶寬240Hz，激勵次數(shù)1，采集時間5min 23s。

3．?dāng)?shù)據(jù)分析

所有數(shù)據(jù)均傳至后處理工作站，采用麥克斯韋方程運算得到擬合的QSM圖，血腫平均磁化率通過計算機(jī)軟件自動運算獲得。在T2FLAIR圖上按水腫區(qū)信號特點采用手工逐層繪制興趣區(qū)（ROI）獲得PHBE體積。采用Pearson統(tǒng)計分析血腫磁化率與PHBE體積間的相關(guān)性，P＜0．05為有統(tǒng)計學(xué)意義。

結(jié) 果

1．顱內(nèi)血腫的發(fā)生部位、體積

52例患者腦實質(zhì)內(nèi)血腫發(fā)生的部位分別為基底節(jié)區(qū)27例，占51．9%；額葉及頂葉均為6例，占23．1%；顳葉5例，占9．6%；枕葉8例，占15．4%。血腫體積為2．5～22．94mL，平均（8．98±6．14）mL。

2．血腫磁化率與PHBE體積

CT圖像上血腫于第3d表現(xiàn)為高密度，第10d呈混雜高密度（圖1a），周圍水腫為低密度，但界限欠清。在T2－FLAIR圖上血腫早期為混雜低信號，晚期為混雜高信號，而PHBE則表現(xiàn)為明顯高信號（圖1b），界限清晰。QSM圖能量化血腫內(nèi)Fe3＋的含量，血腫區(qū)信號的高低反映Fe3＋含量的多少（圖1c）。血腫第3、10d的磁化率及PHBE體積見表1。

表1 血腫磁化率與PHBE體積

圖1 男，56歲，右側(cè)基底節(jié)區(qū)血腫，發(fā)病后第3d血腫同一層面的CT、MRI及QSM圖。a）CT平掃示血腫呈高密度（箭）；b）T2－FLAIR示血腫呈低信號（短箭），水腫區(qū)呈高信號（長箭）；c）QSM示血腫呈極高信號（箭），提示其內(nèi)Fe3＋含量高。 圖2 第3d血腫磁化率與PHBE體積的相關(guān)性曲線圖。 圖3 第10d血腫磁化率與PHBE體積的相關(guān)性曲線圖。

3．磁化率與PHBE體積間的相關(guān)性

隨著時間的延長，血腫內(nèi)血細(xì)胞破壞溶解增多，血腫磁化率逐漸增大，同時，PHBE體積亦逐漸增大。血腫于第3d所測得的磁化率與PHBE體積間的相關(guān)性曲線見圖2，Pearson統(tǒng)計分析顯示兩者間呈顯著性相關(guān)（r＝0．974，P＜0．001）。第10d血腫磁化率與PHBE體積間的相關(guān)性曲線見圖3，兩者間亦呈明顯正相關(guān)（r＝0．901，P＜0．001）。

討 論

1．PHBE產(chǎn)生的機(jī)制探討

PHBE形成的病理生理機(jī)制包括①血管源性：血塊回縮引起血清蛋白的滲出［8］；②再灌注損傷：血腫周圍腦組織受壓出現(xiàn)低灌注區(qū)并導(dǎo)致細(xì)胞毒性水腫，再灌注損傷加重PHBE［1］；③凝血酶的釋放：血漿及血塊內(nèi)的凝血酶原通過破壞的血腦屏障（BBB），緩慢釋放到血腫周圍形成PHBE［3］；④凝血級聯(lián)反應(yīng)：凝血酶是由凝血酶原產(chǎn)生的一種絲氨酸蛋白酶，其在出血后迅速產(chǎn)生，并參與PHBE的形成［9］；⑤BBB破壞：BBB的破壞導(dǎo)致血腫周圍區(qū)通透性開始增加［4］；⑥補體反應(yīng)：血液的外滲、BBB的破壞使補體能夠進(jìn)入腦實質(zhì)，補體介導(dǎo)的腦損傷和膜攻擊復(fù)合物引起細(xì)胞膜孔的形成進(jìn)而導(dǎo)致細(xì)胞的溶解［10］；⑦基質(zhì)金屬蛋白酶（MMPs）的作用：MMPs降解基膜、增加毛細(xì)血管通透性［3］；⑧血細(xì)胞的溶解和血紅蛋白的毒性作用：紅細(xì)胞溶解后Fe3＋的釋放導(dǎo)致脂質(zhì)過氧化反應(yīng)，產(chǎn)生大量的自由基，運鐵蛋白和凝血酶結(jié)合引起腦損傷，使得細(xì)胞內(nèi)Fe3＋的攝取增多［11－12］；⑨紅細(xì)胞溶解導(dǎo)致神經(jīng)元和星形膠質(zhì)細(xì)胞破壞，使細(xì)胞內(nèi)外環(huán)境的穩(wěn)態(tài)失衡［3］。上述機(jī)制均參與和／或?qū)е翽HBE的產(chǎn)生及加重，而血細(xì)胞溶解后Fe3＋的釋放有可能是PHBE形成的重要原因之一。

2．血腫內(nèi)Fe3＋釋放與PHBE形成之間的相關(guān)性

近期一項研究表明較低水平的亞鐵（0．2mmol／L）聚集能誘導(dǎo)腦損傷［4］。血紅蛋白的降解使Fe3＋釋放，F(xiàn)e3＋的聚集可高達(dá)10mmol／L，顱內(nèi)注入Fe3＋能夠引起腦水腫，并且Fe3＋能加劇凝血酶誘導(dǎo)的腦水腫，而去鐵胺是一種鐵螯合劑，能夠減輕腦內(nèi)鐵蛋白的免疫反應(yīng)，減輕PHBE及腦萎縮，說明Fe3＋在PHBE的形成中發(fā)揮著重要的作用。

由于細(xì)胞內(nèi)儲存能量的耗盡或補體系統(tǒng)激活后膜攻擊復(fù)合物的形成［13］，血腫內(nèi)紅細(xì)胞開始發(fā)生溶解并產(chǎn)生血紅蛋白及其降解產(chǎn)物，血紅素在腦內(nèi)容易被血紅素加氧酶－1降解生成Fe3＋、一氧化碳（CO）和膽綠素。近期的一項研究表明，腦內(nèi)注入血紅蛋白或它的降解產(chǎn)物在24h內(nèi)會引起腦水腫［3］。隨著血塊的溶解，血紅蛋白及其降解產(chǎn)物逐漸增多，血腫發(fā)生后10d左右PHBE增加達(dá)到高峰。采用無創(chuàng)性鐵定量評價技術(shù)分析血腫內(nèi)Fe3＋含量與PHBE體積之間的相關(guān)性，有可能了解血腫溶解吸收過程中Fe3＋在PHBE形成及演變進(jìn)展中的作用，為臨床治療提供依據(jù)。

3．血腫內(nèi)無創(chuàng)性Fe3＋定量檢測技術(shù)對評價PHBE演變進(jìn)程的價值

Fe3＋是一種強(qiáng)順磁性的物質(zhì)，順磁性的血液成分及代謝產(chǎn)物包括脫氧血紅蛋白、高鐵血紅蛋白和含鐵血黃素。隨著血腫內(nèi)Fe3＋的釋放，高場下具備磁敏感效應(yīng)逐漸增高。利用磁敏感加權(quán)序列（如T2＊）對順磁性效應(yīng)的敏感性，運用快速有效的多回波T2＊梯度成像序列，采用偶極反演方法，可以獲得順磁性物質(zhì)的磁化率，從而間接得到Fe3＋的含量。該技術(shù)于2008年發(fā)明并應(yīng)用于臨床，是通過擬合模圖和相位圖得到磁化率含量信息的磁量圖（QSM）［5－7］。

本研究正是基于紅細(xì)胞溶解后鐵離子的釋放導(dǎo)致脂質(zhì)過氧化反應(yīng)，產(chǎn)生大量的自由基進(jìn)而導(dǎo)致PHBE形成這一可能機(jī)制，采用無創(chuàng)QSM技術(shù)定量檢測血腫內(nèi)Fe3＋的含量，分析Fe3＋含量與PHBE體積之間的相關(guān)性，有可能為臨床評價PHBE的轉(zhuǎn)歸提供一個參考指標(biāo)。本研究發(fā)現(xiàn)血腫在第3、10d兩個階段，隨著血腫內(nèi)Fe3＋含量的增加，PHBE體積也增加，兩者之間存在明顯正相關(guān)，這在一定程度上說明血腫內(nèi)Fe3＋在PHBE形成及演變進(jìn)程中發(fā)揮著作用。

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The correlation study of MR susceptibility and perihematomal brain edema in cerebral hemorrhage

CHEN Yao，TIAN Ya－nan，LI Guan－wu，et al．Department of Radiology，Yueyang Hospital of Integrated Traditional Chinese ＆Western Medicine，Shanghai University of Traditional Chinese Medicine，Shanghai 200437，P．R．China

Objective：To investigate the relationship between MR susceptibility and perihematomal brain edema（PHBE）in cerebral hemorrhage．Methods：Fifty－two patients who had intracerebral hemorrhage in parenchyma were selected．MRI and quantitative susceptibility mapping（QSM）scan were performed on the 3rd and 10th day after onset．The MR susceptibility of hemorrhage was calculated in QSM，and PHBE was measured in T2－FLAIR imaging．Pearson statistical method was used to analyze the relationship between MR susceptibility and PHBE．Results：The average MR susceptibility of hemorrhage was（4794．6±420．4）ppm and PHBE was（7．49±3．12）mL on the third day．The correlation between them was significant（r＝0．974，P＜0．001）．On the 10th day，the average MR susceptibility was（7388．6±3589．2）ppm and PHBE was（11．23±3．79）mL．The correlation was significant（r＝0．901，P＜0．001）．Conclusion：The release of iron ions from the blood after being dissolved is likely to be an important part in the formation of PHBE．From this point，MR susceptibility measurement of iron content in hematoma is of help is observing PHBE process．

Hematoma，intracranial；Brain edema；Magnetic susceptibility；Iron ion；Magnetic resonance imaging

R743．34；R445．2

A

1000－0313（2015）02－0124－03

10．13609／j．cnki．1000－0313．2015．02．007

2014－05－22

2014－08－28）

200437 上海，上海中醫(yī)藥大學(xué)附屬岳陽中西醫(yī)結(jié)合醫(yī)院影像科

陳瑤（1960－），女，江蘇無錫人，副主任醫(yī)師，主要從事腦血管疾病的診斷工作。

常時新，E－mail：shixinchang＠126．com

上海市科委基礎(chǔ)處重點攻關(guān)項目（10JC1414600）