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                    放射性腦損傷磁共振灌注成像與病理的相關性

                    添加時間:2016/10/19 來源:未知 作者:admin
                    MRP可以反映放射性腦損傷的病理改變,能夠為其早期診斷提供依據;VEGF表達降低是放射性腦損傷的病理及MRP表現的基礎,在其發病機制中發揮著關鍵作用。
                    以下為本篇論文正文:
                      [摘要]目的研究 放 射 性 腦 損 傷 不 同 時 期 的 磁 共 振 灌 注 成 像(MRP)及 病 理 學 表 現,探 討 相 對 腦 血 容 量(rCBV)與血管內皮生長因子(VEGF)表達之間的相關性。方法將30只成年大鼠隨機分為對照組(5只)和照射組(25只)。對照組不行 照 射,照 射 組 分 別 于 照 射 后1、3、6、9、12個 月 行MRP檢 查,測 定r CBV、平 均 通 過 時 間(MTT)、達峰時間(TTP)及VEGF表達,并進行比較。結果照射組照射后3、6、9、12個月r CBV、MTT、TTP及VEGF表達與對照組比較,差異有顯著性(F=6.34~77.56,P<0.05);rCBV與VEGF表達呈正相關(r=0.94,P<0.05)。結論MRP可以反映放射性損傷的病理改變,VEGF表達降低在放射性腦損傷的發病機制中發揮著關鍵作用。
                      
                      [關鍵詞]顱腦照射;輻射損傷;磁共振成像;血管內皮生長因子A
                      
                      放射性腦損傷是放療的嚴重并發癥之一,早期臨床癥狀不典型,常規影像學檢查對其不敏感,一旦出現明顯癥狀,腦組織損傷已不可逆轉[1G2].因此,早期診斷放射性腦損傷尤為重要。本研究擬通過制作放射性腦損傷動物模型,觀察其磁共振灌注成像(MRP)與病理學表現,為放射性腦損傷早期診斷提供依據。
                      
                      1材料與方法
                      
                      1.1放射性腦損傷模型的建立
                      
                      成年雌性Wistar大鼠共30只,體質量200~230g,平均218g.隨機分為對照組(5只)和照射組(25只)。對照組不行顱腦照射;照射組使用美國瓦里安23EX直線加速器進行顱腦照射,照射野大小為3cm×20cm,射線劑量率為3??0Gy/min,源皮距(SSD)為100cm,參考深度為1??5cm,總劑量為20Gy.照射組大鼠分別于照射后1、3、6、9、12個月行MRP檢查。
                      
                      1.2MRP檢查
                      
                      使用GE HDX3.0T超 導 磁 共 振 行MRP檢查,線圈為上海晨光醫療科技有限公司生產的4ch相控陣大鼠線圈(型號為CGGMVC22GH300GAG)。T1加權像(T1WI):TR=400ms,TE=11ms,FOV為8cm×8cm,層厚為2.4mm,層間 距 為0 mm;T2WI:TR=3500 ms,TE=110 ms,FOV8cm×8cm,層厚為2.4mm,層間距為0 mm;灌注成像:TR=1000 ms,TE=15.9 ms,FOV為8cm×6cm,翻轉角為30°,矩陣為64×64,層厚為2.4mm,層間 距 為0mm.MRP采 用EPI序 列,采 集100次,每次掃描10層,在第4次掃描末,經股靜脈留置針團注0.1mmol/kg釓布醇,注射流量為1m Ls/,并以相同流量注入2 m L/kg生理鹽水。增強掃描檢查:TR=1025ms,TE=24ms,TI=860ms,FOV為8cm×6cm,層厚為2.4mm,層間距為0mm.
                      
                      1.3病理學檢查MRP檢查完畢立即將大鼠斷頭取腦,灌注、固定,制作電鏡標本及石蠟切片,行電鏡檢查、HE染色及血管內皮生長因子(VEGF)免疫組化染色。
                      
                      1.4圖像處理及數據分析將MRP原始數據輸入3.0T工作站,應用隨機軟件包Functool進行圖像后處理,獲取MRP灌注偽彩圖并進行數據測量。于大鼠雙側側腦室周圍白質內隨機選取6個相 同 大 小 的 興 趣 區(ROI,16~20mm2),分別測量ROI的相對腦血容量(rCBV)、平均通過時間(MTT)、達峰時間(TTP),并計算其平均值。應用ImageGproplus5.0軟件對VEGF吸光度值進行測量,測量3次求平均值。HE染色觀察血管的形態、結構及密度情況,電鏡下 觀察血管腔、基底膜等微細結構的變化。
                      
                      2結果
                      
                      2.1照射后不同時間MRP結果比較
                      
                      照射組的r CBV值隨著時間的延長逐漸降低,至12個月時最低,偽彩圖由黃綠色逐漸 變為藍色(圖1a~c)。照射組照射后1個月r CBV值與對照組比較,差異無顯著性(P>0.05);照射后3、6、9、12個月r CBV值 低 于 對 照 組,差 異 有 顯 著 意 義(F=10.60,P<0.05)。照射組照射后1個月MTT、TTP值與對照組比較,差異無顯著性(P>0.05);照射后3、6、9、12個月MTT、TTP值高于對照組,差異有顯著性(F=13.80、6.34,P<0.05)。見表1.
                      
                      
                      
                      2.2照射后不同時間病理表現比較
                      
                      照射組照射后1個月VEGF吸光度值與對照組比較,差異無顯著性(P>0.05);照射后3、6、9、12個月VEGF吸光度值均低于對照組,差異有顯著意義(F=77.56,P<0.05)。見表1.
                      
                      照射后不同時間各指標結果比較(n=5,x±s)
                      
                      光鏡下觀察,對照組血管密度正常、分布均勻,血管壁厚薄均勻,管腔光滑且規則。照射組照射后3個月血管密度開始降低,血管壁略增厚,管腔略狹窄,隨著時間的延長,這種變化越來越明顯;至12個月時,血管密度明顯減低,血管壁明顯增厚,血管腔明顯變窄、甚至閉塞(圖1d)。電鏡下觀察,對照組血管腔規則、基底膜薄而均勻,血管內皮細胞數目適中、結構完整,細胞之間有緊密連接;照射組隨著時間的延長基底膜逐漸增厚,內皮細胞凋亡,細胞數目開始減少,12個月時內皮細胞數目明顯減少,內皮細胞緊密連接逐漸消失,線粒體、內質網等部分細胞器結構溶解消失(圖2)。
                      
                      兩組r CBV圖像與血管HE染色結果
                      
                     照射后12個月電鏡下血管形態(20000倍)
                      
                      2.3r CBV與VEGF的相關性
                      
                      Pearson積 矩 相 關 分 析 顯 示,rCBV與VEGF之間呈正相關(r=0.94,P<0.05)。
                      
                      3討論
                      
                      MRP是磁共振功能成像技術之一,能夠反映腦組織的血流灌注情況,是診斷放射性腦損傷最常用的檢查方法之一。MRP常用的指標包括r CBV、相對腦血流量(rCBF)、MTT和TTP.r CBV的高低與組織中的微血管密度密切相關,rCBV降低表明血管密度及組織灌注降 低;rCBF反映腦 組織的血流量;MTT主要反映對比劑通過毛細血管的時間;而TTP則是指血液流過一定體積腦組織所用的時間[3G4].其中,rCBV最能反映腦組織的血流灌注情況,應用最廣泛。
                      
                      VEGF是目前已知促血管生成作用最強的細胞因子,存在于人和動物的多種組織中,參與多種生理功能調節[4G5].研究表明,VEGF的表達與組織中的微血管和新生血管密度密切相關。放射性腦損傷后,VEGF表達水平會發生顯著的變化,腦內的微血管網亦會隨之發生變化。
                      
                      目前,VEGF已成為研究放射性腦損傷微循環變化的可靠標志物。本研究通過顯微攝像系統將視野VEGF吸光度值輸入計算機進行分析,提高了結果準確性[6].目前,國內外許多學者應用MRP對放射性腦損傷進行了研究,結果均顯示損傷區域r CBV值下降,MTT、TTP值延長。白雪菲等[7]對放射性腦損傷區域的血流灌注情況研究顯示,病灶區域的最大r CBV值較健側皮質明顯減低。趙繼泉等[8]
                      
                      研究顯示,遲發型放 射 性 腦 損 傷 水 腫 區 的r CBV值 下 降,MTT、TTP值均明顯延長。本研究結果顯示,隨時間延長,照射組r CBV值逐漸下降,MTT及TTP值逐漸升高,VEGF吸光度值逐漸降低,差異有顯著性,與相關研 究結果一致。血管密度及血管結構是影響腦組織血流灌注的關 鍵因素,兩者的破壞會導致腦組織血流灌注的變化。
                      
                      本研究結果顯示,光鏡下觀察,自照射后3個月開始,照射組照射區腦組織內血管密度逐漸減低,血管壁逐漸增厚、管腔變窄,最后甚至閉塞;電鏡下觀察,自照射后3個月開始,照射區腦組織內皮細胞逐漸凋亡、減少,基底膜逐漸增厚,至12個月時內皮細胞明顯減少,基底膜明顯增厚,血管腔變窄,部分細胞器結構溶解消失。放射性腦損傷區血管密度減低、管腔變窄及內皮細胞減少、基底膜增厚是MRP改變的病理基礎。血管的損傷導致照射區域血供減少,腦 組 織 血 流 灌 注 減 少,表 現 為r CBV值 下 降,MTT及TTP值升高。本文照射組VEGF吸光度值隨時間延長逐漸降低并且與r CBV呈正相關,提示VEGF是導致照射區腦組織血管宏觀及微觀結構變化的關鍵因素。VEGF表達降低使照射區血管密度減低、內皮細胞減少,照射區r CBV降低。因此,我們認為VEGF的表達降低在放射性腦損傷的發病機制中發揮了關鍵作用。
                      
                      綜上所述,MRP可以反映放射性腦損傷的病理改變,能夠為其早期診斷提供依據;VEGF表達降低是放射性腦損傷的病理及MRP表現的基礎,在其發病機制中發揮著關鍵作用。
                      
                      [參考文獻]
                      
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