董 洋 高 偉 沈 思 凌雪英 黃 力

(大連醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院影像科，遼寧 大連 116027)

高血壓是腦卒中的首位危險因素〔1〕。隨血壓升高、病程延長，腦血管發(fā)生不同程度的病理改變，其儲備功能降低，應(yīng)激狀態(tài)下腦血流灌注量下降，影響血液通過毛細(xì)血管床與組織間進(jìn)行氧和養(yǎng)分及代謝物交換過程，使腦組織發(fā)生不同程度的損傷。腦血管儲備功能(CVR)的評價是診斷亞臨床期腦血管病的重要依據(jù)，本實驗將磁共振灌注成像(PWI)與乙酰唑胺(ACZ)負(fù)荷試驗相結(jié)合，探討其在原發(fā)性高血壓大鼠(SHR)CVR評價中的價值。

1 材料與方法

1.1研究對象 隨機(jī)選擇12周齡WKY大鼠15只(5只用于預(yù)實驗)、12周齡及20周齡SHR各10只；動物來源于北京維通利華實驗動物技術(shù)有限公司。

1.2預(yù)實驗 采用瑞士AVL公司血氣分析機(jī)Ⅰ型，對5只12周齡WKY大鼠口服ACZ后血液中PCO2進(jìn)行測量，繪制時間-PCO2曲線，觀察其變化趨勢，發(fā)現(xiàn)口服ACZ后2.5 h動脈血中PCO2達(dá)到峰值值。ACZ藥物劑量根據(jù)公式(1)計算，公式(1)：人一天的用量(70 kg體重)/1.64=大鼠一天的用量(200 g體重)/0.031。

1.3磁共振檢查 采用1.5T GE Signa 超導(dǎo)型MR儀，3IN表面線圈。大鼠顱腦常規(guī)MR檢查排除腦血管疾病后，分別行靜息狀態(tài)、ACZ負(fù)荷狀態(tài)(口服ACZ后2.5 h)的PWI。在矢狀位上選擇經(jīng)胼胝體背側(cè)緣與腦實質(zhì)頂部平行的線作為掃描基線，行軸位掃描。成像序列為T1WI(TR 200/TE 17.0 ms)；T2WI(TR 2 000.0/TE 85.0 ms)；Flair(TR 6 000.0/TE 80.0 ms)；DWI(TR 8 000.0/TE 101 ms)。PWI選擇動態(tài)對比磁敏感增強(qiáng)法，股靜脈穿刺并留置靜脈針，造影劑注入劑量及速度分別為：1.6 mmol/kg，1 ml/s，掃描參數(shù)為：TR 1 500.0/TE 37.14 ms，成像時間61 s；層厚4 mm，間隔0.4 mm，視野(FOV)8 mm，采集矩陣為128×128。

1.4大鼠腦組織病理取材及切片制作 ACZ負(fù)荷狀態(tài)下PWI結(jié)束后48 h，選用戊二醛-多聚甲醛混合固定液250 ml經(jīng)大鼠左心室灌注固定，開顱、取腦，甲醛固定；將標(biāo)本對應(yīng)MRI掃描中心層面切片取材，石蠟包埋；切片厚度為20 μm，脫蠟并進(jìn)行HE染色。

1.5數(shù)據(jù)分析及處理

1.5.1PWI圖像后處理 采用GE公司Functool 4.0軟件對兩組大鼠PWI數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，域值選擇相同(150～)，獲得各層面的MTT及rCBV偽彩圖，由同一名影像科醫(yī)師操作，選擇雙側(cè)額葉髓質(zhì)感興趣區(qū)(ROI)，ROI小于解剖結(jié)構(gòu)大小，以避免鄰近組織影響，測量ROI區(qū)rCBV靜息、rCBV負(fù)荷、MTT靜息、MTT負(fù)荷，根據(jù)公式(rCBF=rCBV/MTT)計算rCBF靜息、rCBF負(fù)荷，并進(jìn)一步根據(jù)公式計算CVR(%)，CVR=〔(rCBF負(fù)荷-rCBF靜息)/rCBF靜息〕×100%。

1.5.2大鼠腦病理HE染色分析 在40倍、20倍、10倍光鏡下，選擇大鼠額葉ROI相同部位觀察：① 小動脈、微小動脈管壁中膜平滑肌細(xì)胞數(shù)目，血管內(nèi)徑、外徑。② 計數(shù)開放毛細(xì)血管數(shù)目：計數(shù)10個視野下毛細(xì)血管數(shù)目，利用平均值法計算單個視野下毛細(xì)血管數(shù)目。③ 計數(shù)小動脈數(shù)目：計數(shù)10個視野下小動脈數(shù)目，利用平均值法計算單個視野下小動脈數(shù)目。

1.6統(tǒng)計學(xué)分析 采用SPSS17.0軟件，選用完全隨機(jī)設(shè)計的單因素方差分析、配對資料比較的t檢驗。

2 結(jié) 果

2.1PWI結(jié)果 靜息狀態(tài)下三組大鼠rCBV、rCBF相比有統(tǒng)計學(xué)差異(P<0.05)，且12周SHR組的rCBV、rCBF值較12周WKY、20周SHR組高(P<0.05)，12周WKY、20周SHR組間相比無統(tǒng)計學(xué)差異(P>0.05)。MTT三組間比較有統(tǒng)計學(xué)差異(P<0.05)，12周WKY組與20周SHR組間差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)，20周SHR組的MTT值較12周SKY組延長；12周SKY組與12周SHR組、12周SHR組與20周SHR組間差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。見表1。ACZ負(fù)荷狀態(tài)下，三組間rCBV比較具有統(tǒng)計學(xué)差異(P<0.05)，其中A組與C組、B組與C組間差異顯著(P<0.05)，C組rCBV較A、B組低，A、B組間無顯著差異(P>0.05)；MTT、rCBF三組間比較具有統(tǒng)計學(xué)差異(P<0.05)，組內(nèi)兩兩比較均有統(tǒng)計學(xué)意義，且A、B、C三組MTT依次延長，rCBF依次降低。PWI結(jié)合ACZ負(fù)荷試驗測量三組大鼠CVR，12周齡WKY組：CVR(%)=(0.75±0.05)×100%；12周齡SHR組：CVR(%)=(0.40±0.03)×100%；20 w SHR組：(0.20±0.15)×100%；三組間兩兩比較P=0.000，具有統(tǒng)計學(xué)差異。

表1 三組大鼠靜息(ACZ前)及負(fù)荷狀態(tài)(ACZ后)額葉感興趣區(qū)rCBV、MTT及rCBF值±s)

2.2病理結(jié)果 見表2。20周SHR組大鼠小動脈管壁厚度與12周WKY、12周SHR組比較均具有統(tǒng)計學(xué)差異(P<0.05)，20周SHR組管壁厚度增加，12周WKY、12周SHR組間比較無統(tǒng)計學(xué)差異(P>0.05)。12周SHR組大鼠微循環(huán)網(wǎng)內(nèi)毛細(xì)血管數(shù)目與12周WKY、20周SHR組比較具有統(tǒng)計學(xué)差異(P<0.05)，且12周SHR組大鼠毛細(xì)血管數(shù)目增多，12周WKY、20周SHR組間比較無統(tǒng)計學(xué)差異(P>0.05)。三組大鼠小動脈數(shù)目比較均無統(tǒng)計學(xué)差異(P>0.05)。ACZ負(fù)荷狀態(tài)下，rCBV增加，MTT縮短。該組大鼠腦血流儲備功能良好。ACZ負(fù)荷狀態(tài)下rCBV增加，MTT值延長。該組大鼠腦血流儲備通過延長MTT得以代償。20周SHR組大鼠ACZ負(fù)荷狀態(tài)下，rCBV稍有增加，MTT明顯延長。該組大鼠腦血流儲備功能較正常對照組明顯降低，負(fù)荷狀態(tài)下腦血流灌注的代償能力降低。

表2 光鏡下兩組大鼠額葉ROI腦血管情況±s)

3 討 論

CVR是指在生理或病理狀況下，腦血管根據(jù)血流灌注壓的變化代償性地擴(kuò)張或收縮，以維持腦組織血流灌注量穩(wěn)定的能力，是腦循環(huán)的重要保護(hù)機(jī)制之一〔2〕。臨床上，Grubb根據(jù)腦血流代償狀況和代謝變化將血流動力學(xué)障礙性腦缺血分為三個階段〔3〕，其中2期腦血流量中度減少，腦血管儲備能力已經(jīng)受損，對于擴(kuò)血管藥物沒有反應(yīng)，臨床上可以借助CO2或ACZ等刺激試驗評價病變程度；3期腦血流量明顯減少，腦血管的自動調(diào)節(jié)機(jī)制已經(jīng)失效，腦血管儲備能力耗竭，只能通過神經(jīng)細(xì)胞增加攝氧來維持機(jī)能，細(xì)胞始終處于缺血抑制狀態(tài)，腦局部低灌注區(qū)神經(jīng)元功能降低，此時可以通過正電子發(fā)射體層顯像(PET)獲得攝氧分?jǐn)?shù)(OEF)來評價缺血程度〔4〕。當(dāng)局部神經(jīng)細(xì)胞增加攝氧后仍然不能滿足其功能需要時，神經(jīng)細(xì)胞逐漸死亡，并發(fā)生不可逆轉(zhuǎn)的形態(tài)學(xué)改變〔5〕。CVR長期降低，最終會引發(fā)腦血流量的低灌注，這是所有腦梗死病因機(jī)制的最后通路。除缺血性腦卒中外，先天性或后天性頸動脈及椎動脈疾病、煙霧病、老年性癡呆、TIA、無癥狀性腦梗死等疾病患者的腦血管儲備功能亦發(fā)生不同程度的改變〔6～9〕，這種腦血管儲備功能的改變直接決定患者的預(yù)后。

高血壓是缺血性腦卒中相對獨立的危險因素，長期高血壓可以導(dǎo)致腦小動脈及微循環(huán)病變引起CVR降低，這是高血壓致腦卒中的重要原因之一。

PWI引用順磁性對比劑(Gd-DTPA)作為外源性標(biāo)記物，對其首過效應(yīng)進(jìn)行監(jiān)測，通過磁共振信號隨時間延長而變化的特征評價感興趣區(qū)的腦血管微循環(huán)的灌注特征，并獲得多個腦血流灌注參數(shù)圖，從而定性、半定量地測量并比較腦血流量(CBF)、腦容量(CBV)、平均通過時間(MTT)和達(dá)峰時間(TTP)等指標(biāo)〔10～13〕。腦血流負(fù)荷試驗是指通過生理性刺激或血管擴(kuò)張劑作用，增加對血管擴(kuò)張劑反應(yīng)敏感血管供血區(qū)的血流量，無反應(yīng)區(qū)血流量不增加，從而增加正常部位與病變部位的圖像及各種灌注參數(shù)的對比，即反映腦血管的儲備功能。ACZ是一種可逆性碳酸酐酶抑制劑，正常腦血管在ACZ作用后血流量可增加約20%〔14〕，而病變血管無擴(kuò)張、血流量不增加。

本實驗中，靜息狀態(tài)下，三組大鼠rCBV及MTT偽彩圖上未出現(xiàn)低灌注區(qū)，12周齡SHR大鼠rCBF稍有增加，這可能是因為其腦血管灌注壓發(fā)生變化時，微循環(huán)毛細(xì)血管開放數(shù)目代償性增加表現(xiàn)，與病理結(jié)果一致，此階段應(yīng)用加壓藥物治療效果顯著并預(yù)后較好。ACZ負(fù)荷試驗后，12周齡WKY大鼠、12周齡SHR、20周齡SHR CVR逐級減低；WKY大鼠在應(yīng)激狀態(tài)下微循環(huán)毛細(xì)血管及小動脈、微動脈血管擴(kuò)張，MTT值縮短，腦血流量增加；12周齡SHR靜息狀態(tài)時微循環(huán)毛細(xì)血管已處于擴(kuò)張狀態(tài)，但小動脈、微小動脈并未發(fā)生結(jié)構(gòu)性重塑，應(yīng)激狀態(tài)下通過小動脈擴(kuò)張以增加腦血流量；20周齡SHR的腦小動脈及微動脈管壁發(fā)生結(jié)構(gòu)性重塑，管壁平滑肌數(shù)目增多，管腔內(nèi)、外徑均減小，在應(yīng)激狀態(tài)下腦血管的擴(kuò)張?zhí)幱谑Т鷥敔顟B(tài)，其腦血管儲備功能明顯降低；高血壓導(dǎo)致毛細(xì)血管前動脈的結(jié)構(gòu)性重塑造成外周阻力增加，也推動了血壓進(jìn)一步升高，引發(fā)機(jī)體并發(fā)癥及功能衰竭〔14，15〕，此階段中，抗高血壓治療不僅是單純降低血壓的問題，對阻力血管結(jié)構(gòu)重塑的糾正應(yīng)該得到足夠的重視，如果降血壓的同時阻力血管的結(jié)構(gòu)得不到糾正，單純血壓降低反而會使血管的功能儲備惡化，血管收縮及舒張能力進(jìn)一步下降，嚴(yán)重影響相應(yīng)組織器官的血液供應(yīng)，導(dǎo)致靶器官結(jié)構(gòu)和功能損害〔16〕。

綜上所述，PWI結(jié)合ACZ負(fù)荷試驗?zāi)軌蛘_評價CVR，并在一定程度上反映腦血管的組織病理學(xué)改變，為高血壓患者腦血管病亞臨床期評價提供一種安全、穩(wěn)定、無輻射的方法，對指導(dǎo)臨床制定合理的治療方案，從而控制病情進(jìn)展、改善預(yù)后具有重要的參考價值。

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