第一部分 旋转坐标系下的弛豫时间常数(T1ρ)和表观扩散系数(ADC)在评估缺血性脑卒中演变进程中的对比应用目的:影响脑梗患者选择适当的治疗策略的关键因素是脑梗持续时间。利用旋转坐标系下弛豫时间常数(T1ρ)及表观扩散系数(ADC)来探讨评估脑梗病程,同时评估患者的旋转坐标系下弛豫时间(T1ρ)及ADC与脑梗持续时间的相关关系,以期找到快速估算脑梗持续时间的方法。材料与方法:1.研究对象入选病例为2015年5月至2017年2月在我院住院确诊的脑梗患者,纳入标准如下:临床怀疑脑梗并确诊脑梗。排除标准如下:CT确诊脑出血,有神经系统疾病,包括:多发性硬化、脑肿瘤、脑血管炎、早产缺血缺氧脑病、癫痫、外伤性脑损伤、颅内感染;接受过任何颅内手术或脑梗治疗。2、MRI数据的采集在飞利浦Philips Achieva TX 3.0T扫描仪上采用8通道头部线圈,怀疑脑梗的患者进行了磁共振扫描。嘱患者检查过程中尽量保持清醒,闭眼,平静呼吸,尽可能地不做任何动作以及意向性思维活动。T1ρ及DWI数据采集之前均进行全脑轴位T1WI、T2WI及FLAIR扫描,以排除脑部疾患。T1ρ数据采用全脑水抑制3D快速自旋回波(TSE)序列采集,进行横断位扫描,扫描基线平行于大脑前一后联合水平,自旋锁频率为500HZ,自旋锁时间分别为Oms,20ms,40ms,60ms，80ms,100ms。另外,扩散加权图像(diffusion weighted imaging,DWI)采用SE-EPI序列行横断位成像,数据采用双梯度多方位自旋回波echo-planar-imaging序列采集。获得三个梯度方向的不同扩散系数(b值为分别选取0和1000 s/mm2)数据。在不同的角度上施加扩散梯度场,从而减轻各向异性对DWI信号造成的影响。3、MRI数据的后处理3.1 T1ρ成像后处理主要步骤:(1)格式转换;(2)校正、标准化;(3)被试脑梗区的感兴趣区的选择及提取T1ρ值。T1ρ弛豫时间mapping是由拟合不同自旋锁数据生成的mono-exponential衰减函数。3.2 DWI成像后处理主要步骤:(1)格式转换;(2)被试脑梗区感兴趣区选择及提取ADC值。ADC mapping通过 mono-exponential model后处理软件获得。4.统计学分析所有统计使用SPSS 20.0统计软件包或MATLAB 2015工作站,检验水准a =0.05,以p<0.05判定差异有统计学意义。计量资料用均数士标准差表示。采用配对样本t检验的统计学方法评价病变侧及对侧所有参数结果之间的差异。采用ANOVA及重复测量数据方差分析的统计学方法评价所有参数结果(△Tlρ,△ADC,TlρipSi和ADCipsi脑梗五期之间两两间的差异。为了描述和比较脑梗不同时期所有参数结果的特点,采用相关性分析的统计方法定量分析所有参数结果与脑梗持续时间之间的相关性,并采用线性回归的统计学方法统计出线性方程。结果:1、本研究纳入107名脑脑梗患者,其中66名男性(年龄29-78岁之间,平均年龄及标准差:56.8±12.2岁),41名女性(年龄22-94岁之间,平均年龄及标准差:59.8 士 14.4岁)。临床上,按照脑梗发生时间分为五期,其中:超急性期15名,急性期16名,亚急性早期41名,亚急性晚期20名,慢性期15名。2、所有参数结果病变侧与对侧都有统计学差异。在脑梗病变处,随着时间延长,△T1ρ(ipsilateral-contralateral differences in T1ρ)(R2=0.955,F=357.087)和T1ρipsi(ipsilateral ischemia T1ρ values)(R2=0.941,F=339.155)持续升高,两者与脑梗持续时间呈正线性相关;而△ADC(ipsilateral-contralateral differences in ADC)(R2=0.440)和 ADCipSi(ipsilateral ischemia ADC values)(R2=0.471)不具备线性相关。AT1ρ和T1Pipsi脑梗五期之间两两比较中,几乎所有两期间的差异有统计学意义(p<0.01),除了超急性期及急性期((p=0.103for △Tlρ,p=0.010 for Tlρipsi)。AADC和ADCipsi仅在亚急性晚期及亚急性早期之间及亚急性晚期及慢性期之间差异有统计学意义(p<0.01)。结论:1、与ADC MRI相比,T1ρ MRI可以提供更精确的脑梗持续时间估计方法(如方程(2》。2、在单次MR扫描检查中,T1ρ MRI 比扩散磁共振成像(ADC)更有潜力成为脑梗诊断及预测脑梗持续时间的一个有效工具,因为T1ρ与梗持续时间呈正线性相关关系。3、此外,T1ρ可以显示急性和亚急性早期之间的统计学差异,这是急性中风临床选择治疗方案的关键点。4、本研究结果有助于T1ρMRI在急性中风的应用,并指导临床预测脑梗持续时间及制定脑梗塞治疗方案。第二部分 酰胺质子转移成像(APT)和动脉自旋标记(ASL)联合评价亚急性脑梗中缺血半暗带的初步研究目的:当前,很多临床医生要求影像识别脑梗晚期(>24h,亚急性脑梗)或不能提供确切发病时间的脑梗是否存在缺血半暗带,由于缺血性组织的损伤存在异质性,这部分患者的缺血半暗带组织或许在传统rt-PA治疗时间窗之外仍有可能恢复功能。PWI(perfusion-weighted imaging)和 DWI(diffusion-weighted imaging)可以识别低灌注区和梗死核心区,但PWI-DWI不匹配区仍不能明确界定缺血半暗带(ischemic penumbra,IP)。本研究目的是探讨APT(amide proton transfer)成像在临床识别和定义亚急性脑梗缺血半暗带的可行性。研究对象与方法:本研究纳入40例确诊亚急性期(脑梗持续时间1d-14d)缺血性脑卒中(subacute ischemic stroke)患者(脑梗持续时间5.9±3.2d)和40例健康志愿者。亚急性脑梗患者,其中男性28例,女性12例,年龄界于37—87岁之间,平均年龄(58.3±13.7)岁。健康志愿者性别及年龄分布与脑梗组类似。所有受试者均在行头部MRI扫描(3TPhilips Achieva 3TX),均行常规T2加权成像(T2-weighted imaging,T2WI)、扩散加权成像(diffusion-weighted imaging,DWI)、T1 加权成像(T1-weighted imaging,T1WI)、FLAIR(fluid-attenuated-inversion-recovery)、动脉自旋标记(arterial spin labeling,ASL)成像以及APTW(amide proton transfer-weighted)成像。25例亚急性脑梗患者10-14天后随访复查FLAIR-MRI,用以评估最后梗死灶范围。把DWI、ASL-CBF图、APTW图、follow-up FLAIR导入飞利浦后处理工作站改良版brain perfusion组件比较两两之间的最大面积比。亚急性脑梗组测量各病变区域及对侧正常脑白质区的APTW值。健康志愿者组选择基底节层面测量其两侧颞叶正常脑白质区的APTW值。采用两独立样本t检验检测脑梗组对侧正常白质与健康志愿组颞叶白质APTW值之间的差异。采用配对t检验检测各脑梗区域与对侧正常白质APTW值之间的差异。采用ANOVA及重复测量数据方差分析检测各脑梗区域APTW值组间差异。结果:APTWI低信号区往往大于或等于DWI高信号区,小于或等于CBF灌注减低区。组间分析显示APTWI低信号区与最后梗死灶面积一致,最终梗死灶小于CBF低灌注区而大于或等于DWI高信号区。这些结果表明IP可能对应于APT-DWI不匹配区,而良性缺血区对应于APT-CBF不匹配区。结论:1、亚急性脑梗缺血核心区周围仍然存在缺血半暗带。2、APT能对CBF-DWI不匹配区进行细分,CBF低灌注区中出现APTW值下降而DWI信号无异常的区域,可能对应于缺血半暗带区域,同时CBF低灌注而APTW正常的区域对应于良性缺血区。3、研究结果初步表明,在亚急性脑梗中,APT技术能够预测缺血半暗带存在,可能提供ASL或DWI所没有的细胞代谢方面的补充信息。4、在临床治疗中,无论处于脑梗什么时期(超急性期、急性期,亚急性期),只要影像确认缺血组织中缺血半暗带的存在,即缺血但仍有活性并且经过治疗能恢复功能的组织,都应该采取积极的治疗措施。