贾宁阳[1]2000年在《急性脊髓损伤的实验与临床研究——高场磁共振及磁共振波谱系列研究》文中提出目的：应用高场强磁共振：①分析实验性脊髓急性创伤后动态MR表现、病理基础和神经功能评分间的相关性；②研究临床急性颈椎创伤后MR表现与临床神经功能的相关性；⑤探讨颈脊髓创伤磁共振波谱的应用价值。材料与方法：1．建立家兔脊髓液压损伤模型：对照组5只，脊髓损伤组（二组各9只），于 伤后24h、72h、7天行运动诱发电位（MEP）及肢体功能评分（Tarlov分级）。2．MRI检查采用Siemens公司Magnetom Vision Plus型的1．5成像仪，small－ flexible线圈，快速自旋回波序列。按24小时、72小时、7天行MAI。3．病理学检查：合组于伤后24h(1只）、72h(1只）、7天（1只）给予过量 戍巴妥钠麻醉处死，取脊髓HE病理染色检查。4．动态观察合组MRI表现，分别与运动分级和病理检查对照分析5．选取颈椎创伤病员54例，所有病员均行MR检查，扫描包括TSE序列的 TIWI、T2WI矢状及横断面。6．根据脊髓损伤后MR表现结台ASIA功能评分，统计分析脊髓损伤后发生水 肿、血肿信号特点及其异常信号范围包括长度、宽度与神经功能缺失相关性。7，临床磁共振波谱（MRS）检查共27例，正常8例，颈椎创伤19例，其中 颈髓信号异常11例，颈髓受压8例。正常组测量C4-6节段颈髓及颈延髓交 界处，创伤组测量创区颈髓及头侧远端相当于颈延髓交界区。7．磁共振波谱测量代谢产物包括氮乙酚门冬氨酸(NAA)、胆碱复合物（Cho)、 肌酸复合物（Cr）、乳酸（Lac）。计算NAA/Cho、NAA/Cr、Cr／Cho、Lac／Cr的 波峰面积比值。统计比较各组所测代谢变化。结 果：1 实验性脊髓损伤功能评分：脊髓损伤A组创后24h Tarlov评分0级，MEP 未引出且随时间延长未见恢复；脊髓损伤B组创后24hTariOV评分2级， MEP潜伏期明显延长，3-7天MEP及Tarolv表现出脊髓功能部分恢复。2 脊髓损伤动态MRI及病理基础：A组脊髓24h出现高低混杂信号，病理表 现出脊髓出血，结构紊乱，72h出现血肿的“环征”，病理提示出血扩大， 坏死发生，7天创区大部分坏死，损伤加剧。B组24h即见中央管水肿，72h 第二军医大学博十学价论文 小义俩婴 脊髓点状信号增高，并随肘间延长范围扩大7天偶见坏死区，两组表现与 病理变化一致。3．动态 MRI与脊髓功能动态观察：A组脊髓损伤表现为完全性损伤，MR门Zh 表现出血肿的特征性f言号，其功能末见恢复，B组脊髓损伤不完全，伤后 水肿明显，72h功能开始恢夏。4 临床颈椎外伤的MR研究：高场MR通过TZWI可区分创后脊髓血肿与水肿。 ①脊髓血肿O 6例MR表现为 TZWI创区脊髓高低混杂信号出现，③脊髓水 肿O 2例）表现 TZWI的局限性高信号S 不同MR表现及其神经功能缺失的相夫牲研究：①创历后脊髓血肿神经功能 损伤明显高于脊髓水肿o叼01），②创伤后脊髓水肿长度在＊幻A评分A 级（239土036cm）与C级（084士005cm）的间相差显著（P＜005），而水肿宽 度与神经功能缺失无矢（P＞0刀5）铆R可综台评判颈椎外伤后软组织表现6 磁共振质子波谱测窒．结果发现：①正常组L颈髓与颈延髓吕代谢物比值 ＊＊川＊ho、＊＊A／ Cr、＊汀＊ho、Lac儿丁相差不显著（P＞001），②脊髓受压组 所测颈延髓交界区各代谢物比值与正常组比，创区 Lac／CrO44土 087）高于 正常组（1土089）厂叼01），其余吕值及颈1延髓处与正常组相比无显著差 异，③脊髓变性组创区吝代谢物比值与正常组相比 N灿ChON．42 i 0．35入 ＊灿Cr（041上02刀减低，h＊Cr（4．ZI士29刀增高（P＜001）而颈延髓处仅 LacCr（269士］5二）高于正常组（1．3土089）（P＜005）。7 MRSS示：正常人各段颈髓的代谢产物间变化不大而创伤组脊髓信号末发 生变化者，出现乳酸含量增高，提示隐匿性损伤存在，脊髓损伤变性组中NAA 的降低及La。的增高，均提示损伤严重牲，与临床神经功能缺失一致。结论：1．实验性脊髓液压伤模型能稳定地摸拟脊髓损历，对于损伤脊髓功能的评判 MEP不仅准确而旦提供了量化的标准。2．高场MR对于观察不同程度脊髓创伤十 效，结合脊髓功能及病理基础 发现72h表现出脊髓血肿的环征信号提示脊髓功能缺失严重，而72h仍为 点状高信号则提示脊髓不完全损伤，井可有恢复。3．脊柱创伤病员的发生脊髓血肿与脊髓水肿对于神经功能缺失及预后十分有 2 第 丫医大学MI学位论义 小义摘要 用，而高场MR的TZWI可通过不同信号变化予以鉴别。．、4．MI；U表现出脊髓血肿则意昧损伤的严重，而脊髓水肿的长匿也往往决定损 伤的严重。 5．磁共振质子波谱（MRS）可用于脊柱创伤后与MRJ及神经功能的对照研究， MRS测秦中·NAA的减少同的伴有Lac的增高与脊髓信号改变及神经功能 缺失相矢，而脊髓损伤后不同的信号变化与KilLS之间的夫系有
陈聪[2]2014年在《视神经脊髓炎患者脑部结构和功能的高场和超高场磁共振成像研究》文中指出第一节视神经脊髓炎患者脑体积变化的研究目的：本研究应用基于体素的形态测量学方法(VBM)尝试(1)比较视神经脊髓炎(NMO)患者与健康对照者(HC)的脑灰、白质体积,探讨NMO患者脑灰、白质体积的变化。(2)分析灰、白质体积与临床指标的相关性。材料与方法：入组24例NMO患者及24例性别、年龄匹配的健康对照者,数据采集使用3T MR成像系统,扫描序列包括T2WI、FLAIR和全脑三维结构像,应用基于统计参数图(SPM)8软件的VBM8Toolbox工具箱分析NMO组及对照组的数据。两组之间全脑体积的比较使用两独立样本t检验,P<0.05时为差异具有统计学意义。使用SPM8的两独立样本t检验比较两组之间局部脑灰、白质体积变化情况,阈值选择参考既往文献,P<0.005时被认为有显著统计学意义,簇阈值设为30个相邻体素。利用Rest相关分析对NMO患者体积异常脑区与患者的临床病程、复发次数及EDSS评分进行相关性分析,P<0.05时为差异具有统计学意义。结果：NMO和HC组的全脑体积没有显著差异(P>0.05)。在基于体素水平,与对照组相比,NMO组小脑、中央前回、中央后回、舌回、颞中回、颞下回、枕叶、楔叶、楔前叶、边缘叶、梭状回、距状裂周围皮层、尾状核、丘脑、视束、Brodmann3、4、6、17、18及19区的多个区域灰质体积减小(P<0.005,非校正)。NMO患者双侧小脑、中脑、边缘叶、顶叶、视束、海马、海马旁回及楔前叶的多个区域白质体积减小(P<0.005,非校正)。NMO患者灰质体积减小脑区的体积与病程呈负相关的区域有小脑、左侧颞叶、右侧丘脑、右侧颞上回、双侧顶叶、中央后回(P<0.05)。NMO患者右侧小脑、左侧颞叶的灰质体积与EDSS评分呈负相关(P<0.05)。NMO患者双侧小脑、双侧颞下回、双侧颞中回、左侧颞极、梭状回、右侧颞上回、右侧中央后回、右侧顶叶、双侧丘脑、左侧顶叶、左侧中央后回、右侧顶上小叶、右侧楔前叶的灰质体积与复发次数呈负相关(P<0.05)。NMO患者白质体积减小脑区的体积与EDSS评分呈负相关的区域有左侧小脑、双侧海马及海马旁回(P<0.05)。NMO患者双侧小脑的白质体积与复发次数呈负相关(P<0.05)。结论：NMO患者较健康对照出现多个脑区灰、白质萎缩,多个脑区的灰白质体积减小与临床指标显著相关,提示VBM技术可以灵敏的反应脑体积的变化,并可监测疾病严重程度和病程。第二节视神经脊髓炎患者脑部基于体素的扩散张量成像研究目的：对视神经脊髓炎患者和健康对照的弥散张量成像(DTI)数据进行基于体素的分析,利用多个弥散参数分析NMO患者全脑弥散的改变,并探讨NMO患者弥散指标改变和临床指标的相关性。材料与方法：入组16例NMO患者及16例性别、年龄匹配的健康对照者,分别行全脑结构成像及弥散张量成像,之后对其多个弥散指标,包括各向异性分数(FA)、平均弥散率(MD)、轴向弥散值(AD/λ1)和径向弥散值(RD/λ23)进行基于体素的分析。使用SPM8的两独立样本t检验比较两组之间各弥散指标变化情况,阈值选择参考既往文献,P<0.005时被认为有显著统计学意义,簇阈值设为30个相邻体素。利用Pearson相关分析评价弥散异常与患者临床指标的相关性。结果：与对照组相比,NMO组FA值显著减低的区域包括双侧额叶、枕叶、颞叶、丘脑、中脑、视束、小脑(P<0.005,非校正)；λ1值升高的区域分布于双侧小脑、枕叶、额叶、顶叶、丘脑、中脑、海马旁回、扣带回、胼胝体、基底节、尾状核、岛叶、边缘叶(P<0.005,非校正)；λ2值升高的区域分布于双侧小脑、枕叶、颞叶、额叶、顶叶、丘脑、中脑、海马旁回、扣带回、胼胝体、双侧基底节、尾状核、边缘叶、岛叶(P<0.005,非校正)。λ3值升高的区域分布于小脑、颞叶、额叶、丘脑、苍白球、中脑、扣带回、边缘叶、肼胝体(P<0.005,非校正)。NMO患者MD值升高的区域分布于小脑、枕叶、额叶、丘脑、扣带回、胼胝体、基底节、右侧尾状核、边缘叶(P<0.005,非校正)。NMO患者的各向扩散指标改变和患者的临床各项指标无明显相关关系(P>0.05)。结论：NMO患者脑组织存在弥散异常,DTI的AD、RD和MD三个指标可以可靠的反应NMO患者的弥散异常改变,尤其以AD和MD更为敏感。NMO患者皮质损害以轴索损伤为主,而白质纤维损伤则是轴索损伤和髓鞘损伤并存。基于体素的分析方法有助于客观展示全脑受累情况。第一节视神经脊髓炎患者脑体积变化的超高场磁共振成像研究目的：本研究尝试(1)利用超高场(7T)MR成像系统采集NMO患者和健康对照的数据,(2)应用基于体素的形态测量学方法比较视神经脊髓炎患者(NMO)患者与健康对照者的脑灰、白质体积,分析灰、白质体积与临床指标的相关性,(3)探索7T MRI在NMO脑改变研究中的作用。材料与方法：入组12例NMO患者及12例性别、年龄匹配的健康对照者,数据采集使用7T MR成像系统,扫描序列包括T2WI、FLAIR和全脑三维结构像,应用基于统计参数图(SPM)8软件的VBM8Toolbox工具箱分析NMO组及对照组的数据。两组之间全脑体积的比较使用两独立样本t检验,P<0.05为差异具有统计学意义。使用SPM8的两独立样本t检验比较两组之间局部脑灰、白质体积变化情况,阈值选择参考既往文献,P<0.005时被认为有显著统计学意义,簇阂值设为30个相邻体素。利用Rest相关分析对NMO患者体积异常脑区与患者的临床病程、复发次数及EDSS评分进行相关性分析。结果：NMO和HC组的全脑体积没有显著差异(P>0.05)。在基于体素水平,与对照组相比,NMO组颞叶、额叶、中央前回、中央后回、Brodmann area6、9、22、顶叶、梭状回、海马旁回及小脑的多个区域灰质体积减小(P<0.005,非校正)。NMO组双侧壳核、枕叶、海马旁回、边缘叶、舌回、Brodmann area6、17、18、19、40、缘上回、杏仁核、中央后回、楔前叶、顶叶、额叶及小脑的多个区域白质体积减小(P<0.005,非校正)。NMO患者灰质体积减小脑区的体积与病程及复发次数呈负相关的区域有左侧中央前回、左侧中央后回、Brodmann area6(P<0.05)NMO患者白质体积减小脑区的体积与EDSS评分呈负相关的区域有右侧缘上回(P<0.05)。结论：NMO患者存在弥漫性脑组织损伤,VBM技术可以敏感的反应脑组织隐匿性的结构改变。同时场强的提高能够更敏感的发现脑结构微小的改变,提供更为准确的研究结果。第二节视神经脊髓炎患者脑部皮层厚度变化的超高场磁共振成像研究目的：本研究利用高场(3T)和超高场(7T)MR成像系统采集NMO患者和健康对照的数据,应用皮层厚度测量分析NMO患者与健康对照者的皮层厚度差异,探索NMO患者皮层损伤的模式,并分析NMO皮层厚度改变与临床指标的相关性。比较3T和7T MRI在脑皮层厚度研究中的价值。材料与方法：入组24例NMO患者及24例性别、年龄匹配的健康对照者,使用3T MR成像系统采集被试图像；入组12例NMO患者及12例性别、年龄匹配的健康志愿者,使用7TMR成像系统采集被试图像。所有被试均扫描以下序列,包括T2WI、FLAIR和全脑三维结构像。应用FreeSurfer软件分别分析3T和7T数据,测量NMO患者和健康对照的皮层厚度,然后利用配对t检验从全脑和体素水平分析两组间的皮层厚度差异,P<0.01时被认为有显著统计学差异。对全脑皮层厚度与患者的临床病程、复发次数及EDSS评分进行一元线性回归分析。结果：3T研究结果显示,NMO病例组和对照组间全脑皮层厚度无显著统计学差异,在脑区水平皮层厚度也无显著性统计学差异,但NMO组较正常组在局部脑区皮层厚度有变薄的趋势。7T研究结果显示,NMO病例组和对照组间全脑皮层厚度无显著统计学差异(P>0.05),但在脑区水平,NMO患者左侧梭状回(Brodmann area37)、舌回(Brodmann area17、18、19)、左侧颞下回(Brodmann area20)、左侧额上回及额中回(Brodmann area6、8、9)的皮层显著变薄((P<0.01,非校正))。皮层厚度与患者的临床指标未见明显相关。结论：NMO患者的视觉、运动及认知相关脑区皮层厚度变薄,进一步证实了NMO患者皮层损伤的存在。皮层厚度测量可以敏感的反应皮层局部微小的损伤,与3MR成像设备相比,7T MRI在NMO皮层厚度分析研究中具有重要价值。目的：本研究尝试利用超高场(7T)MR成像系统采集NMO患者和健康对照的静息态功能磁共振数据,分别应用时间域的振幅(Amplitude in the time domain,AM)和局部一致性(egional homogeneity, ReHo)两个指标观察NMO患者的脑基线活动。材料与方法：入组12例NMO患者及12例性别、年龄匹配的健康对照者,利用超高场(7T)MR成像系统采集NMO患者和健康对照的静息态功能磁共振数据。分别比较两组间AM和ReHo的差异,观察NMO患者的脑基线活动强度和局部一致性的变化。结果：和对照组相比较,NMO组AM值显著增高的区域有左侧额中回、额下回、中央前回、Brodmann area6、左侧岛盖部额下回、Brodmann area44。NMO组未见到有AM值明显减低的区域。NMO组ReHo值有显著降低的区域有右侧颞中回、右侧颞下回和右侧梭状回。NMO组ReHo值显著增高的区域有右侧前额叶内侧面、右侧额中回、右侧三角部额下回、左侧岛盖部额下回、左侧中央前回、中央后回及Brodmann area6。结论：NMO患者静息态脑功能的改变与视觉、感觉运动、认知和语言相关,与形态学研究结果相互印证,提示NMO患者神经元活动异常,为NMO患者相应的临床表现提供了功能基础。
宋峰[3]2008年在《猪实验性自身免疫性脑脊髓炎模型的建立及其脊髓磁共振弥散张量成像研究》文中进行了进一步梳理研究背景:多发性硬化(multiple sclerosis,MS)是一种常见的中枢神经系统(central nerves system, CNS)的炎性脱髓鞘疾病。临床上以病变部位及发病次数的多发性为特点。病理上以中枢神经系统中局灶性脱髓鞘和不同程度的炎性病变﹑轴突损伤和胶质瘢痕的形成为特征。虽然多发性硬化的标志性病理改变是脱髓鞘,然而最近的研究表明轴突的病理改变在疾病的早期阶段业已存在。脊髓病变在多发性硬化患者中广泛存在,而且研究表明因轴突丧失而引起的脊髓萎缩与多发性硬化患者永久性神经功能障碍密切相关。迄今为止,人们对于轴突损伤的病理机制知之甚少,且没有任何一种有效的治疗能够阻止轴突的损伤。因而寻找一种新的有效手段用于研究轴突损伤的潜在病理机制并对治疗的有效性进行精确的监测是迫切而必要的。核磁共振(Magnetic Resonance, MR)技术广泛用于多发性硬化的研究,然而传统的MR技术并不具有病理特异性。近年来诸如弥散张量(diffusion tensor imaging ,DTI)、氢质子磁共振波谱(1H-MR spectroscopy,1H-MRS)、磁化传递成像(Magnetization Transfer Imaging, MTI)等等一些具有相对病理特异性的MR新技术被用于MS病理机制的研究。特别是DTI技术能有效检测轴突损伤并与脱髓鞘病变相区别。为MS病理机制的研究开辟了新的途径。对人体而言,活捡和尸检是研究MS病理机制的两种有效途径。然而由于只能获得MS病程中的间断性数据,这些数据的可靠性和完整性难免受到一定的限制。因而建立有效的MS动物模型是必要的。实验性自身免疫性脑脊髓炎(experimental allergic encephalomyelitis, EAE)是一种自身免疫性神经系统疾病,被认为是MS的首选动物模型。人们对MS病理机制及治疗的认识部分来源于EAE模型。啮齿类动物被广泛应用于EAE模型的建立。遗憾的是,由于啮齿类动物较小的中枢神经系统尤其是脊髓体积,其EAE模型并不适合于核磁共振研究。即使使用高场微型磁共振系统(high-field magnetic resonance microimaging scanner),许多新技术的应用仍然受到一定限制。少量研究使用灵长类动物模型进行MR研究,然而由于灵长类动物获取困难且价格昂贵,因而难以进行大规模研究。最近的研究表明,猪是一种较适合建立EAE模型的大型动物。研究目的:1.(1)建立可靠的适合MRI成像的猪EAE模型。(2)对EAE模型脊髓病变的病理机制进行研究。2.(1)评估3T临床MRI系统用于猪脊髓轴位DTI成像和定量检测的可行性。(2)定量分析DTI参数﹑脊髓病理改变和EAE临床分数的相关性。(3)评估DTI参数监测EAE发病及疾病进展的能力。材料与方法:1.应用牛脊髓匀浆( spinal cord homogenate ,SCH)、福氏佐剂和结核杆菌免疫雌性45-50kg的商品猪,耳静脉注射百日咳杆菌,诱发猪EAE动物模型。2.应用组织病理染色和免疫组化技术研究EAE的病理机制,具体包括:苏木素-伊红(Hematoxylin-Eosin staining, HE)染色显示炎性浸润,LFB(Luxol fast blue)染色显示脱髓鞘病变,Glees银染显示轴突丧失,淀粉样前体蛋白(Myloid precursor protein, APP)免疫组织化学染色显示急性轴突损伤。3. 5头正常雌性45-50kg的商品猪用于评估3T临床MRI系统进行猪脊髓DTI成像和定量检测的可行性。3T临床MRI系统对猪脊髓进行常规T1WI、T2WI及DTI成像,DTI扫描采用基于平行采集技术(Integrated Parallel acquisition techniques , iPAT )的平面回波( Echo Plane Imaging,EPI)脉冲序列。定量测量C2/C3平面脊髓轴位白质四个不同感兴趣区(前柱,左侧柱,右侧柱和后柱)的轴向弥散(Axial diffusivity, AD )、径向弥散(radial diffusivity ,RD)、部分各向异性(fractional anisotropy,FA)和表观弥散系数(apparent diffusion coefficient ,ADC)值。测量采用西门子公司的Syngo MRB13图像分析软件平台。用Bland–Altman法对DTI各参数的可重复性进行评估,统计软件采用MedCalc V7.5。4. 8头急性猪EAE模型(P1-P8)用于定量分析DTI参数﹑脊髓病理改变的相关性。分别于不同病程阶段(两头在进展期,临床分数分别为1和3;两头在峰值期,临床分数均为5;两头在缓解期,临床分数分别为4和2;两头在完全缓解期,临床分数为0)行MR扫描。于MR扫描后立即处死取脊髓标本分别进行组织病理和免疫组化染色。对DTI和定量病理改变进行相关性分析,统计软件采用SPSS14。5. 2头急性猪EAE模型(EB、EC)用于评估DTI参数监测EAE发病及疾病进展的能力。在EAE疾病的全程,每日评估动物的临床分数,分别在不同的时间点行MRI扫描并定量测量DTI参数值。用Spearman秩相关对DTI和临床分数进行相关性分析,统计软件采用SPSS14。结果:1.通过后腿皮内多点注射牛脊髓匀浆、福氏佐剂和结核杆菌,耳静脉注射百日咳疫苗的方法,成功建立了急性猪EAE模型。病程表现为急性单向完全缓解型。2.急性猪EAE模型的脊髓病理改变以炎性细胞浸润和急性轴突损伤为主。仅在疾病峰值期可见少量脱髓鞘改变。在缓解期可见少量轴突丧失且在临床症状完全缓解后少量轴突丧失持续存在。3.采用基于iPAT技术的EPI脉冲序列,3T临床MRI系统可以获得较高质量的猪脊髓DTI图像。Bland–Altman法评估显示脊髓DTI参数值具有较好的可重复性。AD, RD, FA,和ADC的正常值分别为1.81×10~(-3) (±0.06) mm~2/s, 0.32×10~(-3) (±0.02) mm~2/s, 0.72×10~(-3) (±0.08)和0.95×10~(-3) (±0.11) mm~2/s。这些DTI参数值与正常人脊髓的DTI参数值基本相符。4. AD值随急性轴突损伤的增加而下降,两者呈明显负相关(r = -0.84, P <0.001), FA与急性轴突损伤虽然也有负相关的趋势但相关性不强(r = -0.31, P<0.05)。5. AD与临床分数间表现出很强的相关性(两只动物的相关系数分别为:r=-0.86, P<0.001;r=-0.92, p<0.001)。结论:1.牛脊髓匀浆能有效诱导急性单向完全缓解型猪EAE模型。静脉注射百日咳疫苗、高剂量结核杆菌、皮内注射可能是促进EAE发病的有利因素。2.急性猪EAE的脊髓病理改变以炎性浸润和急性轴突损伤为主。伴有少量的脱髓鞘病变。急性轴突损伤可能独立于脱髓鞘病变而单独存在。绝大多数急性轴突损伤是可逆的。急性轴突损伤可能是引起猪EAE临床神经功能障碍的主要因素。3.采用基于iPAT技术的EPI脉冲序列,3T临床MRI系统能获得较好的猪脊髓DTI图像且能进行DTI参数的轴位定量测量。猪EAE模型是进行MRI研究的较好动物模型。4. AD值在时间和空间上均能反映脊髓轴突的急性损伤,AD是检测脊髓轴突损伤的特异性参数。5. AD是监测脊髓轴突损伤的敏感参数,AD可能是研究MS和EAE模型轴突损伤的病理机制并且进行轴突损伤治疗效果监测的敏感指标。
傅小云[4]2009年在《fMRI用于伤害性刺激加工网络的可视化研究》文中进行了进一步梳理本研究通过比较四种不同麻醉药物腹腔注射,对比观察麻醉效果及血流动力学、血气变化,探讨适合本研究的最佳腹腔注射麻醉药物;调试并建立大鼠全脑的fMRI扫描序列参数、鼠脑空间标准化的方法;运用fMRI脑功能成像技术观察在重复的伤害性电刺激下,中枢伤害性刺激加工网络的激活变化特点,为连续、动态的监测伤害性刺激加工网络提供方法学上的支持并奠定前期的试验基础,同时也为全麻药物、镇痛药物中枢效应的可视化监测提供前期方法学上的探索。第一部分不同全麻药物腹腔注射麻醉效果及血流动力学、血气变化目的比较四种麻醉药物腹腔注射麻醉效果及血流动力学、血气变化,确定适用本研究的最佳麻醉药物。方法随机表法将SD大鼠分为4组,每组12只。A组大鼠以丙泊酚腹腔注射麻醉,剂量80mg/kg;B组以氯胺酮腹腔注射麻醉,剂量75mg/kg;C组以2%戊巴比妥钠腹腔注射麻醉,剂量40mg/kg;D组大鼠以10%水合氯醛腹腔注射麻醉,剂量300mg/kg。行鼠尾连续伤害性电刺激,刺激参数:脉冲宽度300μs,恒定电流3.8mA(产生伤害性刺激电流),刺激频率3Hz。观察在麻醉后10min、刺激后15min、30min、清醒后5min记录体温(T)、呼吸(R)、平均动脉压(MAP)、心率(HR),经股动脉抽血0.3ml检测pH、PaO_2、PaCO_2,观察麻醉后、电刺激期间的呼吸、心率、MAP及血气的改变。结果1.四组大鼠麻醉前后体温均维持在37℃—38℃之间。A组呼吸频率在刺激后15min明显低于清醒后呼吸频率(P＜0.05);C组、D组呼吸频率在麻醉后10min,均低于其他各时间点的呼吸频率(P＜0.05);B组大鼠各时间点的呼吸频率稳定,差异无统计学意义(P＜0.05)。A、C、D组大鼠麻醉后10min HR明显低于清醒后心率(P＜0.05);B组麻醉后及刺激期间心率明显高于清醒后心率(P＜0.05)。A、C、D组麻醉后10min的MAP明显低于刺激后15min、刺激后30min、清醒后30min的MAP(P＜0.05);B组麻醉后及刺激期间MAP明显高于清醒后MAP(P＜0.05)。2.各组pH值在各时间点均无明显变化,差异无统计学意义(P＜0.05)。A、C、D组的PaO_2在麻醉后10min较清醒后明显降低,差异有统计学意义(P＜0.05)。各组PaCO_2在各时间点比较,差异无显著性意义(P＞0.05)。C组麻醉后10min于其他各组同时间点比较PaO_2明显降低,PaCO_2明显增高(P＜0.05)。3.D组的起效时间为(3.56±1.01)min,明显较A、B、C组起效时间短,差异有统计学意义(P＜0.01);C组的起效时间明显较A组和B组起效时间短,差异有统计学意义(P＜0.05)。D组的苏醒时间为(76.54±15.48)min,明显长于A、B、C组,差异有统计学意义(P＜0.01);C组的苏醒时间明显长于A组和B组(P＜0.05)。结论四种麻醉药物腹腔注射,均安全有效,大鼠的HR、MAP、血气分析均在正常范围。10%水合氯醛300mg/kg腹腔注射麻醉效果确切,麻醉维持时间最长,麻醉期间呼吸、循环、血气分析结果稳定,是大鼠磁共振扫描的很好的麻醉方法。第二部分fMRI用于伤害性刺激加工网络的可视化研究目的本研究拟采用连续的fMRI成像方法,探讨在全麻状态不同麻醉间期伤害性电刺激时中枢加工网络的激活规律。方法根据经皮电刺激的部位将SD大鼠随机分为两组(n=24),T组刺激鼠尾,LF组刺激左前爪。10%水合氯醛腹腔注射麻醉后行fMRI脑功能成像。采用组块设计的fMRI试验方法,每次fMRI成像共扫描110个全脑图象,组成5个Block,每次扫描时间3分55秒。电刺激方由有静息和刺激交替进行(off-on-off-on-off),即:静息30个scan,刺激10个scan,静息30个scan,刺激10个scan,静息30个scan。每次扫描结束后,间歇5min,行下一次扫描,刺激方式相同,重复扫描4个循环。采用SPM统计软件行功能像分析处理,比较不同麻醉间期伤害性刺激中枢处理网络的激活情况。结果1各组试验前后HR、MAP、血气的变化2组试验大鼠均顺利完成试验,实验过程麻醉平稳,连续4个循环的伤害性刺激头动均在可以控制的范围之内。2组试验前HR、MAP、pH、PaO2、PaCO2均处于同一水平,试验结束时2组的HR、MAP均明显高于试验前,差异有统计学意义(P＜0.05)。2组试验前后的pH、PaO2、PaCO2均在正常范围,差异无统计学意义(P＞0.05)。表明2组MRI扫描期间生理指标处于稳定状态,大鼠脑血流的灌注均在同一水平,试验数据具有可比性。2不同麻醉间期鼠尾、左前爪伤害性刺激脑中枢激活情况本研究表明,在不同的麻醉间期,对大鼠尾、左前爪行伤害性电刺激,脑中枢的激活均不完全一致。SPM统计参数图在阈值0.005水平,伤害性电刺激在中枢激活的主要脑区包括:初级感觉皮质(primarysomatosensory cortex,SⅠ)、次级感觉皮质(sencondly somatosensorycortex,SⅡ)、运动皮质(Motor cortex,MC)、中脑(midbrain)、纹状体(caudate putamen(striatum),Cpu)、视觉皮质(visualcortex,VC)、前扣带回(anterior cingutate,Cg)、后扣带回皮质(retrosplenial granular cortex,RSG)、丘脑(thamulus,Th)、海马(Hippocamps,HIP)、杏仁核(amygdaloid nucleus,AN)、伏膈核(accumbens nucleus,Acb)、桥脑(Pons,Po)、延髓(medullaoblogata,MO)、下丘(inferior colliculus,IC)、小脑(Cerebellum)。3 2组不同时间段各脑区激活发生率及激活脑区数目比较本研究表明,2组不同时间段的各脑区激活的发生率不是完全一致的,广义混合线性模型统计学分析可以得到:两组Cg、Cpu、Hip、SⅡ、Th在A时间段的激活率明显高于D时间段,差异有统计学意义(P＜0.05);T组AN、Cerebellum在A时间段的激活率明显高于D时间段,差异有统计学意义(P＜0.05);LF组VC的激活率在A时间段的激活率明显高于D时间段,差异有统计学意义(P＜0.05);LF组Th的激活率在A时间段的激活率明显高于C时间段,差异有统计学意义(P＜0.05)。广义混合线性模型统计学分析两组不同时间段激活数目情况:两组D时间段的总的激活数目明显低于A、B、C时间段,差异有统计学意义;两组C时间段总的激活数目明显低于A、B时间段,差异有统计学意义(P＜0.05)。LF组的D时间段的激活数目明显低于同组A、B、C时间段,差异有统计学意义(P＜0.05);LF组的C时间段的激活数目明显低于同组A、B时间段,差异有统计学意义(P＜0.05);LF组的B时间段的激活数目明显低于同组A时间段,差异有统计学意义(P＜0.05)。T组的D时间段的激活数目明显低于同组A、B、C时间段,差异有统计学意义(P＜0.05)。4 2组不同麻醉间期fMRI图像的组分析结果SPM组分析结果:T组在不同麻醉间期均存在右侧SⅠ、SⅡ、后扣带回皮质(RSG)、杏仁核(AN)的激活,其中在A时间段还可以见到右侧腹后外侧丘脑核(ventral posterolateral thalamic nucleus,VPL)的激活;LF组在不同麻醉间期均存在伏膈核(AcASH)、右侧SⅠ、右侧腹后外侧丘脑核(ventral posterolateral thalamic nucleus,VPL)及后扣带回皮质(RSG)的激活;2组大鼠在D时间段各激活脑区的体积在四个时间段中比较最小,提示在连续3个时间段的电刺激后,中枢对电刺激引起的躯体感觉传导通路及加工网络的BOLD信号响应减弱。5 2组A、D时间段激活差异比较本研究运用SPM的减法原则,分析2组A、D时间段激活的差异,在threshhold 0.05水平,T组A时间段fMRI激活区减去D时间段fMRI激活区,有差异的激活区为苍白球(ventral pallidum,VP)、左侧SⅡ、海马CA1区(field CA1 of the hippocampus,CA1);LF组A时间段fMRI激活区减去D时间段fMRI激活区,有差异的激活区为基底外侧杏仁核(BLA)、导水管灰质(PAG)、中央杏仁核(CMe)、顶盖前核(anterior pretectal nucleus,APtn)。而2组D时间段fMRI激活区减去A时间段fMRI激活区,则基本没有差异的激活。结论不同麻醉间期、不同刺激部位大鼠中枢痛觉处理网络的激活不完全一致。刺激鼠尾以右侧SⅠ、SⅡ、后扣带回皮质(RSG)、杏仁核(AN)的激活为主,刺激左前爪以伏膈核(AcbSH)、右侧SⅠ、右侧腹后外侧丘脑核(ventral posterolateral thalamic nucleus,VPL)及后扣带回皮质(RSG)为主。在伤害性刺激的早期,即有中枢下行抑制系统的激活,这些区域包括:苍白球(ventral pallidum,VP)、左侧SⅡ、海马CA1区(field CA1 of the hippocampus,CA1);基底外侧杏仁核(BLA)、导水管灰质(PAG)、中央杏仁核(CMe)、项盖前核(anterior pretectal nucleus,APtN)。在连续的经皮电刺激后,中枢伤害性刺激加工网络BOLD信号响应会出现减弱的情况,这可能与中枢的痛觉下行调制系统的抗痛效应有关。SⅠ、SⅡ、后扣带回皮质(RSG)、杏仁核(AN)及伏膈核(AcbSH)、右侧SⅠ、右侧腹后外侧丘脑核(ventral posterolateral thalamicnucleus,VPL)及后扣带回皮质(RSG)可作为fMRI可视化监测麻醉状态下伤害性加工网络的主要脑区;做为一种为整体、动态的监测全麻状态下中枢伤害性刺激加工网络的可视化监测方法,有很好的开发应用前景。
参考文献：
[1]. 急性脊髓损伤的实验与临床研究——高场磁共振及磁共振波谱系列研究[D]. 贾宁阳. 第二军医大学. 2000
[2]. 视神经脊髓炎患者脑部结构和功能的高场和超高场磁共振成像研究[D]. 陈聪. 北京协和医学院. 2014
[3]. 猪实验性自身免疫性脑脊髓炎模型的建立及其脊髓磁共振弥散张量成像研究[D]. 宋峰. 第四军医大学. 2008
[4]. fMRI用于伤害性刺激加工网络的可视化研究[D]. 傅小云. 中南大学. 2009