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第一部分灌注联合通透性影像优化评估急性缺血性脑卒中目的:Ktrans图是通透性影像中常用的参数,用于定量评估BBB开放程度,可从PCT的首过模型中获得。本研究拟观察Ktrans图是否可以区分不同缺血区域BBB的损伤程度;联合灌注影像是否可以优化评估急性缺血性脑卒中患者临床预后及最终梗死体积。方法:我们连续收集了98名发病9小时内,并且接受动脉溶栓和/或机械取栓的急性前循环脑梗死患者,女性46名。从传统的PCT中获得的首过数据得到Ktrans图,根据不同的Ktrans阈值定义缺血组织。常规灌注影像计算PCT-PIV(PIV为预测梗死体积),灌注影像联合Ktrans图推算出Ktrans-PIV。筛选能预测急性卒中预后相关的变量。分别以90天后mRS和FIV(最终梗死体积)为终点事件,用多元逻辑回归分析和多元线性回归分析筛选相关因变量。最后再将患者病灶侧颈动脉狭窄>75%和颈动脉狭窄!75%分成2组,分别比较PCT-PIV/FIV和Ktrans-PIV/FIV比值。结果:符合入选排除标准的98名患者中,50名患者临床预后较好(90天后mRS!2)。以mRS!2和mRS>2分组后,平均年龄(p<0.001)、治疗前NIHSS评分(p<0.001)、PCT-PIV(p=0.005)、Ktrans-PIV(p<0.001)、FIV(p<0.001)、收缩血压(P=0.003)和血管再通(P=0.003)这7个变量组间比较有统计学差异。年轻的患者、NIHSS评分低、PCT-PIV、Ktrans-PIV和FIV提示梗死体积小的患者预后较好。收缩压高提示临床预后差,有血管再通的患者临床预后较好。多元逻辑回归分析提示Ktrans-PIV与mRS显著相关(P=0.009;OR=1.960;95%CI:1.811-2.191);年龄(P=0.027;OR=1.243;95%CI:1.022-1.512)和治疗前NIHSS评分(P=0.029;OR=1.085;95%CI:1.020-1.154)也可预测mRS。多元线性回归分析提示Ktrans-PIV与FIV相关最好(F=75.590,P<0.0001);其次为出血转化(F=11.650,P=0.001)。随访影像提示,早期有出血转化的患者最终梗死体积较大。颈动脉狭窄>75%组(N=34)的PCT-PIV/FIV为1.475±0.245;颈动脉狭窄!75%组(N=64)为0.858±0.096,两组间有统计学差异(p=0.0063)。颈动脉狭窄>75%组的Ktrans-PIV/FIV为0.896±0.681,颈动脉狭窄!75%组为0.867±0.719,两组无统计学差异(p=0.7565)。结论:与传统的PCT区分缺血组织的方法比较,灌注联合通透性影像的方法整合了缺血区域bbb的信息。慢性低灌注可诱导缺血预适应,因而在伴有颈动脉重度狭窄时,pct-piv与最终梗死体积的差异明显增大,而ktrans-piv并未受此影响,可以优化评估临床预后,更加准确地识别缺血半暗带。第二部分通透性影像用于定量评估慢性低灌注下神经血管单元的损伤目的:慢性低灌注是常见的缺血性脑血管病,可引起nvu一系列的病理生理变化。然而目前仍没有在活体下评估nvu的有效方法。本研究利用通透性影像评估慢性低灌注状态下脑组织bbbp的变化,与相应区域的nvu病理改变进行相关性分析。筛选能够准确评估nvu损伤的的通透性参数。方法:将实验动物分成三组,即正常sd大鼠,正常shr大鼠及慢性低灌注shr大鼠(双侧颈总动脉结扎3个月)。设定额叶、颞叶和海马ca1区为感兴趣区(roi),用多模态mri评估roi的通透性。后对相应脑区进行免疫荧光染色,激光共聚焦显微镜下获取roi区域的nvu信息(血管分离指数及神经元计数)。将影像与病理数据进行一致性检验,筛选通透性影像参数。结果:与正常sd组比较,慢性低灌注shr组的血管分离指数和neun计数与其有统计学差异,p<0.0001和p=0.0390。正常sd与正常shr两组均没有统计学差异,但是正常shr大鼠组的血管分离指数均值较大,neun计数均值较小,说明该组的血管分离指数有升高的趋势,而neun计数有下降趋势。慢性低灌注shr组:ktrans和相应区域的血管分离指数一致性最强(p=0.0015,r=0.827,95%ci:0.466-0.952);其次,kep与相应区域的血管分离指数也有较好的相关性(p=0.0163,r=0.686,95%ci:0.167-0.908);结论:慢性低灌注可以轻度破坏敏感区域的nvu结构,主要表现为血管分离指数升高,相应区域神经元减少。dce-mri中的ktrans和kep两个参数与nvu病理变化有较好的一致性,可用于活体下nvu损伤的评估。第三部分通透性影像评估慢性低灌注状态下急性脑卒中发作的大鼠神经血管单元目的:观察慢性低灌注状态下的大鼠急性脑卒中发作后,与nvu病理相关的vegf和caspase3蛋白的表达量,并与通透性参数ktrans和kep平均值进行比较。验证不同的通透性参数是否可用于评估nvu不同的病理改变。方法:将SHR大鼠分成急性永久性大脑中动脉闭塞组(简称急性组)及慢性低灌注+急性永久性大脑中动脉闭塞组(简称慢性低灌注+急性组)。完成多模态影像,比较两组模型梗死体积及血脑屏障通透性变化的差异;电镜观察两组动物缺血区域NVU超微结构的不同;免疫组化测量缺血区域VEGF和Caspase 3蛋白的表达量。分别用Ktrans和Kep平均值与不同的病理指标进行相关性分析,寻找敏感的影像学标志物。结果:1影像学结果:1)梗死体积:慢性低灌注+急性组梗死体积(mm3)为79.15±13.97;急性梗死组梗死体积为106.6±11.43;P值<0.0001,两组之间有显著统计学差异;2)病灶侧半球和梗死区Ktrans平均值的比较:慢性低灌注+急性组Ktrans平均值分别为0.788±0.397和1.232±0.455;急性梗死组Ktrans平均值分别为1.513±0.561和1.938±0.636,半球和梗死区Ktrans平均值在两组间分别比较,P值分别为0.0014和0.0049,有显著统计学差异;3)病灶侧半球和梗死区Kep平均值的比较:慢性低灌注+急性组Kep平均值分别为0.643±0.190和0.895±0.350;急性梗死组Kep平均值分别为0.954±0.360和1.473±0.570,半球和梗死区Kep平均值在两组间分别比较,P值分别为0.0145和0.0066,有统计学差异。2免疫组化结果:慢性低灌注+急性组梗死灶周VEGF和Caspase 3蛋白的平均值为86.42±19.67和37.64±12.71;急性梗死组为66.52±19.44和53.28±19.05。梗死灶周VEGF和Caspase 3蛋白在两组之间比较,P值均为<0.05,有统计学差异。3通透性影像参数与病理改变的一致性研究:不同的通透性参数与不同的NVU病理改变相关,Ktrans与梗死后VEGF的表达有较好的一致性,而Kep能够预测Caspase 3蛋白的表达。结论:慢性低灌注+急性组和急性梗死组的NVU损伤程度存在差异,前者通透性参数平均值较低,缺血后损伤轻。通透性参数中的Ktrans图与梗死后的VEGF表达有较好的一致性,能够较好的反映NVU中微血管状态,而Kep与Caspase 3蛋白的表达有关,能够反映NVU中的神经元损伤情况。