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背景和目的 伴随着人类进入21世纪,现代科学技术和经济的快速发展,同常生活中由于高空坠落、交通事故而造成的颅脑意外损伤显著增多。在未来高科技的战争中,伴随着武器装备的不断更新,战争模式的快速转变,各种高威力的武器在战争中的使用,由此而造成的颅脑火器伤亦有上升的趋势,上述改变一定程度上增加颅脑损伤后死亡率和致残率。大量科学研究证实,继发性脑损伤已成为影响颅脑损伤(truamaticbraininjury,TBI)患者顸后转归的重要因素,如创伤性脑缺血、脑水肿、微循环障碍、认知障碍及功能缺陷等。 近年来,功能磁共振成像技术取得了突飞猛进的发展,除了显示常规磁共振亦能显示的形态结构学信息,还可以反映脑损伤后代谢、生理等方面的功能改变的信息。扩散加权成像(diffusionweightedimaging,DWI)技术可以无创性反映细胞水平水分子的运动。而用来表示DWI中不同方向的分子扩散运动的范围与速度即为表观扩散系数(apparentdiffusioncoefficient,ADC)。通过动态测量ADC值可以反应创伤性脑水肿。磁共振灌注成像(perfusion-weightedimaging,PWI),常采用单次激发的平面回波自由感应衰减(echoplanarimagingoffreeinductiondecay,EPI-FID)序列,注入造影剂,造影剂达到脑组织感兴趣区致局部磁场改变而获得信号。PWI能够检出局部组织的血流灌注并同时分析血流动力学的改变及功能的变化,重点反映组织的微血管分布以及血流灌注的情况。 本研究参考经典的Feeney法制作大鼠脑外伤模型,利用磁共振灌注成像和扩散加权成像对大鼠脑外伤后1h、6h、24h、3d、7d这5个不同的时间点的大鼠脑损伤周围组织的灌注指标(CBV、CBF)与表观扩散系数(ADC值)进行检测,并观察不同时间点病理结果。同时使用干湿重法定量测定脑水肿。 材料和方法 1.选择70只健康SD大鼠,其体重为260~320g,平均体重为(280.3±7.9)g;将所有大鼠随机分成两组:其中,对照组10只,不予以头颅撞击,其余操作步骤与实验组相同;实验组60只,根据经典的Feeney法制作大鼠的自由落体撞击脑外伤模型。 2.采用美国GE公司MR7503.0T高场磁共振仪和实验大鼠专用线圈,分别对实验组大鼠及对照组大鼠进行横轴位T2加权成像(T2-weightedimaging,T2WI),T1加权成像(T1-weightedimaging,T1WI),矢状位T2WI和冠状位T2WI,横轴位DWI及PWI的扫描。在外伤后1h、6h、24h、3d、7d时间点分别选取9只大鼠,其中5只用于干湿重测定,2只用于光镜观察,2只用于电镜观察。 3.根据横轴位T2WI扫描图像为参考,观察大鼠脑外伤后损伤灶周围皮质与相应的对侧位置随着时间的变化其在磁共振图像上的演变,并记录下对应时间点与之相对应部位的脑组织参数包括CBF、CBV及表观扩散系数(apparentdiffusioncoefficient,ADC)。为尽可能降低个体差异所引起血流的误差,计算CBF、CBV的相对值(伤侧/健侧),得到rCBF、rCBV。比较实验组与对照组大鼠感兴趣区ADC和rCBF、rCBV值差异是否有显著性。 4.所有资料利用SPSS17.0统计学软件进行分析,计量资料均用均数±标准差表示。两独立样本资料间的比较采用两随机样本t检验。当P<0.05时认为差异具有统计学意义。 结果 1.损伤组病变以脑挫裂伤为主,局部脑组织变形,T2WI异常信号随时间推移范围增大,24h-72h范围最大(图5),大部分位于损伤同侧皮质及海马。DWI序列24h弥散明显受限为高信号(图6)。外伤后对创伤的显示范围DWI序列明显优于T2WI序列。 2.脑组织含水量在伤后1h与对照组相比有所增加,但不显著,差异无统计学意义(P>0.05)。6h、24h、3d含水量大大增加,差异有统计学意义(P<0.05),24h达高峰,持续至3d开始下降,至7d基本恢复。 3.实验组伤后1h,6hADC明显降低,24h开始升高,3d达到假性正常。伤后7dADC均表现出不同程度的升高且与多个时间点比较差异具有显著性(P<0.05)。 4.伤后1hrCBF明显降低,灌注降到最低,随着时间的延长,灌注值逐渐升高,至24h开始逆转呈高灌注状态,3d达到高峰,然后开始逐渐下降,至7d观察结束时,仍稍高于正常水平。 结论 1.DWI可无创性动态监测脑水肿的变化,脑外伤后1周内可同时出现细胞毒性水肿与血管源性水肿,但主要表现为细胞毒性水肿。 2.PWI较好地反映大鼠外伤后脑血流量的改变,为颅脑外伤后临床早期干预提供一定依据。