ESWAN对兔脑梗死出血性转化检测的实验研究

徐 鹏，徐 凯，孟闫凯，郑 燕

出血性转化(hemorrhagic transformation HT)是急性脑梗死患者常见并发症，有研究发现，急性脑梗死后自发出血性转化的发生率为10% ～43%，应用组织型纤溶酶原激活物(t-PA)或链激酶溶栓后可增加出血性转化率的机会［1］。既往对HT的评价主要靠CT及常规MRI检查，但其应用范围具有一定局限性［2］。增强梯度回波T2*加权血管成像序列(Enhanced gradient echo T2*weighted angiography，ESWAN)是近年发展起来的一项新的磁敏感成像技术，对小静脉及血液代谢产物等顺磁性物质极为敏感［3，4］。本研究通过建立兔急性期脑梗死模型，运用ESWAN检查对兔脑梗死及出血性转化的MRI特点进行分析，并与病理做对照，探讨其在预测出血性转化方面的优势，为临床脑梗死的诊断及治疗提供帮助。

1 材料与方法

1.1 动物模型制备

新西兰大白兔48只，由徐州医学院动物中心提供，体重2 500～3 000 g，雌雄不限。麻醉采用0.2%戊巴比妥钠，经耳缘静脉以1.5 ml/kg缓慢分次注入。参照Busch等［5］的方法建立兔自体血栓脑梗死动物模型。血栓制备:动物取仰卧位，固定四肢，颈部正中切口，分离左或右侧颈总静脉，穿刺抽取1～2 ml静脉血，注入3 F血管造影导管内并加入3 U凝血酶，静置60 min后用生理盐水多次冲洗至其澄清。将血栓剪成5 mm长多个节段，置入生理盐水中备用。血栓注入:分离同侧颈总、颈内及颈外动脉，结扎颈外动脉远心端并离断，用动脉夹暂时夹闭颈总及颈内动脉，将颈外动脉残端向足侧拉伸使其与颈总动脉长轴保持一致，将20 G留置针沿颈外动脉残段向近端穿刺，针内见回血后退出针芯，并继续向颈内动脉推进留置针，将内含血栓的注射器连接至留置针，松开颈内动脉处动脉夹，分段快速注入3～5节血栓。在穿刺点近端结扎颈外动脉，松开颈总动脉处动脉夹，恢复颈动脉血供，逐层缝合颈部切口。

1.2 MR 检查

使用美国GE公司Signa Excite 3.0T MRI系统，8通道标准头部线圈。头部置于线圈正中，行仰卧冠状位扫描。扫描序列包括 T1WI、T2WI、DWI及ESWAN检查。扫描参数:T1WI:TR 2200 ms，TE 15 ms，矩阵 256 × 192，层厚 3.0 mm，层间距1.0 mm，视野16 cm ×16 cm;T2WI:采用propeller技术，TR 4300 ms，TE 126 ms，层厚 3.0 mm，层间距1.0 mm，视野 16 cm ×16 cm;DWI:EPI序列，TR 5500 ms，minimal TE，矩阵 128 ×128，视野 16 cm ×16 cm，b=1000 s/mm2。ESWAN:3D SPGR，TR 30 ms，TE 15 ms，翻转角20°，视野16 cm ×16 cm，矩阵512×448。ESWAN原始图像经ADW 4.2工作站后处理，使用Functiontool软件对磁矩图图像采用3 mm层厚重建，得到最小信号投影ESWAN min。

1.3 MRI图像分析

观察72 h后兔脑的常规MRI及ESWAN表现，对脑内出血灶计数并分别测量出血体积，比较常规MRI及ESWAN所示出血体积有无差异，并最终与病理结果对照分析。测量梗死3 h后DWI所示梗死体积，计算ESWAN最终出血体积占梗死体积百分比，并分析其与梗死体积相关性。

1.4 病理学检查

所有MR扫描结束后，将兔过度麻醉，经左心室灌注固定后开颅取脑。对梗死最大层面或出血区域切片行苏木精-伊红(HE)染色，观察脑梗死区组织形态学变化。

1.5 统计学分析

ESWAN与常规MRI对脑梗死灶内出血体积比较采用配对t检验。应用Spearman相关性分析，探讨梗死后出血程度与梗死体积的关系。

2 结果

48只兔子中39例(81.25%)模型成功，成功标准以血栓注入对侧肢体肌力下降、跛行或出现同侧Honer征阳性。常规 MRI图像上，脑梗死后3 h病变区域表现为片状等T1、等或稍长T2信号影。所有梗死灶于3 h均可在 DWI呈现高信号(见图1A)，ESWAN图像上表现为等信号(见图1B)。72 h后常规MRI序列检出脑梗死灶内出血8例(基底节区2例、颞顶叶1例、额颞叶5例)，共13个出血灶，表现为T1WI斑片样稍高信号;ESWAN检出13例(基底节区3例、颞顶叶1例、额颞叶9例)，共48个出血灶，表现为ESWAN min多发斑片样、斑点样低信号，其中包括5例梗死后出血常规MRI未检出(见图2A、图2B)，ESWAN对脑梗死灶内出血的检出率(33.33%，13/39)高于常规 MRI序列(20.51%，8/39)。

图1 脑梗死后3 h图像

图2 脑梗死后72 h图像

图3 脑梗死后72 h病理切片证实梗死区域细胞间隙增宽，内见大量红细胞，部分组织呈筛网状坏死

组织学:39只兔脑梗死区域均见不同程度脑组织改变，包括脑组织肿胀、脑表面血管扩张，邻近侧脑室受压变窄。镜下示梗死缺血区内神经元及星形细胞肿胀，血管周围间隙增宽。细胞间质水肿，胞体肿胀，部分细胞结构破坏严重，胞膜溶解，细胞核缩小，部分深染。发生HT者梗死区脑组织呈筛网状无结构区，坏死区神经元稀疏并可见不等量淋巴细胞浸润，血管周围红细胞渗出，严重者脑实质内见大量红细胞(见图3)。

2.1 ESWAN所示出血体积与常规MRI比较

常规MRI测量的脑出血灶体积为(41.16±43.24)mm3，ESWAN 测量的脑出血灶体积为(77.69±70.91)mm3，后者测得脑出血灶体积明显大于前者，且两者差异有统计学意义(P＜0.05)。

2.2 ESWAN所示出血与梗死体积相关性

72 h后脑梗死灶内出血程度(ESWAN所示出血体积与DWI所示梗死体积之比)与梗死体积进行Spearman相关性分析，结果两者有良好的正相关性(r=0.694，P ＜0.05)。

3 讨论

ESWAN是一种以T2*加权梯度回波序列作为基础，运用三维梯度回波扫描技术，通过不同组织间的磁敏感性差异而达到对比增强的新成像方法，具有三维成像、高分辨率及高信噪比等特点［6］。ESWAN首先通过T2*加权梯度回波序列获得的原始图像，包括磁矩图像(magnitude image)和相位图像(phase image)。两组图像可于一次扫描过程中同时获得，前者主要反映了质子在弛豫过程中的信号强度，后者则描述了质子在该过程中行经的角度［7］，将两者加权可获得磁敏感加权图像，并运用最小密度投影(min IP)方法显示连续性静脉血管。其原理主要为顺磁性的脱氧血红蛋白好比静脉显影的内源性对比剂，可在血管及周围实质间产生相差，从而使静脉显影。

3.1 ESWAN对微出血的评价

脑梗死可因缺血局部脑血流的高灌注损伤而导致出血，微量出血的存在可增加溶栓治疗或使用其他强烈抗凝药物引起出血的风险性，ESWAN能够早期检出发病6h内的急性出血，而且可以发现急性脑缺血灶内的陈旧出血灶［3］，及早明确是否伴有出血对临床治疗用药的选择是至关重要的。Nandigam等［8］通过ESWAN与GRE对微出血检出的研究表明，无论是对微出血数目还是出血体积进行比较，ESWAN都具有明显的优势(P＜0.001)。

本研究通过对39例脑梗死灶的常规 MRI及ESWAN对比研究，结果显示ESWAN对梗死灶内出血灶数目的检出率高于常规 MRI序列，且 ESWAN测量的出血体积明显高于常规MRI(P＜0.05)。在大体积脑梗死的急性期，ESWAN即可发现粟粒状多发微小出血灶，随时间的延长病变范围可扩大融合，而以上征象对于常规MRI是难以检测到的。本实验中有5例脑梗死后常规MRI未见明显出血灶，而ESWAN可见点状或小斑片样融合的低信号影，体现了ESWAN对于微量出血的敏感性。研究表明，急性脑梗死后自发性微出血灶的出现是脑梗死的一个自然演变过程，是血管再通的表现，有利于脑梗死患者的神经功能恢复［9］。但对ESWAN早期发现微出血灶的患者应禁止溶栓治疗，且慎用抗凝血药物，防止出血程度的扩大。

3.2 ESWAN所示出血与梗死体积相关性

引起脑梗死后出血性转化的原因较多，其主要发病机制与自由基的生成、细胞内钙超载、兴奋性氨基酸毒性、白细胞的浸润及补体激活等因素相关。以上因素均可导致血管内皮细胞损伤及微血管结构发生改变，使血脑屏障破坏［10］。此外，脑梗死后出血与患者年龄、高血压、冠心病、糖尿病以及梗死体积大小等有一定相关性［11，12］。

本实验中15例大体积脑梗死(梗死体积 ＞30%)中有10例均可见不同程度出血，部分呈斑片状融合，且脑梗死后出血程度随梗死体积的增大而呈上升趋势，其与梗死体积存在正相关性(r=0.802，P＜0.05)。其机制认为可能是大体积脑梗死后血管源性水肿的出现引起血管内皮细胞受破坏，导致毛细血管破裂致使梗死周围斑点或片状出血［13］。因此，对于临床上大体积脑梗死患者应谨慎选择治疗方法，尤其是溶栓药物的应用，以防止HT的发生。

综上所述，ESWAN作为一项核磁共振成像新技术，对脑梗死后再灌注损伤所致微出血的判定有重要价值。微出血患者其临床症状往往不显著，且常规MRI对其敏感性较低，而ESWAN可以弥补这一不足，对预测脑梗死后的发展趋势和预后起到指导作用，减少因临床药物溶栓而引起的 HT［14，15］。

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