CT灌注成像對急性腦缺血中血流動力學(xué)變化及缺血組織存活情況和預(yù)后評估的實驗研究.pdf

1、第一部分急性腦缺血CT灌注成像各參數(shù)動態(tài)變化的實驗研究 目的：采用急性局灶性腦缺血模型研究CT灌注成像各參數(shù)在腦缺血12小時內(nèi)的動態(tài)變化。 方法：10只新西蘭大白兔行自體血栓栓塞制成局灶性腦缺血模型。采用GELightspeed16MSCT，在基礎(chǔ)灌注后于栓塞后20分鐘掃描一次，1-6小時內(nèi)每隔一小時掃描一次，6-12小時內(nèi)每隔兩小時掃描一次。CT灌注軟件可以給出每個時間點的各參數(shù)圖。在完成缺血12小時CT灌注掃描后，斷

2、頭取腦，進(jìn)行TTC染色。首先在缺血20分鐘的參數(shù)圖上選擇缺血側(cè)感興趣區(qū)(ROI)和鏡像ROI，再根據(jù)坐標(biāo)值于其他時間點的參數(shù)圖上選擇相同的ROI。并根據(jù)缺血20分鐘CT灌注各參數(shù)圖和TTC的染色結(jié)果將梗塞側(cè)ROI分為中心梗塞區(qū)，半暗帶區(qū)和相對正常區(qū)三部分。對各參數(shù)隨時間的動態(tài)變化采用應(yīng)用于多變量重復(fù)測量的方差分析及球形檢驗。 結(jié)果：所有參數(shù)的動態(tài)變化可分為三個階段：1.缺血后兩小時內(nèi)：CBV和CBF在中心梗塞區(qū)明顯下降，在半暗帶

3、區(qū)CBV正常、輕度上升或輕度下降，CBF明顯下降，在相對正常區(qū)CBV輕度上升，CBF正常。2.缺血后2-5小時：三個區(qū)域內(nèi)CBV和CBF在一定水平上輕度波動。3.缺血后5-12小時：CBV和CBF在中心梗塞區(qū)和半暗帶區(qū)下降，而在相對正常區(qū)明顯上升。MTT和TTP的變化相似，梗塞后兩小時內(nèi)各個區(qū)域數(shù)值均明顯延長，在2-5小時內(nèi)輕度波動，而后在中心梗塞區(qū)明顯延長，在半暗帶區(qū)和相對正常區(qū)輕度和明顯縮短。缺血20分鐘時，缺血組織發(fā)生不可逆損傷的

4、閾值分別為CBV％：70.39±3.28％，CBF％：43.58±3.53％，MTT％：2.78±0.31或TTP％：1.32±0.47。 結(jié)論：實驗證明CT灌注成像能夠較準(zhǔn)確的顯示腦缺血的部位和范圍，也能在一定程度上反映腦缺血的病理生理改變。CT灌注檢查能夠指導(dǎo)溶栓治療患者的選擇。 第二部分急性腦缺血CT灌注成像不匹配現(xiàn)象與TTC，Bcl-2的病理學(xué)對照研究 目的：利用急性局灶性腦缺血動物模型通過CT灌注圖像

5、與TTC染色，Bcl-2表達(dá)的病理學(xué)對照研究以驗證急性腦缺血CT灌注圖像中通過CBF和CBV的不匹配來判斷半暗帶區(qū)的可靠性和準(zhǔn)確性。 方法：實驗組成功制作兔急性局灶性腦缺血模型10只，缺血20分鐘行CT灌注成像，缺血2小時給予肝素治療(100IU/kg靜脈推注，75IU/kg·h靜脈滴注維持)，缺血8小時行CT平掃除外顱內(nèi)出血，然后斷頭取腦，進(jìn)行TTC染色和Bcl-2免疫組織化學(xué)染色。對照組3只行假手術(shù)，除不打入自體血栓外，其他

6、手術(shù)過程及術(shù)后處理均同實驗組。將CTP圖像上CBF下降而CBV保持正?；蜉p度上升的區(qū)域判定為半暗帶；TTC染色為白色的區(qū)域與CTP所示原缺血區(qū)域間的差值定義為半暗帶；Bcl-2陽性表達(dá)的部分定義為半暗帶區(qū)，并分別計算三種方法判定的半暗帶的面積百分比。兩個觀測者分別對對應(yīng)的CTP和TTC圖，CTP和Bcl-2圖判定的半暗帶部位進(jìn)行一致性評分(完全一致：4分；一致性≥75％：3分；50％～75％：2分；25％～50％：1分；＜25％：0分)

7、。對實驗組和對照組Bcl-2陽性表達(dá)數(shù)進(jìn)行t檢驗。對TTC、CTP和Bcl-2判定的半暗帶的面積百分比進(jìn)行配對t檢驗和直線回歸分析。 結(jié)果：實驗組和對照組Bcl-2陽性表達(dá)有極顯著統(tǒng)計學(xué)差異(P＜0.001)。三種方法對半暗帶的判定無論其大小還是部位均有較高的一致性(CTP和TTC染包：P=0.575，R2=0.88，部位一致性評分：3.35分；CTP和Bcl-2染色：P=0.952，R2=0.82，部位一致性評分：3.2分)。

8、 結(jié)論：本實驗驗證了急性腦缺血CT灌注圖像中通過CBF和CBV的不匹配來判斷半暗帶區(qū)的可靠性和準(zhǔn)確性。 第三部分CT灌注成像對急性腦缺血兩種半暗帶判定方法的一致性研究 目的：采用急性局灶性腦缺血動物模型研究CT灌注成像對急性腦缺血兩種半暗帶判定方法的一致性，并評價其臨床應(yīng)用價值。 方法：成功制作兔急性局灶性腦缺血模型10只，缺血20分鐘行CT灌注成像，缺血2小時給予肝素治療，缺血8小時行CT平掃除外顱內(nèi)

9、出血，然后斷頭取腦，進(jìn)行TTC染色。采用兩種方法判定半暗帶，一種是計算半暗帶閾值以判定半暗帶(閾值法)，另一種是將CBF下降而CBV正常或輕度上升的區(qū)域判斷為半暗帶(不匹配法)。兩者的差異性檢驗采用配對t檢驗，計算一致性系數(shù)Kappa，描繪受試者診斷效能曲線(ROC曲線)并計算曲線下面積。 結(jié)果：半暗帶閾值(CBF％)為0.22～0.64。在缺血側(cè)200個ROI中，根據(jù)閾值法有101個ROI判定為半暗帶，而不匹配法有89個，其中

10、有84個ROI被兩種方法一致判定為半暗帶。配對t檢驗示兩種方法對于缺血側(cè)中心梗塞區(qū)、半暗帶區(qū)和相對正常區(qū)的判定無統(tǒng)計學(xué)差異(P=0.588)，一致性系數(shù)Kappa(K)為0.8211。閾值法的ROC曲線下面積較大，其診斷效能稍高于不匹配法。 結(jié)論：急性腦缺血時，CT灌注成像判定半暗帶的兩種方法具有較好的一致性。閾值法診斷效能較高，而不匹配法在臨床上更實用。 第四部分急性腦缺血腦血流變化與腦組織死亡概率問關(guān)系的實驗研究

11、 目的：采用logistic回歸來研究早期腦缺血腦血流變化與腦組織死亡概率之間的關(guān)系，以得出急性腦缺血時不同時間點腦組織的死亡概率曲線。 方法：成功制作兔急性局灶性腦缺血模型10只，采用GELightspeed16MSCT，于造模成功后20min，2h，5h和10h各行CT灌注掃描一次。在腦缺血12小時后，取腦標(biāo)本行TTC染色。在CT灌注圖像上隨機(jī)選擇缺血側(cè)ROI和鏡像ROI，并根據(jù)TTC染色結(jié)果判斷其轉(zhuǎn)歸。采用logis

12、tic回歸模型分析CBV％，CBF％與腦組織死亡概率之間的關(guān)系，并繪出死亡概率曲線。 結(jié)果：缺血腦組織的死亡概率隨CBV％，CBF％的下降而明顯上升，不同時間點的死亡概率曲線不同，CBF％的概率曲線在缺血20min和2h時變化不大，缺血20min的CBV％概率曲線高于缺血2h，缺血5h和缺血10h時CBV％和CBF％概率曲線均明顯上升。缺血20min時治療與不治療的半暗帶閾值范圍所對應(yīng)的腦組織死亡概率分別為4％～66％，0～19

13、％。 結(jié)論：采用logistic回歸模型研究了腦缺血早期腦血流變化與腦組織死亡概率之間的關(guān)系，得到了腦缺血不同時間點的腦組織死亡概率曲線；從概率的角度驗證了腦缺血早期診斷與治療的重要性以及半暗帶的可變性；提供了一種新的快速判斷腦缺血程度及估計預(yù)后的方法。 第五部分急性腦缺血時缺血對側(cè)腦組織血流動力學(xué)動態(tài)變化的實驗研究 目的：研究急性腦缺血時缺血對側(cè)腦組織的血流動力學(xué)變化。 方法：采用1：1配對方法，實驗

14、組6只兔成功制作急性局灶性腦缺血模型，對照組6只行假手術(shù)。采用GELightspeed16MSCT，在基礎(chǔ)灌注后于栓塞后2分鐘行灌注掃描一次，1-6小時內(nèi)每隔一小時掃描一次，6-12小時內(nèi)每隔兩小時掃描一次。在完成缺血12小時CT灌注掃描后，斷頭取腦，進(jìn)行TTC染色和Bcl-2免疫組織化學(xué)染色。CT灌注軟件可以給出每個時間點的各參數(shù)圖。在基礎(chǔ)掃描的參數(shù)圖上于缺血對側(cè)灰質(zhì)和白質(zhì)區(qū)選擇ROI，再在其他時間點以及對照組的參數(shù)圖上選擇相同的RO

15、I。對實驗組和對照組的免疫組化切片進(jìn)行Bcl-2陽性細(xì)胞計數(shù)。實驗組兩側(cè)大腦半球與對照組Bcl-2陽性表達(dá)的差異性采用兩個獨立樣本的t檢驗。對實驗組和對照組間的差異、缺血對側(cè)腦組織灰質(zhì)和白質(zhì)間的差異以及各個時間點間的差異性采用多變量重復(fù)測量的方差分析及球形檢驗。 結(jié)果：TTC染色示實驗組缺血側(cè)腦組織出現(xiàn)白色的梗死區(qū)，缺血對側(cè)和對照組的兩側(cè)大腦半球均未見梗死區(qū)。實驗組缺血側(cè)、缺血對側(cè)、對照組的Bcl-2陽性表達(dá)細(xì)胞數(shù)分別為25±2

16、個/HP、13±4個/HP和1±1個/HP(mean±SD)，兩兩間均有顯著統(tǒng)計學(xué)差異(P＜0.001)。實驗組缺血對側(cè)的CBV，CBF值均低于對照組。缺血對側(cè)CBV在缺血2h內(nèi)呈輕度上升趨勢，2h后下降，處于一個低水平，8h后又輕度上升，CBF在缺血12h內(nèi)呈逐漸下降趨勢。無論CBV或CBF實驗組的缺血對側(cè)與對照組在腦缺血12h內(nèi)的動態(tài)變化有顯著性差異(P＜0.001)，缺血對側(cè)灰白質(zhì)之間的動態(tài)變化亦有顯著差異(P＜0.001)。