ESWAN對(duì)兔腦梗死出血性轉(zhuǎn)化檢測(cè)的實(shí)驗(yàn)研究

徐 鵬，徐 凱，孟閆凱，鄭 燕

出血性轉(zhuǎn)化(hemorrhagic transformation HT)是急性腦梗死患者常見(jiàn)并發(fā)癥，有研究發(fā)現(xiàn)，急性腦梗死后自發(fā)出血性轉(zhuǎn)化的發(fā)生率為10% ～43%，應(yīng)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(zhuǎn)化率的機(jī)會(huì)［1］。既往對(duì)HT的評(píng)價(jià)主要靠CT及常規(guī)MRI檢查，但其應(yīng)用范圍具有一定局限性［2］。增強(qiáng)梯度回波T2*加權(quán)血管成像序列(Enhanced gradient echo T2*weighted angiography，ESWAN)是近年發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)新的磁敏感成像技術(shù)，對(duì)小靜脈及血液代謝產(chǎn)物等順磁性物質(zhì)極為敏感［3，4］。本研究通過(guò)建立兔急性期腦梗死模型，運(yùn)用ESWAN檢查對(duì)兔腦梗死及出血性轉(zhuǎn)化的MRI特點(diǎn)進(jìn)行分析，并與病理做對(duì)照，探討其在預(yù)測(cè)出血性轉(zhuǎn)化方面的優(yōu)勢(shì)，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(dòng)物模型制備

新西蘭大白兔48只，由徐州醫(yī)學(xué)院動(dòng)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(jīng)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(dòng)物模型。血栓制備:動(dòng)物取仰臥位，固定四肢，頸部正中切口，分離左或右側(cè)頸總靜脈，穿刺抽取1～2 ml靜脈血，注入3 F血管造影導(dǎo)管內(nèi)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(zhǎng)多個(gè)節(jié)段，置入生理鹽水中備用。血栓注入:分離同側(cè)頸總、頸內(nèi)及頸外動(dòng)脈，結(jié)扎頸外動(dòng)脈遠(yuǎn)心端并離斷，用動(dòng)脈夾暫時(shí)夾閉頸總及頸內(nèi)動(dòng)脈，將頸外動(dòng)脈殘端向足側(cè)拉伸使其與頸總動(dòng)脈長(zhǎng)軸保持一致，將20 G留置針沿頸外動(dòng)脈殘段向近端穿刺，針內(nèi)見(jiàn)回血后退出針芯，并繼續(xù)向頸內(nèi)動(dòng)脈推進(jìn)留置針，將內(nèi)含血栓的注射器連接至留置針，松開(kāi)頸內(nèi)動(dòng)脈處動(dòng)脈夾，分段快速注入3～5節(jié)血栓。在穿刺點(diǎn)近端結(jié)扎頸外動(dòng)脈，松開(kāi)頸總動(dòng)脈處動(dòng)脈夾，恢復(fù)頸動(dòng)脈血供，逐層縫合頸部切口。

1.2 MR 檢查

使用美國(guó)GE公司Signa Excite 3.0T MRI系統(tǒng)，8通道標(biāo)準(zhǔn)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(shù):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(shù)，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(zhuǎn)角20°，視野16 cm ×16 cm，矩陣512×448。ESWAN原始圖像經(jīng)ADW 4.2工作站后處理，使用Functiontool軟件對(duì)磁矩圖圖像采用3 mm層厚重建，得到最小信號(hào)投影ESWAN min。

1.3 MRI圖像分析

觀察72 h后兔腦的常規(guī)MRI及ESWAN表現(xiàn)，對(duì)腦內(nèi)出血灶計(jì)數(shù)并分別測(cè)量出血體積，比較常規(guī)MRI及ESWAN所示出血體積有無(wú)差異，并最終與病理結(jié)果對(duì)照分析。測(cè)量梗死3 h后DWI所示梗死體積，計(jì)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(guān)性。

1.4 病理學(xué)檢查

所有MR掃描結(jié)束后，將兔過(guò)度麻醉，經(jīng)左心室灌注固定后開(kāi)顱取腦。對(duì)梗死最大層面或出血區(qū)域切片行蘇木精-伊紅(HE)染色，觀察腦梗死區(qū)組織形態(tài)學(xué)變化。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

ESWAN與常規(guī)MRI對(duì)腦梗死灶內(nèi)出血體積比較采用配對(duì)t檢驗(yàn)。應(yīng)用Spearman相關(guān)性分析，探討梗死后出血程度與梗死體積的關(guān)系。

2 結(jié)果

48只兔子中39例(81.25%)模型成功，成功標(biāo)準(zhǔn)以血栓注入對(duì)側(cè)肢體肌力下降、跛行或出現(xiàn)同側(cè)Honer征陽(yáng)性。常規(guī) MRI圖像上，腦梗死后3 h病變區(qū)域表現(xiàn)為片狀等T1、等或稍長(zhǎng)T2信號(hào)影。所有梗死灶于3 h均可在 DWI呈現(xiàn)高信號(hào)(見(jiàn)圖1A)，ESWAN圖像上表現(xiàn)為等信號(hào)(見(jiàn)圖1B)。72 h后常規(guī)MRI序列檢出腦梗死灶內(nèi)出血8例(基底節(jié)區(qū)2例、顳頂葉1例、額顳葉5例)，共13個(gè)出血灶，表現(xiàn)為T(mén)1WI斑片樣稍高信號(hào);ESWAN檢出13例(基底節(jié)區(qū)3例、顳頂葉1例、額顳葉9例)，共48個(gè)出血灶，表現(xiàn)為ESWAN min多發(fā)斑片樣、斑點(diǎn)樣低信號(hào)，其中包括5例梗死后出血常規(guī)MRI未檢出(見(jiàn)圖2A、圖2B)，ESWAN對(duì)腦梗死灶內(nèi)出血的檢出率(33.33%，13/39)高于常規(guī) 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(shí)梗死區(qū)域細(xì)胞間隙增寬，內(nèi)見(jiàn)大量紅細(xì)胞，部分組織呈篩網(wǎng)狀壞死

組織學(xué):39只兔腦梗死區(qū)域均見(jiàn)不同程度腦組織改變，包括腦組織腫脹、腦表面血管擴(kuò)張，鄰近側(cè)腦室受壓變窄。鏡下示梗死缺血區(qū)內(nèi)神經(jīng)元及星形細(xì)胞腫脹，血管周圍間隙增寬。細(xì)胞間質(zhì)水腫，胞體腫脹，部分細(xì)胞結(jié)構(gòu)破壞嚴(yán)重，胞膜溶解，細(xì)胞核縮小，部分深染。發(fā)生HT者梗死區(qū)腦組織呈篩網(wǎng)狀無(wú)結(jié)構(gòu)區(qū)，壞死區(qū)神經(jīng)元稀疏并可見(jiàn)不等量淋巴細(xì)胞浸潤(rùn)，血管周圍紅細(xì)胞滲出，嚴(yán)重者腦實(shí)質(zhì)內(nèi)見(jiàn)大量紅細(xì)胞(見(jiàn)圖3)。

2.1 ESWAN所示出血體積與常規(guī)MRI比較

常規(guī)MRI測(cè)量的腦出血灶體積為(41.16±43.24)mm3，ESWAN 測(cè)量的腦出血灶體積為(77.69±70.91)mm3，后者測(cè)得腦出血灶體積明顯大于前者，且兩者差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)。

2.2 ESWAN所示出血與梗死體積相關(guān)性

72 h后腦梗死灶內(nèi)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(jìn)行Spearman相關(guān)性分析，結(jié)果兩者有良好的正相關(guān)性(r=0.694，P ＜0.05)。

3 討論

ESWAN是一種以T2*加權(quán)梯度回波序列作為基礎(chǔ)，運(yùn)用三維梯度回波掃描技術(shù)，通過(guò)不同組織間的磁敏感性差異而達(dá)到對(duì)比增強(qiáng)的新成像方法，具有三維成像、高分辨率及高信噪比等特點(diǎn)［6］。ESWAN首先通過(guò)T2*加權(quán)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(guò)程中同時(shí)獲得，前者主要反映了質(zhì)子在弛豫過(guò)程中的信號(hào)強(qiáng)度，后者則描述了質(zhì)子在該過(guò)程中行經(jīng)的角度［7］，將兩者加權(quán)可獲得磁敏感加權(quán)圖像，并運(yùn)用最小密度投影(min IP)方法顯示連續(xù)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(nèi)源性對(duì)比劑，可在血管及周圍實(shí)質(zhì)間產(chǎn)生相差，從而使靜脈顯影。

3.1 ESWAN對(duì)微出血的評(píng)價(jià)

腦梗死可因缺血局部腦血流的高灌注損傷而導(dǎo)致出血，微量出血的存在可增加溶栓治療或使用其他強(qiáng)烈抗凝藥物引起出血的風(fēng)險(xiǎn)性，ESWAN能夠早期檢出發(fā)病6h內(nèi)的急性出血，而且可以發(fā)現(xiàn)急性腦缺血灶內(nèi)的陳舊出血灶［3］，及早明確是否伴有出血對(duì)臨床治療用藥的選擇是至關(guān)重要的。Nandigam等［8］通過(guò)ESWAN與GRE對(duì)微出血檢出的研究表明，無(wú)論是對(duì)微出血數(shù)目還是出血體積進(jìn)行比較，ESWAN都具有明顯的優(yōu)勢(shì)(P＜0.001)。

本研究通過(guò)對(duì)39例腦梗死灶的常規(guī) MRI及ESWAN對(duì)比研究，結(jié)果顯示ESWAN對(duì)梗死灶內(nèi)出血灶數(shù)目的檢出率高于常規(guī) MRI序列，且 ESWAN測(cè)量的出血體積明顯高于常規(guī)MRI(P＜0.05)。在大體積腦梗死的急性期，ESWAN即可發(fā)現(xiàn)粟粒狀多發(fā)微小出血灶，隨時(shí)間的延長(zhǎng)病變范圍可擴(kuò)大融合，而以上征象對(duì)于常規(guī)MRI是難以檢測(cè)到的。本實(shí)驗(yàn)中有5例腦梗死后常規(guī)MRI未見(jiàn)明顯出血灶，而ESWAN可見(jiàn)點(diǎn)狀或小斑片樣融合的低信號(hào)影，體現(xiàn)了ESWAN對(duì)于微量出血的敏感性。研究表明，急性腦梗死后自發(fā)性微出血灶的出現(xiàn)是腦梗死的一個(gè)自然演變過(guò)程，是血管再通的表現(xiàn)，有利于腦梗死患者的神經(jīng)功能恢復(fù)［9］。但對(duì)ESWAN早期發(fā)現(xiàn)微出血灶的患者應(yīng)禁止溶栓治療，且慎用抗凝血藥物，防止出血程度的擴(kuò)大。

3.2 ESWAN所示出血與梗死體積相關(guān)性

引起腦梗死后出血性轉(zhuǎn)化的原因較多，其主要發(fā)病機(jī)制與自由基的生成、細(xì)胞內(nèi)鈣超載、興奮性氨基酸毒性、白細(xì)胞的浸潤(rùn)及補(bǔ)體激活等因素相關(guān)。以上因素均可導(dǎo)致血管內(nèi)皮細(xì)胞損傷及微血管結(jié)構(gòu)發(fā)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(guān)性［11，12］。

本實(shí)驗(yàn)中15例大體積腦梗死(梗死體積 ＞30%)中有10例均可見(jiàn)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(shì)，其與梗死體積存在正相關(guān)性(r=0.802，P＜0.05)。其機(jī)制認(rèn)為可能是大體積腦梗死后血管源性水腫的出現(xiàn)引起血管內(nèi)皮細(xì)胞受破壞，導(dǎo)致毛細(xì)血管破裂致使梗死周圍斑點(diǎn)或片狀出血［13］。因此，對(duì)于臨床上大體積腦梗死患者應(yīng)謹(jǐn)慎選擇治療方法，尤其是溶栓藥物的應(yīng)用，以防止HT的發(fā)生。

綜上所述，ESWAN作為一項(xiàng)核磁共振成像新技術(shù)，對(duì)腦梗死后再灌注損傷所致微出血的判定有重要價(jià)值。微出血患者其臨床癥狀往往不顯著，且常規(guī)MRI對(duì)其敏感性較低，而ESWAN可以彌補(bǔ)這一不足，對(duì)預(yù)測(cè)腦梗死后的發(fā)展趨勢(shì)和預(yù)后起到指導(dǎo)作用，減少因臨床藥物溶栓而引起的 HT［14，15］。

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