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目的:短暂缺血是严重危害人类健康的常见疾病,具有高发病率、高致残率及高复发率等特点。早期诊断是早期治疗的前提,而早期治疗的主要目的是挽救缺血半暗带(ischemic penumbra, IP),阻止IP发展为不可逆性脑梗死,因此确认IP和了解其演变规律,对指导临床治疗具有非常重要的意义。MR扩散加权成像(difusion weighted imaging, DWI),灌注加权成像(perfusion weighted imaging, PWI)和流动敏感交互式反转恢复(flow-sensitive alternating in-version recovery,FAIR)灌注成像技术序列的出现为IP的诊断提供了新手段,IP是否存在及其存在时间长短和范围的能力,提供直观、个性化的影像学信息。本课题旨在建立一种简单易行、梗死面积稳定的兔大脑中动脉阻塞(middle cerebral artery occlusion, MCAO)模型,在24h内进行DWI、PWI和FAIR研究以确定IP是否存在及其存在时间和范围,并与光镜、免疫组化相对照IP区脑组织相应的病理变化相对照,研究IP的影像学演变规律,从而为临床进一步制定治疗方案、预后、判断治疗效果提供理论依据。方法:新西兰大白兔49只,雌雄不限,4～6月龄,体重2.5-3.5 kg,由河北医科大学实验动物中心提供。本实验采用完全随机设计(completely randomized design),将兔按随机数字表法分为缺血再灌注组和对照组,缺血再灌注组35只,对照组14只。各组根据不同时间点又分为缺血30min再灌注0.5h, 1h,2h,4h,6h, 12h,24h,7个亚组,缺血再灌注组每个亚组5只,对照组每个亚组2只。新购兔在动物实验中心饲养一周后开始实验。术前禁食12小时,自由饮水。2%的戊巴比妥钠按1m1/kg(20mg/kg)经耳缘静脉缓慢注射行静脉麻醉,仰卧位固定于兔台上,保持自主呼吸,颈部备皮后,消毒,铺单。在无菌条件下行颈部正中切口,分离皮下组织和肌层,暴露左侧颈总及颈内、外动脉,选择直径0.53mm导丝从颈总动脉至颈内动脉插入大脑中动脉遇阻即止,造成MCAO。并行MRI检查,DWI高信号,确定造模成功。并于缺血再灌注前15min行DWI检查和缺血30min/再灌注后0.5h、1h、2h、4h、6h、12h、24h行头颅MR扫描,扫描序列包括:T1-FLAIR、T2-FLAIR、PROP-T2、DWI、PWI和FAIR扫描。应用MR影像学、光镜、免疫组化法观察梗死体积、神经功能缺损、表观弥散系数比值(ADCR)、CytC释放和caspase-3蛋白表达。评价DWI、PWI和FAIR在IP诊断中价值。结果:(1)纳入49只,因造模失败、死亡等因素脱失6只,最终进入结果分析43只。(2)假手术组无神经功能缺陷,缺血再灌注组为2.28±0.47,二者比较有差异显著性(P<0.001)。(3)在缺血再灌注组,DWI异常在再灌注早期有短暂消失,但是在4-12h后再次出现, 4-6h后T2WI出现高信号。(4)病灶中心rADC,对照组维持在正常水平。缺血再灌注组在早期rADC短暂恢复正常,但4-24h后再次出现下降。(5)病灶周边rADC,对照组维持正常水平。缺血再灌注组再灌注后0.5- 2H未见明显变化,2-6H逐渐下降,6-24H ADC值比率逐渐升高。各时间点病灶中心rADC周边rADC比较,除0.5H、4H、24H有差异显著性(P<0.05),其余各点无差别。(6)梗死灶T2WI信号强度值比率:对照组T2WI信号强度值比率维持在正常水平。缺血再灌注组, T2WI信号强度值比率再灌注后0-4H缓慢升高,4-24H上升迅速。(7) PWI半暗带图上PWI与DWI最大层面不匹配区面积随时间的推移而逐渐减小,半暗带图上中心蓝色标记区为坏死区,周围绿色标记区为半暗带,红色标记区为灌注基本正常区,NEI图上由梗死中心向外周信号强度呈逐步递增。(8) Fair半暗带图上表现与PWI半暗带图一致。FAIR与PWI最大层面不匹配区比较除0.5h无统计学意义,其余各时间点比较均有统计学意义(P<0.05),但FAIR测得的面积比PWI较高。(9)光镜观察,假手术组神经元形态结构正常,缺血再灌注组:细胞间质水肿,细胞体肿胀,细胞结构严重破坏,部分神经细胞有坏死表现。假手术组仅可见少量CytC和caspase-3蛋白表达。缺血再灌注组病灶周围CytC的释放和caspase-3蛋白表达量显著多于假手术组(P<0.01)。结论: 1缺血30min再灌注主要出现继发缺血性损害,在DWI上表现为迟发性病灶再次出现。2 DWI伪彩图对确定IP的存在及其存在时间和范围有一定帮助。3梗死核心和IP的rADC值不同,利用rADC值可推断IP是否存在。4 PWI半暗带图能灵敏地确定IP的存在及其存在时间和范围。5 FAIR半暗带图可为临床判断IP的存在,指导治疗及疗效观察提供一定的帮助,但FAIR容易高估IP存在。6半暗带图的应用有利于对患者病情直观地判断并对其治疗方案进行调整和对其疗效进行评估。7 CytC的释放和caspase3蛋白的表达在灶周半暗带区脑缺血再灌注损伤中起着重要作用。