磁敏感加权成像（SWI）在新生儿缺血缺氧性脑病（HIE）中的初步实验研究及临床应用

发布时间：2017-08-04 06:10

  本文关键词：磁敏感加权成像（SWI）在新生儿缺血缺氧性脑病（HIE）中的初步实验研究及临床应用

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【摘要】：研究目的： 1.建立新生猪缺血缺氧再灌注(HI/R)动物模型,观察新生猪HI/R模型应用多回波采集的增强T2*加权血管成像序列(ESWAN)成像的表现并与病理结果对照。 2.建立新生猪缺血再灌注(HI/R)动物模型,应用多回波采集的增强T2*加权血管成像序列(ESWAN)定量观察新生猪脑组织缺血缺氧损伤的动态变化。 3.探讨应用SWI序列显示髓静脉扩张在诊断新生儿缺血缺氧性脑病(HIE)中的应用价值。 材料与方法： 1.健康新生西藏小型猪6头(日龄1-3d,平均体重约500g),由南方医科大学动物中心提供。模型组4头,对照组2头。模型组夹闭双侧颈总动脉同时放入缺氧箱内低氧(氧浓度为8%)。60Min后,复氧(氧浓度为21%)及移除动脉夹再灌注。HI/R模型建立后进行MR扫描。对照组仅进行双侧颈总动脉分离。进行常规MRI(常规MR扫描采用SE序列T1WI、T2WI及DWI)成像和ESWAN检查,应用Functool4.3_5软件处理ESWAN数据,观察缺氧缺血后皮层下白质区与新纹状体区ESWAN图像,手工绘制感兴趣区(ROI),在相位图(Phase mapping)、幅值图(Magnitude mapping)、R2*mapping、 T2*mapping上测量双侧新纹状体区及皮层下白质的相位值、幅度值、T2*值及R2*值,测量三次,取平均数。后处理后的SWI图行最小强度投影(MinIp)。MRI扫描并获取数据后,对实验动物实施安乐死并取出脑组织切片,常规HE染色,400倍光镜下观察大脑皮层、新纹状体、皮层下白质的病理学改变。 2.制备新生猪缺血再灌注(HI/R)模型,模型组4头,对照组4头。模型组缺氧60分钟(8%O2及N2混合气体)同时夹闭双侧颈总动脉。60Min后,复氧及移除动脉夹再灌注。模型建立后2h、24h、3d、5d进行常规MRI及ESWAN扫描。对照组仅进行双侧颈总动脉分离。并于2h、24h、3d、5d进行常规MRI和ESWAN检查,动态观察缺氧缺血后皮层下白质与新纹状体区ESWAN图像随时间变化规律,重建后得MinIP-SWI图,手工绘制感兴趣区(ROI),在相位图、幅值图、R2*mapping、T2*mapping图上测量双侧新纹状体区及皮层下白质的相位值、幅度值、T2*值及R2*值。测量三次,取平均数。MRI扫描并获取数据后,对实验动物实施安乐死并取出脑组织,基于扫描方向切片,HE染色。AQP-4抗体(1：25,博奥森),采用EnVision二步法免疫组化检测试剂盒/HRP标记,抗兔(EnVision/HRP,RB)。 3.搜集2011年12月至2012年10月南方医院新生儿科病房送诊的58例患儿,纠正胎龄37周-41周。纠正胎龄足月后0-7天内接受头颅常规MRI序列(T1WI、T2WI、DWI)和SWI序列的扫描资料。①纳入标准：符合以下至少一条：Apgar评分,1min≤3,5min≤5;生后一小时内脐带血或血气分析中,pH7.1或碱剩余(BD)-10mmol/1;胎儿监护异常,表现为长期胎儿心动过缓(90s,100/min),变异减速或晚期减速,无应激试验异常或(和)胎儿生物物理相评分6；高危产史(前置胎盘、胎盘早剥、胎盘出血、难产、严重毒血症、羊水胎粪污染)；生后12h内出现新生儿神经系统功能障碍(肌张力亢进或减退、昏迷、癫痫)。符合3条及以上者临床确诊为HIE,其余为高危儿。②排除标准：低钙血症、颅内出血、产伤、先天性疾病、遗传代谢性疾病、宫内感染等引起的脑损伤。 结果： 1.新纹状体区对照组与实验组T2*值均值分别为29.5189±2.86316,73.9906±14.12359,差异有统计学意义(P=0.001),皮层下白质区对照组与实验组T2*值均值分别为40.8409±7.69146,71.5146±11.06362,实验组高于对照组,差异有统计学意义(P=0.004),新纹状体区对照组及实验组R2*值均值分别为36.7018±3.50319,14.8938±1.19068,差异有统计学意义(P=0.000),皮层下白质区对照组及实验组R2*值均值分别为28.6484±5.62132,14.6043±2.03010,实验组低于对照组,差异有统计学意义(P=0.003)。新纹状体区对照组与实验组Magnitued值均值分别为200.2075±10.16364,2416.1750±102.56411,差异有统计学意义(P=0.000),皮层下白质区对照组与实验组Magnitude值均值分别为183.1100±62.66283,2626.7625±155.07531,差异有统计学意义(P=0.000),实验组新纹状体及基底节区的Phase值均值与对照组相比无明显差异(P0.05)。SWI图像可显示扩张的髓静脉及微出血。 2.新纹状体区T2*值于缺血缺氧再灌注模型建立后升高并于3天达峰值,第3天实验组T2*值均值为147.1908±65.49857,不同时间点及对照组T2*值差异有统计学意义(F=748.562,P=0.00),皮层下白质区T2*值于缺血缺氧再灌注模型建立后2hr略降低随后升高并于24hr达峰值,24hr实验组T2*值均值为46.8383±15.23166,不同时间点及对照组差异有统计学意义(F=39.093,P=0.02)。R2*值与T2*值变化规律相反,新纹状体区R2*值于缺血缺氧再灌注模型建立后降低并于3天达最低值,第3天实验组R2*值均值为11.7146±4.18489,不同时间点及对照组差异有统计学意义(F=748.562,P=0.00),皮层下白质区R2*值于缺血缺氧再灌注模型建立后2hr略升高随后降低并于24hr达最低值,24hr实验组R2*值均值为21.1288±9.68650,不同时间点及对照组差异有统计学意义(F=39.093,P=0.02)。皮层下白质区及新纹状体区Phase值与对照组相比,差异无统计学意义(P0.05),并随时间无明显变化规律。Magnitude值于缺血缺氧再灌注模型建立后明显升高(P0.05),在皮层下白质区,Magnitude值持续增长。 3.常规MR检查异常的患儿的SWI髓静脉分级的平均秩次为38.55,常规MR检查正常的患儿的SWI髓静脉分级的平均秩次为24.36,差异有统计学意义(P=0.02)；对于常规MR扫描异常的患儿,临床诊断为高危儿的患儿与临床诊断为HIE的患儿的髓静脉SWI分级无明显差别(P0.05)。 结论： 1.ESWAN可应用于HIE脑损伤检查,HIE模型组T2*、R2*及Magnitude的影像变化考虑与脑组织水肿有关,由于HIE模型组的相位变化不具有统计学差异,T2*图中信号变化多由T2效应引起,病理改变为脑组织水肿。这表明ESWAN序列在脑组织整体血氧水平评估方面价值有限,影响其信号变化的主要为T2效应,由于本实验样本量较小,不能说明相位值无意义,不能除外T2'效应引起部分信号改变,但是进行MinIP重建后SWI图像可明确显示皮层下白质微出血及髓静脉扩张,因此ESWAN序列对局灶性顺磁性物质较敏感,其异常表现可作为HIE影像诊断的重要征象,有利于疾病的诊断及病变类型的评价。然而,ESWAN序列成像时间较长,应用于新生儿扫描容易出现运动伪影,并且ESWAN序列仅能检出HIE的部分病理改变只能作出损伤程度及类型的评价,不能作为诊断依据。 2.ESWAN序列不仅可以提高新生儿缺血缺氧性脑病影像学检查的敏感性及特异性,作为HIE影像检查的补充检查以评价HIE患儿是否有出血及脑组织水肿。同时,T2*值、R2*值、幅度值可用于观察新生儿缺血缺氧性脑损伤的发生发展变化。通过组织病理学检查及免疫组化检查的证实,发现T2*及R2*变化与脑组织水肿有关,同时早期HIE模型早期病理变化以水肿为主,偶尔可见局灶性坏死,AQP-4阳性,这一时期的T2*值明显升高,后期水肿消退,病理改变以胶质增生为主,并可见凋亡细胞,这一时期的T2*值下降但仍高于正常水平,T2*值的变化同文献中报道的AQP-4表达水平变化规律一致。新生儿缺血缺氧性脑病诊断标准提出的HIE的神经症状在出生后是变化的,症状可逐渐加重,一般于72hr达高峰,随后逐渐好转,严重者病情可恶化,与本实验结果一致。同时还发现建立新生猪HIE长期观察的模型需要较高的环境温度,尽量减少麻醉及创伤,并且需要保证营养支持。 3.SWI可应用于新生儿缺血缺氧性脑病的辅助诊断。SWI序列可以较好的显示脑髓静脉。SWI扫描髓静脉扩张这一征象在MRI检查异常的患儿中阳性率较高,常规MR检查异常的病例中SWI髓静脉扩张分级较高,然而对于有缺氧病史的高危儿与符合临床HIE诊断标准的患儿,这一征象的阳性率无明显差异,确诊仍需结合临床及其它影像学表现。
【关键词】：缺氧 磁敏感加权成像 新生 磁共振成像 髓静脉扩张
【学位授予单位】：南方医科大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：R445.2;R722.1
【目录】：

• 摘要3-8
• ABSTRACT8-14
• 前言14-21
• 1.磁敏感加权成像CSWI)14-15
• 2.ESWAN 序列15-16
• 3.新生儿HIE脑水肿研究进展16-17
• 4.临床工作中HIE影像诊断存在的问题17-18
• 5.本研究的目的及意义18-19
• 参考文献19-21
• 第一章 实验动物部分21-60
• 第一节 新生猪HIE模型ESWAN成像与组织病理对照研究21-36
• 1. 材料及方法21-23
• 2. 结果23-29
• 3. 讨论29-34
• 参考文献34-36
• 第二节 应用多回波采集的增强T2~*加权血管成像(ESWAN)序列动态观察HIE后脑损伤36-60
• 1. 材料与方法37-39
• 2. 结果39-40
• 3. 讨论40-57
• 参考文献57-60
• 第二章 临床应用部分60-78
• 1. 资料与方法60-63
• 2. 结果63-72
• 3. 讨论72-75
• 参考文献75-78
• 攻读学位期间发表论文78-79
• 致谢79-81

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1 黄秀莲,崔建华;脑活素高压氧治疗新生儿缺氧缺血性脑病疗效观察[J];华北煤炭医学院学报;1999年01期

2 江莲,孟凡Y，

本文编号：618033