BOLD磁共振小腿骨骼肌缺血-反应性充血模型优化研究

发布时间：2020-11-01 06:49

　　 目的:本研究在制造小腿缺血模型时引入频谱多普勒超声检查,采用超声频谱多普勒监测腘动脉血流,在保证缺血模型准确有效的前提下对小腿骨骼肌进行BOLD时间信号分析,目的是找到小腿骨骼肌缺血期BOLD时间信号曲线呈现多种趋势的原因、优化下肢缺血-反应性充血模型、进一步弄清骨骼肌BOLD信号变化还受哪些因素影响。方法:在伦理委员会批准和志愿者知情同意下,对18名健康志愿者(年龄26.4±1.8岁【均值±标准差】)进行小腿骨骼肌BOLD-MRI扫描。利用自动气压止血带绑缚于大腿中部,压迫股动脉制造小腿缺血-反应性充血模型。分别给止血带施加两种不同压力:一为高于同侧上臂肱动脉收缩压50mmHg(P1模型);二为频谱多普勒超声检查下腘动脉血流完全中断时的压力(P2模型)。对同一名志愿者于两种不同压力制造的模型下各行小腿骨骼肌BOLD扫描一次,扫描过程依次为静息期、缺血期、反应性充血期,扫描时间共864秒。试验使用德国西门子3.0T超导型磁共振扫描仪(Verio,Siemens,Erlangen,Germany),对小腿肌肉组织进行3D-T1WI高分辨率解剖像及BOLD功能成像检查。3D-T1WI解剖像采用快速小角度激发序列。BOLD功能像采用单次激发单回波梯度回波平面回波成像(SS-GRE-EPI)序列。扫描结束后数据经过处理在BOLD功能像上测量BOLD时间信号强度并获得BOLD时间信号曲线。数据标准化后测量胫骨前肌、胫骨后肌、比目鱼肌、腓肠肌,腓骨肌五块肌肉的5个BOLD时间信号曲线参数:(1)缺血期BOLD信号最小值(MIV),(2)缺血期BOLD信号中位数值(MEV),(3)充血期BOLD信号达到峰值的时间(TTP),(4)BOLD信号峰值(PHV),(5)BOLD信号末值(EV)。采用Cox-Stuart趋势检验进行缺血期BOLD时间信号曲线趋势分析,采用配对t检或非参数检验对同一肌肉P1和P2模型下BOLD时间信号曲线参数差别进行分析,使用单因素方差分析或非参数检验进行肌肉间参数差别的分析。另外,使用德国西门子公司彩色多普勒超声诊断仪监测腘动脉血流状态,探头频率范围为9-11MHz。探测腘动脉血流频谱消失时的止血带压力作为P2模型的止血带压力。另外于止血带未充气和止血带充气压力为高于同侧上臂肱动脉收缩压50mmHg时测量腘动脉血流量(blood flow volume,FV),收缩期峰值血流速度(peak systolic velocity,PS)、舒张末期血流速度(end diastolic velocity,ED)、时间最大平均血流速度(time maximum mean blood flow velocity,TAMx)、时间最小平均血流速度(Time minimum average blood flow velocity,TAMn)、血管搏动指数(pulsatility index,PI)、血管阻力指数(resistance index,RI)。使用Pearson积差相关系数或Spearman相关系数对腘动脉血流参数与小腿骨骼肌BOLD时间信号曲线参数之间进行相关性分析。结果:1.P1模型中,超声监测腘动脉显示此时小腿骨骼肌血供减少但是并未中断,缺血期BOLD时间信号曲线呈显著下降趋势,该趋势经过Cox-Stuart趋势检验,P0.05,有统计学意义。P2模型中,超声监测腘动脉血流量为零,此时小腿骨骼肌血供完全中断,缺血期BOLD时间信号曲线呈多种趋势,有上升趋势、下降趋势和在基线附近波动无趋势,趋势均经过Cox-Stuart趋势检验,P0.05,有统计学意义。P2模型缺血期多种趋势中,上升趋势占比例最高,占55.6%,下降趋势占24.4%,无趋势占20%。小腿骨骼肌中77.8%的比目鱼肌呈上升趋势,占比例最高。2.P1模型中小腿骨骼肌所测5块肌肉的缺血期最小值、缺血期中位数值均明显低于P2模型中;胫骨前肌充血期达峰时间P1模型(24.39±13.33 s)低于P2模型(33.67±10.12 s),末值P1模型(0.0442±0.0214)高于P2模型(0.0107±0.0184),充血期峰值没有明显差异;胫骨后肌充血期峰值P1模型(0.0979±0.0471)低于P2模型(0.1382±0.0482),末值P1模型(0.0279±0.0293)高于P2模型(0.0096±0.0179),达峰时间没有明显差异;腓肠肌充血期峰值P1模型(0.0729±0.0424)低于P2模型(0.1084±0.0438),末值及达峰时间没有明显差异;比目鱼肌末值P1模型(0.0645±0.0764)高于P2模型(0.0206±0.0336),充血期峰值及达峰时间没有明显差异;腓骨肌充血期峰值、末值及达峰时间没有明显差异。差异均有统计学意义,P0.05。3.P1模型中BOLD时间信号曲线参数于小腿五块肌肉组间无明显差异,P2模型中五块肌肉组间充血峰值有差异,余参数无明显差异。4.止血带加压到高于右上臂肱动脉收缩压50mmHg时,超声多普勒检查腘动脉FV、PS、TAMx、TAMn、PI均明显低于止血带未加压时各参数值,P0.05,有统计学意义。腘动脉血流参数与部分肌肉个别BOLD时间信号曲线参数存在线性相关,但不存在显著规律性。结论:两种小腿缺血-反应性充血模型相比,P1模型优于P2模型。止血带压力采取高于同侧上臂肱动脉收缩压50mmHg制造的P1模型,小腿动脉血供减少但是并未中断,该模型中BOLD时间信号曲线在缺血期呈下降趋势,位于基线以下;在充血期BOLD信号上升形成峰值,之后回落靠近基线。该模型中BOLD时间信号曲线趋势符合此时小腿骨骼肌灌注状态,且可重复性好,在BOLD磁共振用于研究PAOD血管储备能力时更能准确反映小腿的血管储备能力,优于P2模型。止血带压力高至使小腿组织动脉血供完全中断制造的P2模型,缺血期BOLD时间信号曲线呈多种趋势,不符合此时小腿组织灌注状态,不能反应此时的血管储备能力,目前来看该模型不适合用于BOLD磁共振评估PAOD小腿血管储备能力中。至于P2模型中缺血期BOLD信号呈现多种趋势的原因,有可能是此时小腿血供中断,小腿组织由有氧代谢向无氧代谢的转变影响了BOLD信号,具体原因尚不明确。
【学位单位】：河北医科大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：R445.2;R543
【部分图文】：

按现有理论分析缺血期时动脉血供被阻断，此时组织代组织内去氧血红蛋白比例增加，BOLD 时间信号曲线应呈，但结果却显示部分受试者缺血期 BOLD 时间信号趋势呈并不完全呈下降趋势，而是部分呈下降趋势、部分在基线处分呈上升趋势（图 1A、B、C），这无法按现有理论来解释有研究提出并解释该现象。

图 1A.小腿肌肉缺血期 BOLD 时间信号趋势呈下降趋势re.1A BOLD time signal of calf muscle ischemia shows a dowtrend.

图 1C.小腿肌肉缺血期 BOLD 时间信号呈上升趋势e.1C BOLD time signal of calf muscle ischemia shows an upwa们设想这种现象有可能是由于小腿缺血-反应性充血模型间可重复性差导致的。然而，BOLD-MRI 研究中小腿缺血-型可重复性非常重要。因为缺血期的时间信号曲线不同，到充血期的时间信号曲线特征，而 BOLD-MRI 对 PAOD 血研究就是根据缺血和反应性充血期尤其是反应性充血期的号曲线特征进行分析的，因此我们有必要进一步研究，找的方法。研究在制造小腿缺血模型时引入频谱多普勒超声检查，采普勒监测腘动脉血流并确定 BOLD 扫描时使小腿血供完全压力。该压力是每个志愿者小腿骨骼肌供血为零的压力，
【参考文献】

相关期刊论文 前3条

1 罗小云,吴庆华;周围动脉闭塞性疾病诊治进展[J];心肺血管病杂志;2005年02期

2 王凤阳;关于无氧阈概念与机制的探讨[J];中国运动医学杂志;2002年01期

3 威廉姆斯;无氧代谢和有氧代谢[J];上海体育学院学报;1990年01期

本文编号：2865174