第一部分扩散张量成像在高血压病人脑的应用研究　　 目的:　　 利用3.0T高场磁共振扫描仪,对中老年高血压患者常规MRI表现正常的脑白质(normal appearing white matter,NAWM)进行DTI研究,通过对不同部位各向异性及其扩散程度的测量、分析和比较,发现高血压病人脑白质纤维有可能存在的早期损害,并探讨FA值、MD值与认知功能及血压水平之间的关系。　　 材料与方法:　　 对30例健康查体者及55例高血压病人行MR检查,血压正常组男16例,女14例,平均收缩压113.20±1.49mmHg,平均舒张压78.37±0.86mmHg；高血压病人按是否服用抗高血压药分为高血压治疗组男21例,女17例,平均收缩压153.00±2.09rnmHg,平均舒张压91.79±1.08mmHg,及高血压未治疗组男8例,女9例,平均收缩压153.35±2.82mmHg,平均舒张压92.88±1.71mmHg。所有研究对象均无神经系统疾病。三组受检者的年龄、性别相匹配。使用GE signa Excite3.0T超导型核磁共振扫描仪,8通道头部线圈。均行常规T1WI、T2WI、FLAIR及DWI扫描。DTI扫描采用单次激发自旋回波平面成像(EPI),在25个方向上施加扩散敏感梯度,扩散加权系数(b值)为1000s/mm2。在GE公司提供的工作站(AW4.3),利用Functool软件对DTI数据资料进行处理,获得部分各向异性(FA)图及平均扩散系数(MD)图。针对每个研究对象,分别于双侧半球的半卵圆中心、额叶白质、侧脑室后角周围白质、内囊膝部、内囊后肢、胼胝体膝部、胼胝体压部常规MRI表现正常的脑白质选取感兴趣区(regions of interest,ROIs),每个ROI测量三次,取平均值作为相应区域的FA值及MD值。所有部位FA值、MD值的总和除以7即得到NAWM平均FA值及MD值。对所有研究对象进行神经心理测试(简易精神状态量表,MMSE),得出MMSE评分。将高血压治疗组、高血压未治疗组及正常对照组NAWM的FA、MD值进行比较,比较各组研究对象NAWM平均FA、MD值与认知功能MMSE评分的关系,比较各组研究对象NAWM不同部位FA、MD值与收缩压、舒张压的相关性。P值<0.05认为差异有统计学意义。　　 结果:　　 1、各组研究对象NAWM不同脑组织结构的各向异性及扩散特征:各组研究对象大脑左右半球双侧对称部位(除胼胝体外)的FA、MD值差异无统计学意义(P>0.05),各组研究对象大脑同一部位FA、MD值男女性别之间的差异无统计学意义(P>0.05)；得出各组研究对象不同部位的FA、MD值。　　 2、各组研究对象NAWM相应部位脑白质FA、MD值的比较　　 (1)FA值组间比较:内囊后肢、侧脑室后角周围、胼胝体膝部及胼胝体压部不同组间的FA值差异有统计学意义(P<0.05)。其中内囊后肢FA值的表现为:正常对照组>高血压未治疗组(P=0.000),高血压治疗组>高血压未治疗组(P=0.000)；侧脑室后角周围FA值的表现为:正常对照组>高血压治疗组(P=0.034),正常对照组>高血压未治疗组(P=0.031)；胼胝体膝部FA值的表现为:正常对照组>高血压未治疗组(P=0.040)；胼胝体压部FA值的表现为:正常对照组>高血压治疗组(P=0.038)。　　 (2)MD值组间比较:内囊膝部、额叶、半卵圆中心不同组间的MD值差异有统计学意义(P<0.05)。其中内囊膝部MD值表现为:高血压未治疗组>正常对照组(P=0.000),高血压未治疗组>高血压治疗组(P=0.000)；额叶MD值表现为:高血压未治疗组>正常对照组(P=0.000),高血压未治疗组>高血压治疗组(P=0.036),高血压治疗组>正常对照组(P=0.004)；半卵圆中心MD值表现为:高血压治疗组>正常对照组(P=0.000),高血压未治疗组>正常对照组(P=0.000)。　　 3、各组研究对象NAWM平均FA、MD值与认知功能MMSE评分之间的关系　　 (1)平均MD值各组间差异有统计学意义(P<0.05),进一步两两比较,高血压未治疗组>高血压治疗组(P=0.008),高血压治疗组>正常对照组(P=0.021),高血压未治疗组>正常对照组(P=0.000)；MMSE评分各组间差异有统计学意义(P<0.05),进一步两两比较,高血压治疗组>高血压未治疗组(P=0.000),正常对照组>高血压治疗组(P=0.000),正常对照组>高血压未治疗组(P=0.000)；平均FA值各组间差异没有统计学意义(P=0.137)。　　 (2)高血压未治疗组的平均FA、MD值与MMSE评分相关,r分别等于0.759、-0.589,均有P<0.05,有统计学意义。表现为FA值越高,MMSE评分越高,即认知功能受损轻微；MD值越高,MMSE评分越低,即认知功能受损严重。高血压治疗组以及正常对照组平均FA、MD值与MMSE评分无相关(P>0.05)。　　 4、各组研究对象NAWM不同部位FA、MD值与收缩压、舒张压的相关性　　 (1)高血压治疗组中仅内囊后肢MD值与收缩压呈正相关,r=0.465,P=0.003；高血压未治疗组半卵圆中心FA值与收缩压呈负相关,r=-0.565,P=0.018；正常对照组各部位FA、MD值与收缩压无明显相关(P>0.05)。　　 (2)高血压未治疗组中,内囊膝部FA值与舒张压呈负相关,r=-0.751,P=0.001；半卵圆中心FA值与舒张压呈负相关,r=-0.577,P=0.015；内囊膝部MD值与舒张压呈正相关,r=0.564,P=0.018；内囊后肢MD值与舒张压呈正相关,r=0.662,P=0.004；半卵圆中心MD值与舒张压呈正相关,r=0.526,P=0.030；胼胝体膝部MD值与舒张压呈正相关,r=0.770,P=0.000；胼胝体压部MD值与舒张压呈正相关,r=0.544,P=0.024。高血压治疗组及正常对照组各部位FA、MD值与舒张压无相关(P>0.05)。　　 结论:　　 1、3.0T磁共振DTI能够很好地在分子层面基础上显示大脑灰白质的解剖结构,为精确定位及定量分析脑微观结构提供条件。　　 2、高血压患者脑白质DTI有特征性改变,NAWM虽然没有在常规MR表现出明显异常的信号,但已有微观结构的变化,利用DTI评价高血压患者脑白质纤维将对患者未来病程的发展起到预测的作用。　　 3、高血压未治疗组的平均FA、MD值与MMSE评分相关,表现为FA值越高,MMSE评分越高,即认知功能受损轻微；MD值越高,MMSE评分越低,即认知功能受损严重。DTI可以提供高血压患者脑白质纤维束的潜在受损信息,使其在病变早期得以治疗,控制疾病的发展,防止发生不可逆的认知功能损害。　　 4、高血压未治疗组中,内囊膝部FA值、半卵圆中心FA值与舒张压呈负相关,内囊膝部MD值、内囊后肢MD值、半卵圆中心MD值、胼胝体膝部MD值、胼胝体压部MD值与舒张压呈正相关,DTI测量有助于更好的监测高血压患者脑白质的变化,并作为抗高血压药实验性治疗效果一种新的替代评价指标。　　 第二部分 SWI在高血压病人脑微出血的临床研究　　 目的:　　 通过观察高血压患者脑微出血(cerebral microbleeds,CMBs)的SWI及常规MRI表现,初步探讨CMBs的发生与是否服用阿司匹林、血压水平、脑白质疏松等相关危险因素的联系。　　 材料和方法:　　 对135例服用抗高血压药的原发性高血压患者进行常规MR检查及SWI扫描,其中男性82例,女性53例,年龄44～84岁,平均64.28±8.70岁。高血压患病时间1～20年,平均收缩压(163.44±24.38)mmHg,平均舒张压(91.33±14.54)mmHg。按是否服用抗凝药(阿司匹林)分为高血压用药组66例,高血压未用药组69例。主要仪器和设备同第一部分。所有研究对象均行常规T1WI、T2WI、FLAIR及SWI扫描。SWI扫描参数:TR:35ms,TE:25ms,带宽:31.24kHz,FOV:24X24crn,矩阵:512×512,并行采集(asset):2.0,层厚3.0mm。SWI扫描数据导入,AW4.3工作站,使用Functool图像后处理工具进行后处理,对SWI序列图像质量评估,盲法比较T1WI、T2WI、DWI、液体抑制反转恢复序列(FLAIR)及SWI上有无微出血灶。记录微出血灶的数目,分布范围及部位,并测量出血灶的容积。脑内微出血灶按照皮层及皮层下、基底节/丘脑区、脑干、小脑及放射冠区域分别计数,并按照数目分为三级:轻度(1-2),中度(3-10),重度(>10)。对脑白质疏松(Leukoaraiosis,LA)情况进行分级:0级:无LA病灶；1级:轻度,在侧脑室前后角周围及半卵圆中心可见散在斑点状局限性病灶；2级:中度,在侧脑室前后角周围及半卵圆中心可见局限性、非融合性或部分融合性的斑片状病灶；3级:重度,病变融合成片状,累及大部分脑室周围及半卵圆中心的白质。腔隙性脑梗塞按照数目多少分为:轻度(1-3),中度(4-10),重度(>10)。比较两组研究对象的基本临床资料、CMBs检出率及严重程度,比较CMBs与血压的关系,比较CMBs与年龄、脑白质疏松、腔隙性脑梗塞及伴发脑出血的关系。P<0.05认为差异有统计学意义　　 结果:　　 1、基本临床资料:两组研究对象吸烟、饮酒、应用降脂药、糖尿病及心血管病家族史方面差异无统计学意义(P>0.05),说明两组具有较好的可比性。　　 2、高血压脑内微出血灶的影像表现:　　 (1)135例研究对象,共检出71例672处CMBs。在SWI图像表现为点状、类圆形均匀的极低信号区,边界清晰,病灶直径约0.2～0.5 cm,部分病灶在T2WI、FLAIR及DWI的相应部位表现为点状低信号,病灶边界不如SWI序列清晰。各序列检出率差异有统计学意义(P<0.05),SWI检出率明显较其它序列高。　　 (2)高血压用药组及高血压未用药组CMBs发生率差异有统计学意义(P<0.05),高血压用药组CMBs发生率明显高于高血压未用药组；两组CMBs严重程度差异没有统计学意义(P<0.05),但重度CMBs多发生在高血压用药组。　　 (3)所有患者CMBs总表观容积最大的区域为基底节/丘脑区域,其次为皮层及皮层下,最少为放射冠。高血压用药组与高血压未用药组基底节/丘脑区CMBs平均表观容积的差异有统计学意义(P<0.05),高血压用药组基底节/丘脑区CMBs平均表观容积较高血压未用药组高。其余部位的差异没有统计学意义(P>0.05)。　　 (4)CMBs主要分布在皮层和皮层下、基底节/丘脑区。高血压用药组与高血压未用药组在基底节/丘脑与皮层及皮层下区域CMBs的分布差异有统计学意义(P<0.05),其余区域CMBs的分布差异无统计学差意义(P>0.05)。　　 3、高血压脑内微出血灶与血压的关系　　 (1)CMBs的多少及分级与血压水平(包括收缩压、舒张压、平均动脉压)及高血压病程呈正相关,rs分别等于0.483、0.200、0.412、0.584,均有P<0.05,具有统计学意义。　　 (2)有CMBs者与无CMBs者收缩压水平、平均动脉压及高血压病程的差异具有统计学意义(P<0.05),有CMBs者均高于无CMBs者。有CMBs者与无CMBs者舒张压水平的差异没有统计学意义(P>0.05)。　　 4、高血压脑内微出血灶相关危险因素的分析　　 年龄、脑白质疏松、腔隙性脑梗死及应用抗凝药对CMBs的发生有显著影响,(P<0.05),有统计学意义。而糖尿病、心血管病家族史、应用降血脂药对CMBs的发生无明显影响,P>0.05。　　 5、脑内微出血灶与年龄的关系:所有患者的CMBs严重程度分级与年龄呈正相关(rs=0.250,P=0.003),表明随着年龄增长,CBMs发生程度越严重。　　 6、脑内微出血灶与脑白质疏松的关系:有CMBs者和无CMBs者的LA阳性率差异有统计学意义(P<0.05),有CMBs者的LA阳性率较无CMBs者高。脑白质疏松严重程度分级与脑内微出血灶严重程度分级呈正相关,rs=0.896,P<0.05,有统计学意义,表明CMBs发生的严重程度随着LA分级的加重而加重。　　 7、脑内微出血灶与腔隙性脑梗塞的关系:有CMBs者和无CMBs者的LI阳性率差异有统计学意义(P<0.05),有CMBs者的LI阳性率较无CMBs者高。脑内微出血灶严重程度分级与腔隙性脑梗塞严重程度分级呈正相关,rs=0.898,P<0.05,有统计学意义。表明CMBs发生的严重程度随着LI分级的加重而加重。　　 8、比较有无伴发脑出血两组间CMBs数目,两组之间的差异有统计学意义(P<0.05),伴发脑出血患者脑内更容易发生微出血灶。　　 结论:　　 1、CMBs在SWI图上表现为2～5mm的斑点状、类圆形低信号,病灶边界清晰；SWI显示高血压患者CMBs具有高度的敏感性和准确性,检出率明显较常规MR(T2WI、T1WI、FLAIR、DWI)序列高。　　 2、高血压患者CMBs主要分布在基底节/丘脑区、皮层及皮层下区。　　 3、服用阿司匹林的高血压患者比未服用阿司匹林的高血压患者CMBs发生率更高,程度更加严重,提示服用阿司匹林等抗凝药可能是患者发生微出血的危险因素。　　 4、CMBs的分级与高血压有相关性,脑内有微出血灶者收缩压水平、平均动脉压水平及病程均高于脑内无微出血灶者,高血压导致的微血管病变在CMBs发生中起着重要作用。　　 5、随着年龄增长,CBMs发生程度越严重,二者呈正相关。　　 6、CMBs的分级和腔隙性脑梗塞及脑白质疏松的严重程度呈正相关,提示CMBs与腔隙性脑梗塞和脑白质疏松同属微血管病变,CMBs的数目越多,微血管病变越严重,颅脑发生出血的倾向就越大。　　 第三部分 SWI在自发性高血压大鼠脑出血的实验研究　　 目的:　　 通过观察自发性高血压大鼠脑出血及CMBs的常规MRI和SWI表现,以及相应的组织病理学变化,以期能够提高对于高血压自发性脑出血及CMBs的认识。　　 材料和方法:　　 实验动物:自发性高血压大鼠雄性12只,15周龄,体质量(288±12)g；雌性5只,15周龄,体质量(193±14)g。每隔7日将17只SHR.按编号逐一放入Softron智能无创血压计(BP-98A)内经尾动脉测定血压。SHR大鼠15～24周龄时期每周行MR.扫描一次,25～27周龄时期隔日扫描一次。扫描前用10％水合氯醛按0.03mg/100g进行腹腔注射麻醉大鼠,麻醉后用自制的固定板,取俯卧位固定大鼠。主要仪器和设备同第一部分。所有SHR均行冠状面T2WI、TIWI及T2Flair成像,FOV=22×22cm,层厚2mm,层间距为0,激发次数为4,扫描层数19层。SWI扫描参数:TR:Mininum,TE:26.5ms,带宽:62.5kHz,FOV:16×16cm,矩阵:256×256,并行采集(asset):2.0,层厚1.5mm,扫描层数22层。SWI扫描数据导入AW4.3工作站,使用Functool图像后处理工具进行后处理,分别记录常规序列及SWI序列显示的出血灶的数目,分布范围及部位。当MR扫描发现病灶后,在大鼠麻醉状态下,迅速取出脑组织编号后置于10％多聚甲醛固定液,4℃条件下固定一周。冠状位切出2mm厚脑组织,重点观察出血灶,常规苏木素-伊红(hematoxylin and eosin,HE)染色,进行组织病理学观察。　　 结果:　　 1、自发性高血压大鼠血压变化:雄性SHR血压水平在24周龄时达到高峰,雌性SHR血压水平在17周龄达到高峰,在各个时期雄性SHR的血压均明显高于雌性SHR。　　 2、17只SHR中共有4只先后发现大小不一的出血灶,分别在皮层及皮层下、基底节及脑室内。在SWI上表现为点条状及类圆形均匀的低信号区,病灶直径约2mm～7mm,边界清晰。两例病灶在T1WI及T2WI未见明确显示,一例病灶在T1WI及T2WI的相应部位均呈低信号,一例病灶在相应部位T1WI呈高低混杂信号,T2WI呈明显低信号。大体病理标本示病灶相应部位可见明显的出血灶。　　 3、组织病理学检查结果:镜下可见大量水肿的神经元及胶质细胞,毛细血管充血,血管周围水肿；出血灶可见大量变性红细胞及含铁血黄素沉着,其内可见少量淋巴细胞浸润。　　 结论:　　 1、SHR自发性脑出血及CMBs在SWI上均表现为低信号。　　 2、SHR脑内微出血灶HE染色可见大量变性红细胞及含铁血黄素沉着,其内可见少量淋巴细胞浸润。　　 3、SWI脑内微出血灶影像学表现与病理改变基本相符。