多模态神经功能成像定量评估卒中溶栓治疗对脑血流动力学影响的实验研究

Stroke is a major cause of morbidity and disability worldwide. Intravenous (IV) thrombolysis is the preferred treatment for patients with acute ischemic stroke who meet the National Institute of Neurological Disorders and Stroke trial Food and Drug Administration-approved criteria for tissue plasminogen activator(t-PA) administration. However, it remains problematic, for which patient's thrombolytic therapy is suitable and how to predict treatment outcomes. At present, the time window and the patient's National Institutes of Health Stroke Scale (NIHSS) score were used for selecting candidates for thrombolysis therapy and evaluating treatment outcomes. But, there was no quantitative parameter to evaluate the hemodynamic condition. In prophase study, we found that functional CT/MR multi- modal neuroimaging may help assessment hemodynamic parameters. Thus, we introduced the approach for studing of thrombolysis therapy. Accordingly, we used a rat model of thromboembolic stroke to evaluate the hemodynamic changes before and after thrombolysis therapy, especially for those rats that have hemorrhagic transformation (HT) after therapy. These aspects have received much attention in the stroke research especially for the development of treatment strategies .As will be demonstrated, this approach provides insight into the hemodynamic before and after thrombolysis, and provide important basis for evaluating the effect of thrombolytic therapy and to predict the risk factors of HT.

卒中可导致死亡及永久残废。溶栓疗法是当今治疗急性缺血性卒中最有前途的一种方法。卒中时间窗及神经功能缺损评分是筛选溶栓候选者、评估溶栓疗效及预测出血性转归的主要指标。然而，脑血流储备能力是卒中后脑组织的损伤程度及预后判断的主要因素，无法利用上述指标对其评估，MR/CT功能成像能够满足此要求。本项目拟建立血栓栓塞性卒中大鼠模型，对溶栓前后的大鼠进行MR/CT功能成像，溶栓前通过弥散与灌注加权成像的不匹配区预测缺血半暗带范围，利用CT灌注测量该区域CBF、CBV及TTP血流动力学参数。溶栓后通过血流动力学参数改变，明确挽救脑组织的范围，监测溶栓疗效，并进一步根据挽救脑组织溶栓前血流动力学参数明确缺血半暗带的阈值，为筛选溶栓候选者提供可靠指标。对溶栓后发生出血性转归的大鼠，将其血流动力学参数与溶栓前及预后良好大鼠对比，寻找有效的影像学预测指标。本研究结果为建立"影像学指导的溶栓模式"提供实验依据。

准确有效的评估缺血半暗带是缺血性卒中进行溶栓治疗的前提条件。本研究通过多模态神经影像学方法评估缺血性卒中大鼠缺血半暗带的存在、再灌注后脑血流动力学改变，以及预测出血性转化发生。本研究第一部分利用19只缺血性卒中大鼠，进行3D-ASL参数的调试和可行性分析，结果显示3D-ASL技术在选择合适的成像参数前提下，能够有效的定量评估大鼠脑血流动力学改变，并与DWI有良好的相关性，适用于大鼠缺血性卒中的实验研究。第二部分我们利用DWI及3D-ASL技术评估25只缺血再灌注大鼠的缺血半暗带，测量缺血半暗带与梗死核心区的CBF及ADC临界值,评价两者对梗死核心区及半暗带区的诊断效能。结果显示缺血性卒中大鼠缺血半暗带CBF的临界值为≤42.677 ml/100 g/min，梗死核心区CBF的临界值为≤40.716 ml/100 g/min，ROC曲线显示ADC和CBF对核心区、半暗带区的诊断曲线下面积差异均无统计学意义（P＞0.05），两者具有同样的诊断效果。第三部分我们利用DKI这一新的技术评估缺血性再灌注大鼠的缺血半暗带，并与传统的DWI方法进行对比，评价DKI技术测量缺血半暗带的可行性和可靠性。结果显示DKI技术能够有效的评估超急性脑梗死， DKI的MD/MK不匹配区在评估缺血半暗带时，MD临界值≤0.741，MK的临界值＞0.769， ADC(半暗带区)与MD（MD/MK不匹配区）具有同样的诊断效果， 但是ADC对半暗带区的诊断效果优于指标MK（MD/MK不匹配区）。第四部分我们利用MRI的DKI、DWI、3D-ASL、ESWAN及Gd-DTPA增强T1WI技术，评估缺血性卒中大鼠发生出血性转化，并与病理（伊文蓝染色）进行对比。结果显示共有4只大鼠发生出血性转化，本研究无法利用ADC及ESWAN技术预测出血性转化，但是进一步验证了Gd-DTPA增强出现强化是最有效预测出血性转化的方法，并且发生出血的大鼠在再灌注后4-6h，DKI的MD及MK表现为信号不均匀，是否具有意义还需要后续研究证实。通过国家自然基金的资助，课题组基本完成了计划书的内容，在国内核心期刊发表论文8篇，SCI论文2篇。在此方向，已培养硕士研究生1名，目前还有1名硕士和1名博士后从事本研究的后续工作。