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고양이의 일시적 국소 뇌허혈 모델에서 시간 변화에 따른 가역적 허혈부의 자기공명영상

Other Titles
 Serial changes of MR parameters in reversible ischemic zone after transient ischemia in cats. 
Issue Date
2002
Description
의과학사업단/박사
Abstract
[한글] 초급성 뇌경색 환자에 있어서 혈전용해제를 이용한 조기 재관류요법이 적극적으로 시행되고 있다. 재관류요법의 목적은 허혈성 반연부를 영구적인 손상으로부터 보호하는 데에 있다. 허혈성 반연부는 주로 뇌경색 병변의 주변부에 존재하는 부위로 뇌 혈류의 감소에 의하여 신경학적 기능은 소실되어 있으나 소량의 뇌 혈류에 의하여 세포 생존에 필요한 최소한의 대사 작용은 남아있는 부위이며 구조적인 손상이 이루어지지 않은 부위이므로 재관류에 의하여 다시 소생 가능성이 있는 부위를 말한다. 새로운 치료방법의 개발에 힘입어 단지 뇌경색을 발견하고 확인하는 정도의 영상방법 이외에 허혈 조직의 생존, 회복여부를 알고자 하는 요구도 커지고 있다. 이미 확산강조영상 및 관류영상 등에 의하여 뇌경색의 조기 진단 자체에는 문제가 없으나 뇌허혈에 의한 부종과 비가역적인 뇌경색과의 감별, 그리고 허혈성 반연부의 존재 및 행양상에 대해서는 정확히 알려진 바가 없다. 만약 초급성 뇌경색 환자에 있어서 뇌경색이 더욱 진행할 것인지 혹은 생존가능성이 있는 반연부가 존재하는 지를 미리 예측할 수 있는 진단방법이 있다면 부작용의 위험성을 갖고 있는 혈전용해제 치료에 있어서 환자의 선택에 큰 도움을 받을 것으로 생각되며 환자의 예후 예측에도 많은 도움을 줄 것으로 생각된다. 본 연구는 고양이를 이용한 1시간 동안의 일시적 뇌허혈 모델을 통하여 가역적 허혈부를 만들고 확산강조영상과 관류영상을 촬영한 후 48시간 동안 가역적 허혈부와 뇌경색중심부에서 각각 시간의 경과에 따른 확산 및 관류영상 변수를 측정하는 실험으로 가역적 허혈부의 회복 양상이 허혈중심부와 어떠한 차이를 보이는 지를 알아보려 하였다. 총 20마리의 성숙한 고양이를 이용하였다. Transorbital approach를 통하여 왼쪽 중간대뇌동맥을 1시간 결찰한 후 재관류시켰고 1시간, 3시간, 6시간, 24시간, 48시간 후에 apparent diffusion coefficient (ADC)와 regional cerebral blood volume (rCBV), time to peak (TTP) 영상을 구하였다. 48시간 영상을 얻고 동물을 희생하여 Triphenyl tetrazolium chloride (TTC) 용액에 담가 염색을 시행하였다. 초기 영상에서 ADC가 감소되었다가 복되어 TTC에 정상염색을 보인 부위를 가역적 허혈부로 정하였고, 지속적인 ADC감소를 보이다 TTC 염색이 되지 않는 부위를 허혈중심부로 정한 후 두 부위에서 각각 ADC, rCBV, TTP값을 구하고 변화양상을 알아보았다. 총 20마리 중 12마리는 지속적 경색소견만 보였고 7마리에서 가역적 허혈부가 관찰되었다. 한 마리에서는 ADC가 감소되었던 부분이 24시간 영상에서 회복되고 다시 48시간 영상에서 감소를 보이는 지연성 손상을 보였다. 가역적 허혈부와 허혈중심부위의 ADC 값은 초기부터 저하소견을 보였고 허혈중심부가 24시간 영상 이후 급격한 감소 소견을 보이는 반면 가역적 허혈부는 정상으로 회복되는 양상을 보였으며 두 부위간에 24시간 영상 이후 통계적으로 의미 있는 차이를 보였다(p<0.05). rCBV값은 1시간, 3시간 영상에서는 재관류에 의한 것으로 생각되는 과관류가 양측 부위 모두에서 관찰되었고 차이를 발견할 수 없었으나 허혈중심부는 후기영상에서 급격한 감소 양상을 보인 반면 가역적 허혈부는 정상보다 약간 높은 정도를 유지하였고 24시간 영상 이후 두 부위간에 통계적으로 의미 있는 차이를 보였다(p<0.05). TTP는 두 부위 간에 차이가 없었으며 정상부위와도 차이를 보이지 않아 가역적 허혈부와 허혈중심부의 구분에 있어 도움을 주지 못했다. 결론적으로 가역적 허혈부와 허혈중심부의 구분은 24시간 영상 이후부터 가능하였으며 ADC와 rCBV값이 가역적 허혈부의 예측에 유용하였다. 그러나 한 예에서는 지연성 손상이 관찰되었고 뇌경색이 재관류 후 혈역학적 상태에 따라 매우 다양한 진행양상을 가지기 때문에 역동적으로 변해가는 영상소견의 변화를 잘 조합하여 해석하는 것이 뇌허혈의 향후 진행 양상과 예후를 가늠하는데 중요하다고 하겠다.
[영문] Thrombolytic therapies have proved to be effective in the treatment of hyperacute ischemic stroke. The goal of these maneuvers is to salvage the ischemic penumbra from infarction. The ischemic penumbra is the tissue of decreased perfusion which, although still remaining viable, is functionally impaired. Development of new therapeutic methods now requires sophisticated imaging and physiologic evaluation, such as the tissue viability or reversibility. Diffusion and perfusion weighted images can detect early changes of ischemic tissues, but reports on the differentiation of edema from irreversible infarction and on the progression of ischemic penumbra have not provided sufficient information. The purpose of this study was to evaluate the recovery pattern of reversible zone from ischemic core by the serial evaluations of diffusion and perfusion parameters in temporary occlusion and reperfusion models of cats. Twenty adult cats weighting 3~3.5 kg were used. A microvascular clamp was placed on the M1 segment of left MCA for 1 hour by transorbital approach. Diffusion and perfusion weighted MR images were obtained at 1, 3, 6, 24, and 48 hours after reperfusion. Then brain slices were obtained and triphenyl tetrazolium chloride (TTC) staining was done. Reversible ischemic zone was defined as the area of high signal intensity on initial DWI, but normalized signal intensity on follow up MRI and normally stained on TTC staining. The changes of apparent diffusion coefficient (ADC), regional cerebral blood volume (rCBV), and time to peak (TTC) of reversible ischemic zone and ischemic core were obtained respectively and ratios to the normal contralateral tissue were calculated. Reversible ischemia was seen in seven cats and other twelve cats showed only permanent infarctions. One case showed delayed injury pattern, ADC reduction during insult, transient ADC recovery at 24 hour images and secondary ADC reduction 48 hours after reperfusion. Persistent decrease of ADC value in all serial images was noted in the ischemic core, whereas the reversible ischemic zone showed delayed recovery of ADC reduction. Two groups were statistically different after 24 hour images. The rCBV ratio increased in both the reversible ischemic zone and ischemic core during 1 and 3 hours. However, the rCBV ratios of the ischemic core abruptly\ decreased after 24 hour images while the rCBV ratios of reversible zone maintained above that of the contralateral normal side, which was statistically significant (p<0.05). Serial changes of the TTP ratios were less useful for differentiating between the reversible zone and the ischemic core and no statistical difference was found between two zones. In conclusion, differentiation of the reversible ischemia and the ischemic core using ADC and rCBV maps was available after 24-hour images. But we experienced one case, showing delayed injury pattern, and the courses of cerebral infarctions have been shown to be variable, so combinations of serial changes on DWI and PWI will be helpful to predict ischemic penumbra and outcome.
URI
http://ir.ymlib.yonsei.ac.kr/handle/22282913/128103
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2. 학위논문 > 1. College of Medicine (의과대학) > 박사
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