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急性脑静脉性血栓形成磁共振成像与病理学实验性研究
中文名称: 急性脑静脉性血栓形成磁共振成像与病理学实验性研究
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论文编号: 3122015收藏本论文】【我的收藏】【我要投稿
英文名称: Correlation MRI of Acute Cerebral Venous Thrombosis and Pathologic Changes: An Experimental Study
学位类型: 博士毕业论文
作者: 涉及隐私,隐去***  作者本人请参看权力声明>>
导师: 涉及隐私,隐去***
毕业学校: 涉及隐私,隐去***
专业: 影像医学与核医学
毕业年份: 涉及隐私,隐去***
关键字: 磁共振成像 弥散加权 灌注加权 病理学 脑静脉血栓形成 大鼠 水肿 梗塞
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论文简介:目的 本研究的目的是模拟临床急性脑静脉血栓形成,为急性脑静脉闭塞性病变的影像学及组织学研究提供合适的新模型。探索大鼠MR脑功能成像的方法,获得急性脑静脉血栓形成的影像和组织学结果,进一步探讨急性脑静脉性血栓形成的病理生理学机制。 研究方法 1.大鼠急性脑静脉性血栓形成模型的建立 Wistar大鼠随机分为A组,B组和C组,腹腔内注射10%水合氯醛(360mg/kg体重),全身麻醉成功后,大鼠取俯卧位头颅固定于立体定向架手术台上。头部正中切皮1.5cm,暴露前囟和冠状缝。显微镜下一边用生理盐水持续冷却,一边用牙科磨钻在颅骨矢状缝左右旁开额骨及顶骨,设计骨窗6×9mm,深达硬脑膜表面而不伤及脑组织。暴露上矢状窦后用1020显微缝合线头尾部结扎。A组21只在上矢状窦近尾部结扎处用微量注射器缓慢注射血栓形成因子150μl,沿上矢状窦长径注射到视野所能看到的皮层静脉,尽可能大范围的栓塞皮层静脉。当上矢状窦呈暗红色的固体的血凝块时,微量注射器被撤出。栓塞成功后拔针,穿刺点无活动性出血。B组7只只结扎上矢状窦,而不注入血栓形成因子。C组7只为假手术对照组,既不结扎上矢状窦,也不注入血栓形成因子,只开骨窗。各组术后缝合头皮并肌注青霉素(1万U/只)以预防感染。术中监测动脉血压及血气。 2.大鼠急性脑静脉性血栓形成模型的MR成像 2.1MR设备及成像方法: 磁共振检查采用GESignaMR/iTM1.5THispeedPlus超导型磁共振扫描仪。使用直径为3英寸(7.62cm)的双调谐正交表面线圈,大鼠取俯卧位。扫描方向为平行于前后方向。所有的大鼠均行常规T1加权图像、T2加权图像及弥散加权成像和灌注成像。弥散加权成像采用单次激发SE-EPI序列,弥散敏感系数值b选用1000s/mm2和0s/mm2。灌注成像采用梯度回波快速小角度激发成像(FLASH)行动态增强扫描。经大鼠尾静脉团注Gd-DTPA,剂量0.4-0.5mmol/Kg,注射时间少于2秒。最后行常规增强T1WI。 2.2MR图像处理及参数计算 分别在T2WI及增强扫描图像上观察病灶特点,取病灶显示最大的层面,测量病灶的大小。将采集到的弥散及灌注加权的原始图像传送到工作站(SUN,GEAdw3.1)进行后处理,分别计算病灶(b=0及b=1000)的ADC值,rCBVmax值,MTTmax值,CBFmax值。 2.3MR成像结果 对各组大鼠分别行MRV检查,观察静脉血流情况。A组SSS后2/3部分呈现限局性的充盈缺损,B组和C组SSS均无明显变化。 B组和C组大鼠脑在各时间点MRI扫描均未见异常。A组均出现脑实质的损害,大鼠MRI检查均呈现异常表现。病灶均限于上矢状窦结扎的范围内,即上矢状窦旁两侧皮层及皮层下的脑实质内,且各时间点病灶范围大小不等。T1WI表现为局部脑组织略肿胀,信号无变化或略降低,双侧侧脑室有不同程度的受压。T2WI表现为局部呈现不均匀的高信号影。CVT在0.5h,1h,3h,DWI显示的病变比T2WI敏感。0.5h组DWI显示病变,而T2WI无阳性表现。1h组T2WI显示病变,但由于顶叶皮层异常信号面积太小,不能做MRI定量分析。3h组DWI,T2WI均能显示病变,DWI显示的病变范围大于T2WI显示的病变范围(P<0.05)。 3.大鼠急性静脉性血栓形成模型的病理表现 3.1病理检查的方法 3.1.1大鼠脑梗塞灶的测定 A组在0.5,1,3,6,12,24,48h行MR扫描后,分别各取1只大鼠处死后断头取脑,间隔3mm切片,TTC染色观察梗塞灶情况,计算相应层面TTC失染区占同层全脑面积的百分比。 3.1.2组织病理及超微病理学观察 各组分别行MRI检查后将大鼠开胸插管至主动脉弓,注入生理盐水100ml和4%多聚甲醛磷酸盐缓冲液250ml经左心室灌注固定脑组织,每个标本至少取3个切片。切片后分别固定,行HE染色行光镜观察和铅铀双重染色,透射电镜观察。采用双盲法观察,由两位病理学专家做出诊断,不受MRI结果的干扰。 3.1.3脑含水量及脑指数测定 A组各时间点分别取1只动物处死取脑,称取湿重。在92℃电热恒温干燥箱内5d,烤至恒重,计算脑含水量及脑指数。 3.1.4免疫组织化学检查方法与技术 CD34免疫组织化学染色 石蜡切片脱蜡和水化后,冲洗,修复,孵育,复染,透明,封片。按照Weidnner等方法并加以改进,计数10个视野的微血管数的平均数作为病灶的平均微血管数。 VEGF免疫组织化学染色 采用二步法。以生物医学图像分析系统进行定量分析,自动记录阳性细胞光密度值,用于间接反应局部VEGF蛋白的含量。 凋亡细胞的检测 采用TUNEL法检测可能凋亡的细胞。细胞核中出现棕黄色颗粒为TUNEL阳性细胞,即凋亡细胞。 3.2组织学观察结果 3.2.1大体标本肉眼所见 A组动物均有脑体积增大,质量增加,脑沟和脑室变小,变浅。上矢状窦血栓形成,在上矢状窦及窦旁额,顶叶皮层静脉和桥静脉的血管腔完全闭塞。大鼠脑出现不同程度的蛛网膜下腔出血,可见多发性淤点状出血。局部组织坏死,肉眼呈灰白色,受累静脉引流区皮质和白质水肿。12,24,48h组大鼠脑组织明显肿胀,硬脑膜张力增高。软脑膜充血。 3.2.2组织病理及超微病理学观察结果 显微镜下改变与MRI结果具有较高的一致性。B和C组7只大鼠脑在各时间点病理学检查均未见异常改变。A组镜下改变总体上限于灰质及较少扩展到其下方的白质区。 手术后0.5-3h以细胞内毒性水肿为主,光镜见神经细胞肿胀,尼士体消失,细胞周围出现透亮区。3-24h血管源性水肿逐渐出现并占优势,光镜见脑实质稀疏,血管周围及神经细胞周围间隙明显扩大,神经元和神经胶质细胞收缩,进行性破坏,毛细血管断裂塌陷,血管腔结构破坏,红细胞漏出血管腔,神经细胞和血管周围见大量水肿液呈空泡改变,髓鞘变性解离。24-48h脑组织出现灶状出血性坏死,大量红细胞沿血管周围扩展。神经细胞和血管结构破坏消失,脑组织内见大量水肿液聚集呈空泡状改变。48h时,可见较多嗜酸性细胞的楔形坏死灶和散在的中性粒细胞。脑组织可见蛛网膜下腔出血和脑实质的出血。 3.2.3免疫组化染色结果 应用双目显微镜观察所有染色切片,在组织切片中显色的胞核或胞浆染成黄色或黄棕色者为阳性细胞标志。CD34单个或成团的内皮细胞染成棕黄色,部分血管无明显管腔,呈条索状。VEGF免疫组化染色梗塞周边区的内皮细胞和血管基底膜大多表现为强阳性,部分神经细胞和胶质细胞也呈现不同程度的免疫阳性。术端标记细胞核有棕色,黄色颗粒状物质沉着者,为阳性凋亡细胞。 3.2.4脑含水量测定结果 A组脑在SSS闭塞6h后,脑含水量及脑指数即显著升高,24h最为明显。 3.2.5TTC染色结果 正常非梗塞区表现为组织红染,而缺血区表现为组织染色变淡至苍白色。 4.急性脑静脉性血栓形成模型的MR成像与病理学和组织化学对照 静脉性梗塞区rCBVmax值与CD34抗体免疫组化MVD计数间具有正相关(r=0.62,P<0.015)。说明rCBVmax越大,MVD值越大,反之,亦然。 静脉性梗塞区DWI成像ADC值与凋亡指数间具有显著的正相关(r=0.69,P<0.05)。说明ADC值越大,产生凋亡的细胞数越多,反之,亦然。 静脉性梗塞区DWI成像ADC值与VEGF抗体免疫组化阳性表达构成比间具有显著的正相关(r=0.66,P<0.05)。说明ADC值越大,VEGF蛋白含量越高,反之,亦然。 静脉性梗塞TTC染色显示病灶与ADC图病灶位置大致一致,两者面积无显著差异。 主要结论 1.本研究成功建立了大鼠急性脑静脉性血栓形成的模型。实验结果表明,此方法建立起的大鼠急性静脉性血栓形成模型重复性高,操作简单易行,成本低廉,完全能够满足静脉性梗塞的实验要求。 2.MRI是研究脑血管疾病病理生理学机制的最好的手段,MR功能成像技术可用于监测实验性静脉血栓形成病变发生发展的时间过程和表现。 3.细胞毒性水肿和血管源性水肿共同参与了脑静脉闭塞后脑水肿的形成。 4.常规的SE成像对临床上此病的定性和随诊观察是非常必要的,但是单一的影像技术并不足以全面评价脑实质受损的程度,结合DWI,PWI等功能成像可能对急性脑静脉血栓形成的早期诊断,评价预后和指导治疗有意义。 5.单纯的上矢状窦血栓不能产生静脉性梗塞和出血,因为单纯上矢状窦闭塞不足以诱发脑静脉循环紊乱,只有桥静脉和皮层静脉同时闭塞才能在脑静脉循环紊乱基础上继发不可逆的脑实质损害。CVT出现的病理变化的严重程度主要依赖被栓塞的上矢状窦和受累的皮层静脉的程度。 6.脑静脉血管闭塞和脑动脉血管闭塞有着截然不同的病理生理学和血液动力学基础,无论在发病机理还是影像学表现上不同于动脉系统闭塞。脑静脉闭塞后,静脉系统内脑血容量增加,引起颅内压升高产生脑水肿,最终血脑屏障破坏,毛细血管内壁损伤,加上流体静脉压上升,使红细胞漏出,形成出血性梗塞。
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