MR磁化率与血肿周围脑水肿的相关性研究

陈瑶，田亚楠，李冠武，袁军，常时新

MR磁化率与血肿周围脑水肿的相关性研究

陈瑶，田亚楠，李冠武，袁军，常时新

目的：探讨MR磁化率与血肿周围水肿（PHBE）间的相关性。方法：52例脑实质内出血的患者分别于发病后第3、10d进行常规MRI及磁量图（QSM）检查。在QSM上计算血肿的平均磁化率，同时在T2FLAIR图上测量PHBE体积，采用Pearson统计分析血肿磁化率与PHBE体积间的相关性。结果：血肿第3d的平均磁化率为（4794．6± 420．4）ppm，PHBE体积为（7．49±3．12）mL，两者间存在显著相关性（r＝0．974，P＜0．001）；第10d的平均磁化率为（7388．6±3589．2）ppm，PHBE体积为（11．23±3．79）mL，两者间亦存在显著相关性（r＝0．901，P＜0．001）。结论：采用MR磁化率计量血肿内铁离子含量对观察PHBE的演变有一定帮助。

血肿，颅内；脑水肿；磁化率；铁离子；磁共振成像

血肿周围脑水肿（perihematomal brain edema，PHBE）在脑出血后二次脑损伤中发挥着重要作用［1－2］，但脑出血后脑水肿形成的机制尚不完全清楚。血红蛋白的毒性作用以及血细胞溶解后铁离子（Fe3＋）释放导致的脂质过氧化反应有可能是形成并加重PHBE的原因［3－4］，而磁化率能反映血肿内Fe3＋含量［5－7］。本文拟探讨MR磁化率与PHBE间的相关性。

材料与方法

1．研究对象

搜集2010年12月－2013年3月我院脑外科及卒中单元的、经过CT确诊的脑出血患者52例，其中男34例，女18例，年龄41～89岁，中位年龄65．8岁。

2．设备及参数

所有患者分别于发病后第3、10d进行常规MRI及磁量图（quantitative susceptibility mapping，QSM）检查。采用Siemens Verio 3．0T超导型高场MRI扫描仪，8通道头颅正交线圈，横轴面成像。检查方法：T1WI（TR 431ms，TE 13ms）、T2WI（TR 6300ms，TE 86ms）、T2FLAIR（TR 6400ms，TE 110ms，TI 2000ms）及QSM。QSM采用快速三维多回波T2＊梯度回波序列，扫描参数：TR 53．00ms，TE 16．26～45．00ms，共8个回波，视野24cm×22cm，层厚2．0mm，层距0．4mm，翻转角15°，像素0．9mm× 0．9mm×2．0mm，带宽240Hz，激励次数1，采集时间5min 23s。

3．数据分析

所有数据均传至后处理工作站，采用麦克斯韦方程运算得到拟合的QSM图，血肿平均磁化率通过计算机软件自动运算获得。在T2FLAIR图上按水肿区信号特点采用手工逐层绘制兴趣区（ROI）获得PHBE体积。采用Pearson统计分析血肿磁化率与PHBE体积间的相关性，P＜0．05为有统计学意义。

结 果

1．颅内血肿的发生部位、体积

52例患者脑实质内血肿发生的部位分别为基底节区27例，占51．9%；额叶及顶叶均为6例，占23．1%；颞叶5例，占9．6%；枕叶8例，占15．4%。血肿体积为2．5～22．94mL，平均（8．98±6．14）mL。

2．血肿磁化率与PHBE体积

CT图像上血肿于第3d表现为高密度，第10d呈混杂高密度（图1a），周围水肿为低密度，但界限欠清。在T2－FLAIR图上血肿早期为混杂低信号，晚期为混杂高信号，而PHBE则表现为明显高信号（图1b），界限清晰。QSM图能量化血肿内Fe3＋的含量，血肿区信号的高低反映Fe3＋含量的多少（图1c）。血肿第3、10d的磁化率及PHBE体积见表1。

表1 血肿磁化率与PHBE体积

图1 男，56岁，右侧基底节区血肿，发病后第3d血肿同一层面的CT、MRI及QSM图。a）CT平扫示血肿呈高密度（箭）；b）T2－FLAIR示血肿呈低信号（短箭），水肿区呈高信号（长箭）；c）QSM示血肿呈极高信号（箭），提示其内Fe3＋含量高。 图2 第3d血肿磁化率与PHBE体积的相关性曲线图。 图3 第10d血肿磁化率与PHBE体积的相关性曲线图。

3．磁化率与PHBE体积间的相关性

随着时间的延长，血肿内血细胞破坏溶解增多，血肿磁化率逐渐增大，同时，PHBE体积亦逐渐增大。血肿于第3d所测得的磁化率与PHBE体积间的相关性曲线见图2，Pearson统计分析显示两者间呈显著性相关（r＝0．974，P＜0．001）。第10d血肿磁化率与PHBE体积间的相关性曲线见图3，两者间亦呈明显正相关（r＝0．901，P＜0．001）。

讨 论

1．PHBE产生的机制探讨

PHBE形成的病理生理机制包括①血管源性：血块回缩引起血清蛋白的渗出［8］；②再灌注损伤：血肿周围脑组织受压出现低灌注区并导致细胞毒性水肿，再灌注损伤加重PHBE［1］；③凝血酶的释放：血浆及血块内的凝血酶原通过破坏的血脑屏障（BBB），缓慢释放到血肿周围形成PHBE［3］；④凝血级联反应：凝血酶是由凝血酶原产生的一种丝氨酸蛋白酶，其在出血后迅速产生，并参与PHBE的形成［9］；⑤BBB破坏：BBB的破坏导致血肿周围区通透性开始增加［4］；⑥补体反应：血液的外渗、BBB的破坏使补体能够进入脑实质，补体介导的脑损伤和膜攻击复合物引起细胞膜孔的形成进而导致细胞的溶解［10］；⑦基质金属蛋白酶（MMPs）的作用：MMPs降解基膜、增加毛细血管通透性［3］；⑧血细胞的溶解和血红蛋白的毒性作用：红细胞溶解后Fe3＋的释放导致脂质过氧化反应，产生大量的自由基，运铁蛋白和凝血酶结合引起脑损伤，使得细胞内Fe3＋的摄取增多［11－12］；⑨红细胞溶解导致神经元和星形胶质细胞破坏，使细胞内外环境的稳态失衡［3］。上述机制均参与和／或导致PHBE的产生及加重，而血细胞溶解后Fe3＋的释放有可能是PHBE形成的重要原因之一。

2．血肿内Fe3＋释放与PHBE形成之间的相关性

近期一项研究表明较低水平的亚铁（0．2mmol／L）聚集能诱导脑损伤［4］。血红蛋白的降解使Fe3＋释放，Fe3＋的聚集可高达10mmol／L，颅内注入Fe3＋能够引起脑水肿，并且Fe3＋能加剧凝血酶诱导的脑水肿，而去铁胺是一种铁螯合剂，能够减轻脑内铁蛋白的免疫反应，减轻PHBE及脑萎缩，说明Fe3＋在PHBE的形成中发挥着重要的作用。

由于细胞内储存能量的耗尽或补体系统激活后膜攻击复合物的形成［13］，血肿内红细胞开始发生溶解并产生血红蛋白及其降解产物，血红素在脑内容易被血红素加氧酶－1降解生成Fe3＋、一氧化碳（CO）和胆绿素。近期的一项研究表明，脑内注入血红蛋白或它的降解产物在24h内会引起脑水肿［3］。随着血块的溶解，血红蛋白及其降解产物逐渐增多，血肿发生后10d左右PHBE增加达到高峰。采用无创性铁定量评价技术分析血肿内Fe3＋含量与PHBE体积之间的相关性，有可能了解血肿溶解吸收过程中Fe3＋在PHBE形成及演变进展中的作用，为临床治疗提供依据。

3．血肿内无创性Fe3＋定量检测技术对评价PHBE演变进程的价值

Fe3＋是一种强顺磁性的物质，顺磁性的血液成分及代谢产物包括脱氧血红蛋白、高铁血红蛋白和含铁血黄素。随着血肿内Fe3＋的释放，高场下具备磁敏感效应逐渐增高。利用磁敏感加权序列（如T2＊）对顺磁性效应的敏感性，运用快速有效的多回波T2＊梯度成像序列，采用偶极反演方法，可以获得顺磁性物质的磁化率，从而间接得到Fe3＋的含量。该技术于2008年发明并应用于临床，是通过拟合模图和相位图得到磁化率含量信息的磁量图（QSM）［5－7］。

本研究正是基于红细胞溶解后铁离子的释放导致脂质过氧化反应，产生大量的自由基进而导致PHBE形成这一可能机制，采用无创QSM技术定量检测血肿内Fe3＋的含量，分析Fe3＋含量与PHBE体积之间的相关性，有可能为临床评价PHBE的转归提供一个参考指标。本研究发现血肿在第3、10d两个阶段，随着血肿内Fe3＋含量的增加，PHBE体积也增加，两者之间存在明显正相关，这在一定程度上说明血肿内Fe3＋在PHBE形成及演变进程中发挥着作用。

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The correlation study of MR susceptibility and perihematomal brain edema in cerebral hemorrhage

CHEN Yao，TIAN Ya－nan，LI Guan－wu，et al．Department of Radiology，Yueyang Hospital of Integrated Traditional Chinese ＆Western Medicine，Shanghai University of Traditional Chinese Medicine，Shanghai 200437，P．R．China

Objective：To investigate the relationship between MR susceptibility and perihematomal brain edema（PHBE）in cerebral hemorrhage．Methods：Fifty－two patients who had intracerebral hemorrhage in parenchyma were selected．MRI and quantitative susceptibility mapping（QSM）scan were performed on the 3rd and 10th day after onset．The MR susceptibility of hemorrhage was calculated in QSM，and PHBE was measured in T2－FLAIR imaging．Pearson statistical method was used to analyze the relationship between MR susceptibility and PHBE．Results：The average MR susceptibility of hemorrhage was（4794．6±420．4）ppm and PHBE was（7．49±3．12）mL on the third day．The correlation between them was significant（r＝0．974，P＜0．001）．On the 10th day，the average MR susceptibility was（7388．6±3589．2）ppm and PHBE was（11．23±3．79）mL．The correlation was significant（r＝0．901，P＜0．001）．Conclusion：The release of iron ions from the blood after being dissolved is likely to be an important part in the formation of PHBE．From this point，MR susceptibility measurement of iron content in hematoma is of help is observing PHBE process．

Hematoma，intracranial；Brain edema；Magnetic susceptibility；Iron ion；Magnetic resonance imaging

R743．34；R445．2

A

1000－0313（2015）02－0124－03

10．13609／j．cnki．1000－0313．2015．02．007

2014－05－22

2014－08－28）

200437 上海，上海中医药大学附属岳阳中西医结合医院影像科

陈瑶（1960－），女，江苏无锡人，副主任医师，主要从事脑血管疾病的诊断工作。

常时新，E－mail：shixinchang＠126．com

上海市科委基础处重点攻关项目（10JC1414600）