新生儿缺氧缺血性脑病大鼠模型实验基础及临床研究

发布时间：2017-12-05 21:12

  本文关键词：新生儿缺氧缺血性脑病大鼠模型实验基础及临床研究

  更多相关文章： 缺氧缺血性脑病 超声 新生大鼠 声触诊组织量化技术 神经行为学 缺氧缺血性脑病 超声 声触诊组织量化技术 格塞尔发育诊断量表 神经行为学

【摘要】：第一部分超声技术评价新生大鼠缺氧缺血性脑病模型的实验研究目的新生儿缺氧缺血性脑病(neonatal hypoxic-ischemic encephalopathy,NHIE)是新生儿在胎儿期和出生后因为窒息缺氧原因所引起的颅脑损伤,包含出生前胎儿在宫内的窘迫以及生后缺氧两方面原因,是导致新生儿死亡和婴幼儿神经系统功能产生后遗症的主要原因,NHIE的病因十分复杂,并且病变的程度、病变开始的时间很难及时进行辨别,因此需要进行及时的NHIE早期诊断,有助于患儿的早期恢复,以期改善远期预后和减少残疾。本研究通过建立新生大鼠NHIE模型,应用二维超声(two-dimensional ultrasound,2DUS)观察侧脑室、脑实质的声像图改变,和多普勒超声动态监测大脑中动脉(middle cerebral artery,MCA)血流参数在整个脑缺血缺氧过程中的改变程度,还应用声辐射力脉冲成像(acoustic radiation force impulse imaging,ARFI)技术评价新生大鼠模型NHIE脑损伤的组织硬度,并与脑组织病理改变进行对比研究,同时对实验大鼠进行神经行为学的检测评分,探讨超声各项指标与新生大鼠不同程度NHIE模型的病理组织学改变及神经行为学改变之间的关系。方法1.制作动物模型:选用广西医科大学实验动物中心7日龄的Wistar大鼠108只,分成假手术组和两个建模组。假手术组36只:仅使用眼科器械切开皮肤,钝性分离大鼠幼崽右侧颈总动脉,不予以结扎,再直接进行皮肤缝合。模型组1:缺血组36只,直接用丝线结扎右侧颈总动脉,缝合伤口;模型组2:缺氧缺血组36只,用丝线结扎右侧颈总动脉,之后放回母鼠身边进行2h的恢复,再将动物模型放入8%的氧和氮气混合气体的缺氧箱中,持续缺氧2h后取出放回母鼠笼中饲养。2.超声检查动物模型:三组实验大鼠分别于术后3、12、24、48、72h进行超声检查。将大鼠的头颅固定于超声检查操作台上,探头置于头部顶骨中线,用2DUS观察其侧脑室、脑实质的病变。应用彩色多普勒超声(Color Doppler flow imaging,CDFI)和脉冲多普勒(pulsed wave Doppler,PW)技术测定双侧MCA起始端的收缩期最大血流速度(systoli velocity,Vs)、舒张期末最大血流速度(diastolic velocity,Vd)及阻力指数(resistance index,RI)。并应用ARFI技术测量实验大鼠脑组织内部剪切波速度(shear wave velocity,SWV)。3.动物模型的组织病理学检查:每组随机选取12只大鼠进行病理组织标本的制作及脑组织病理改变的观察。使用HE染色观察双侧脑组织水肿范围、神经细胞、胶质细胞状态,以及脑组织的出血位置和范围。4.动物模型的神经行为学观察:将每组剩余的大鼠幼崽饲养至出生后30天进行神经行为学观察。结果1.动物模型制模成功率:缺血组在建模过程中有4只大鼠死亡,死亡率为11.11%(4/36),建模成功率为88.89%(32/36)。缺氧缺血组在建模过程中共有6只大鼠死亡,死亡率为16.67%(6/36),建模成功率为83.33%(30/36)。假手术组:建模过程中无大鼠死亡,建模成功率为100.00%(36/36)。2.动物模型PW检查结果:三组术前Vs、Vd及RI比较,差异无统计学意义(P0.05)。缺血组手术侧MCA的Vs术前为10.62±1.28,与术后3h下降至6.80±1.62相比,差异有统计学意义(P0.05),术后12h、24h、48h与前一时间点比较,差异无统计学意义(P0.05),术后72h为6.15±1.51,与术后48h的7.29±1.51相比下降,差异有统计学意义(P0.05);手术侧MCA的Vd术前为3.17±0.69,与术后3h下降至3.00±0.46相比,差异有统计学意义(P0.05),于术后12h上升至3.44±0.65,与术后3h相比,差异有统计学意义(P0.05),术后24h、48h、72h数值与前一时间点比较,差异无统计学意义(P0.05);手术侧MCA的RI术前为0.69±0.05,与术后12h下降至0.52±0.07相比,差异有统计学意义(P0.05),术后24h、48h数值与前一时间点比较,差异无统计学意义(P0.05),于术后72h下降至0.48±0.10,与前一时间点相比,差异有统计学意义(P0.05)。缺氧缺血组手术侧MCA的Vs术前为10.77±1.30,与术后12h下降至5.97±0.60相比,差异有统计学意义(P0.05),术后24h、48h、72h数值与前一时间点相比,差异无统计学意义(P0.05);手术侧MCA的Vd术前为3.20±0.77,与术后3h上升至4.20±0.97相比,差异有统计学意义(P0.05),于术后12h下降至3.31±0.75,与术后3h数值相比,差异有统计学意义(P0.05),术后24h、48h、72h数值与前一时间点比较,差异无统计学意义(P0.05);手术侧MCA的RI术前为0.71±0.03,与术后3h下降至0.40±0.05相比,差异有统计学意义(P0.05),术后12数值为0.45±0.64,与术后3h数值相比,差异有统计学意义(P0.05),术后24h、48h数值与前一时间点比较,差异无统计学意义(P0.05),术后72h数值为0.47±0.06,与术后48h的0.42±0.08相比,差异有统计学意义(P0.05);总而言之,与缺血组对比,缺氧缺血组术后各时间点的RI值均更低下,差异有统计学意义(P0.05)。3.动物模型术前、术后的脑组织SWV值:假手术组术后各时间点SWV值与术前比较,差异无统计学意义(P0.05)。缺血组大鼠脑组织SWV值术前为0.86±0.22,与术后3h上升至1.34±0.12相比,差异有统计学意义(P0.05),术后12h、24h数值与前一时间点相比,差异无统计学意义(P0.05),术后48h上升至1.41±0.12,与术后24h相比差异有统计学意义(P0.05),术后72h与48h数值相比,差异无统计学意义(P0.05)。缺氧缺血组大鼠脑组织SWV值术前为0.83±0.20,与术后3h的1.61±0.08相比,差异有统计学意义(P0.05),术后12h与3h数值相比,差异无统计学意义(P0.05),术后24h、48h数值与前一时间点相比均上升,差异有统计学意义(P0.05),术后72h为1.64±0.18与术后48h的1.76±0.15相比下降,差异有统计学意义(P0.05)。总而言之,缺氧缺血组术后各时间点SWV值与缺血组相比均更高,差异有统计学意义(P0.05)。4.动物模型脑组织HE染色病理改变:假手术组脑组织分层结构清晰,皮质和髓质的边界清楚;神经元细胞核可见清楚的核仁、丰富的细胞质和Nissl氏体。缺血组脑组织的分层结构尚清晰,可以确定皮质和髓质边界;神经元细胞核偶可见核破裂,血管周围脑细胞出现水肿。缺氧缺血组脑组织的分层结构较不明显,皮质和髓质的边界不清楚;神经元细胞核偶可见核染色加深,细胞核不清楚,Nissl氏体较少,在小血管中可见大量红细胞的积聚。5.动物模型神经学测试统计结果:缺血组与缺氧缺血组的神经行为学测试评分与假手术组相比,差异均有统计学意义(P0.05):旷场试验缺血组与缺氧缺血组水平得分及垂直得分均降低(水平得分:缺血组49.81±8.00,缺氧缺血组32.00±5.29,假手术组63.30±11.60;垂直得分:缺血组9.75±2.08,缺氧缺血组7.21±1.67,假手术组13.50±3.0),差异有统计学意义,(P0.05);悬吊试验缺血组及缺氧缺血组大鼠在玻璃棒上停留时间均小于假手术组(缺血组1.38±0.62分钟,缺氧缺血组0.79±0.70分钟,假手术组2.05±0.76分钟),差异有统计学意义(P0.05);斜坡实验缺血组及缺氧缺血组大鼠头部从朝下45度变为向上大于135度的时间均显著慢于假手术组(缺血组4.00±0.73秒,缺氧缺血组7.79±1.63秒,假手术组2.80±0.83秒),差异有统计学意义(P0.05);拒俘反应实验得分缺血组及缺氧缺血组均大于假手术组(缺血组3.81±0.75,缺氧缺血组4.85±0.75,假手术组2.36±0.93),差异有统计学意义(P0.05)。总而言之,神经行为学评分:假手术组缺血组缺氧缺血组,差异有统计学意义(P0.05)。结论1.新生大鼠采取单侧颈总动脉结扎并联合放置缺氧箱的方法制作NHIE模型是模拟人类NHIE的可靠方式。2.新生大鼠模型脑内血流动力学参数的改变可反映出NHIE早期病变,并与病变程度相对应,NHIE可导致脑组织层次结构改变、神经元数目减少、神经细胞肿胀变形、出血梗死等病理变化。3.ARFI技术可定量的反映出新生大鼠模型NHIE脑组织的硬度,可准确评估脑损伤程度,其操作简单、安全系数高、对组织影响小。4.本组新生大鼠模型可观察到NHIE引起的神经行为学预后不良后果,通过神经行为学试验可评估其损伤程度,并为临床提供脑损伤后颅脑病变的基础研究数据。第二部分超声技术及格塞尔发育诊断量表评价新生儿缺氧缺血性脑病的临床研究目的NHIE可能导致婴儿死亡率升高以及远期不良疾病的发生。重度NHIE可导致严重神经系统后遗症,对于患儿的远期不良影响主要包括智力和运动发育受损、皮质盲、神经性听力损失、智力残疾、脑性麻痹、癫痫和脑瘫,严重者甚至死亡。ARFI技术可直观得到组织硬度特性的信息,与物理触诊相似,具有较广阔的临床应用前景,并可几乎适用于人体所有器官。本研究应用CDFI和PW检测新生儿NHIE病例的MCA血流动力学参数,并使用ARFI技术评价脑损伤情况,并进行超声随访,与患儿格塞尔发育诊断量表(Gesell Development Diagnosis Scale,GDDS)结果进行对比,为临床早期诊断NHIE和评估预后提供基础研究的理论依据。方法1.应用超声检查技术动态观察临床确诊NHIE患儿204例,首次检查时间为出生后3天内,患儿均无合并感染及先天性心脏病。正常对照组200例。2.观察指标:应用2DUS观察双侧脑室及脑实质的回声状态。应用彩色多普勒超声从侧囟显示MCA起始端,运用PW技术获取Vs、Vd及RI参数,14天后及1个月后分别返院行颅脑超声复查。使用ARFI技术获得左、右侧顶叶白质区、大脑镰部位及双侧丘脑SWV值。共有131例患儿(足月儿轻度组32例,足月儿中重度组35例,早产儿轻度组34例,早产儿中重度组30例)于出生后4周至8周内行第一次GDDS测试,并且10个月后及20个月均行GDDS复查,以发育商数(Development quotient,DQ)记录智力测试评分。结果1.2DUS检查结果:轻度组表现为局限于侧脑室旁的脑实质回声增强,与脉络丛比较回声稍低,14天后回声恢复正常;并室管膜下出血28例,脑室内出血15例。中重度组表现为脑实质弥漫性的回声增高,等同或高于脉络丛,14天后复查脑实质回声72例恢复正常,24例显示侧脑室扩张声像,6例脑实质内探及无回声囊腔形成;并室管膜下出血34例,脑室内出血20例,脑实质出血4例。2.CDFI及PW检查结果:出生后3天内检测MCA的血流参数,足月儿轻度组、中重度组Vs较对照组下降,差异有统计学意义(P0.05);轻度组、重度组Vd与对照组相比具有下降趋势,但差异无统计学意义(P0.05);三组RI比较均差异无统计学意义(P0.05)。早产儿组轻度组、中重度组Vs与对照组相比下降,差异有统计学意义(P0.05);轻度组、中重度组Vd与对照组相比下降,差异有统计学意义(P0.05);三组RI比较均差异无统计学意义(P0.05)。通过绘制RI散点图发现,足月儿中重度组RI多集中于0.65和0.75两个范围,早产儿中重度组RI多集中于0.60和0.80两个范围。14天后及1个月后复查各组大部分患儿血流动力学参数趋于好转,即Vs上升,Vd上升。通过绘制各组复诊时的RI散点图显示出14天复诊时足月儿中重度组RI集中于0.70至0.80范围,早产儿中重度组RI集中于0.60至0.80范围;1个月复诊时足月儿中重度组RI集中于0.65至0.75范围,早产儿中重度组RI集中于0.65至0.80范围。3.ARFI检查结果:由于接受检查患儿例数较少(共137例,其中轻度组40例、中重度度组42例和对照组55例),因此足月儿与早产儿合并分析结果。出生3天内使用ARFI技术检测脑组织各部位SWV值结果显示轻度组、中重度组及对照组各组内颅脑顶叶、丘脑SWV值左、右比较,差异无统计学意义(P0.05)。经组间两两比较,中重度组顶叶、丘脑SWV值高于轻度组和对照组,差异有统计学意义(P0.05),轻度组丘脑SWV值高于对照组,差异有统计学意义(P0.05)。其中有72例NHIE患儿(轻度组34例,中重度组38例)遵医嘱在初诊14天后及1个月后分别两次返院进行ARFI复诊测量,每次复诊均再次进行脑组织各部位SWV值的测量。结果显示轻度组及中重度组两次复查顶叶SWV值逐渐下降,差异有统计学意义(P0.05);双侧丘脑复查SWV值比较,差异无统计学意义(P0.05)。轻度组及中重度组大脑镰SWV数值两次复诊与初诊相比,差异无统计学意义(P0.05)。4.NHIE患儿GDDS及神经系统预后结果:行初次超声检查之后,早产儿轻度组有1例患儿因合并重症肺炎及败血症而死亡,足月儿中重度组有1例患儿因合并肾功能不全死亡,早产儿中重度组有2例患儿死亡,各组间患儿死亡率比较,差异无统计学意义(P0.05)。经过10个月及20个月患儿的发育及康复训练等治疗措施后,各组各项GDDS评分两次复诊与初诊相比DQ评分均升高,差异有统计学意义(P0.05),各组神经系统后遗症发生率比较,差异无统计学意义(P0.05),20个月的DQ显示,足月儿轻度组早产儿轻度组足月儿中重度组早产儿中重度组,差异有统计学意义(P0.05)。结论1.CDFI及PW检测MCA血流动力学参数能在一定程度上反映出NHIE病变水平,对临床早期诊断及后期动态随访新生儿脑损伤具有参考价值。2.超声ARFI技术目前可初步用于评估新生儿NHIE病变水平,为临床早期诊断提供参考数据。然而由于该技术的部分局限性,更完善的弹性成像技术对于NHIE的诊断价值有待进一步研究。3.NHIE对患儿的神经行为学发育状况影响可通过格塞尔发展诊断量表进行早期评估及远期随访。
【学位授予单位】：广西医科大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：R742;R-332

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 陈同度,张昌颖;素食大鼠的贫血现象[J];营养学报;1957年04期

2 陈伟强;赵善广;;自制注射用大鼠固定装置[J];上海实验动物科学;1992年04期

3 肖柳英,林培英,冯昭明,张丹;不同周龄的SD大鼠生理、生化及体重的正常值测定[J];中药新药与临床药理;1996年03期

4 李淑云;简易大鼠灌胃器的制作[J];锦州医学院学报;2001年04期

5 杨明智,陈积圣;一种大鼠抓取与固定的新工具介绍[J];上海实验动物科学;2001年03期

6 戴英,陆群;复方H_(505)对Wistar大鼠外周血的血液流变学指标的影响[J];中国血液流变学杂志;2001年01期

7 韦应波,孙喜庆,曹新生,姚永杰,冯岱雅,杨长斌;+Gz暴露时间对大鼠记忆功能和行为的影响[J];航天医学与医学工程;2003年01期

8 吕学军,郭俊生,李敏,周利梅,张永娟;晕船大鼠体内铁含量的变化[J];中国职业医学;2003年04期

9 汤仁仙,王迎伟,王慧,周峰;201A中药合剂对大鼠抗肾小球基底膜肾炎病变的影响[J];徐州医学院学报;2003年06期

10 孙同柱,付小兵,翁立新,梁雪梅,陈伟;介绍一种简易的大鼠保定方法[J];上海实验动物科学;2004年01期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 尹音;孙振宇;胡敏;李冬霞;;持续性高正加速度对大鼠颞颌关节损伤的作用[A];第八届全国颞下颌关节病学及（牙合）学大会论文汇编[C];2011年

2 祝~=骧;iJ梊霞;洃克琴;崔素英;文允摪;，

本文编号：1256201