正常及先天性直肠肛门畸形大鼠盆底结构的磁共振扫描及三维重构

发布时间：2017-09-18 07:23

  本文关键词：正常及先天性直肠肛门畸形大鼠盆底结构的磁共振扫描及三维重构

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【摘要】：先天性直肠肛门畸形（Anorectal Malformation, ARMs）是小儿最常见的消化道畸形，是世界卫生组织（World Health Organization, WHO）常规监测的畸形之一，占消化道畸形的1/4，发病率约为1/5000-1/1500。近30年来，不少学者对直肠肛门畸形患儿的盆腔结构进行解剖组织学研究证明，该畸形不仅有直肠肛门本身闭锁和发育不全，同时盆底肌肉、骶骨、神经和肛周皮肤等均有不同程度的病理学改变。直肠肛门畸形的位置越高，这种改变越明显、越严重。 术前临床医师对直肠肛门畸形患儿的病理学分型及相应组织器官之间的形态学表现有一个全面清晰的认识，对于患儿的病情认识、手术方法、入路选择和预后有着至关重要的作用。随着医学影像学的发展，传统的依据X线平片来确定畸形类型的方法已不能满足飞速发展的医学技术的需要。核磁共振成像（Magnetic Resonance Imagine，MRI）作为新一代的医学影像学检查技术，具有无辐射、软组织特异性高、成像清晰等特点，在直肠肛门畸形疾病的术前诊断中的应用越来越广泛。 应用MRI对ARMs患儿盆底结构进行扫描，能够从不同角度观察直肠闭锁位置的高低、盆底平滑肌的形态学表现及周围骨盆、泌尿系统表现，但均是基于其二维图像进行分析。随着对疾病认识的不断深入，临床医生能够在三维层面上对ARMs患儿盆底结构进行认识，有助于其更为精准地判断患儿的病情、制定出更为有效的治疗方案。 目前ARMs患儿盆底结构的三维重建是基于MRI扫描的二维图像，从临床应用的结果来看，尽管采用高场强的磁共振成像仪进行扫描，由于年幼儿，尤其是新生儿盆底部机构发育差，MR影像学解剖与实际解剖之间存在一定差异。ARM患儿盆底结构病理标本获取十分困难，为了使ARMs患儿盆底MRI扫描及三维重建模型更加符合真实病理改变，本研究从动物实验出发，通过致畸Wistar大鼠形成ARMs动物模型，先对该模型进行核磁共振扫描得到其二维结构图像，进行图像的初步处理后导入到三维重构软件中，通过图像分析和组织结构分割，并进行三维结构重建，得到其三维结构模型。同时对同一大鼠同一层面进行系列病理切片，并运用该切片进行三维重建。对比影像图片与病理切片成像的差异，通过分析冰冻切片补充磁共振成像在显示直肠肛门畸形动物盆底组织结构方面的不足。进而过渡到临床实践中，使ARMs患儿盆底结构的MRI三维成像更接近真实。 本研究是第一部分，正常和先天性直肠肛门畸形大鼠盆底结构的MRI扫描及三维结构重建，第二部分将在后续研究中展开。 实验材料 实验动物：Wistar大白鼠，体重在250～300克之间，由湖北省疾病预防控制中心实验动物中心提供。 实验设备：Bruker4.7T超导型动物磁共振成像仪，由中国科学院武汉分院武汉物理与数学研究所提供。 实验试剂：乙烯硫脲Ethylenethiourea，ETU(C H N S,Lot.:S24419-426)购自Sigma-Aldrich德国公司。 实验方法 在成熟健康Wistar孕鼠妊娠第10天（E10），按125mg/kg经胃管给予ETU（浓度为1%，以生理盐水做溶剂），制作ARMs动物模型，对照组给予等量的生理盐水。待大鼠E22天左右生产下幼鼠后用解剖学显微镜观察其肛门外形、尾部发育情况。选取无肛门的幼鼠20只和正常幼鼠10只分别进行核磁共振扫描，将得到的图像分别保存。图像经核磁共振医师和临床医生共同阅览，分析正常和ARMs幼鼠盆底结构的差异，通过矢状位上直肠末端水平与耻骨和第四骶骨连线的关系将20只实验组幼鼠分为高位闭锁和低位闭锁，高位闭锁有5例，低位闭锁有15例。然后将MR图像输入到三维重构软件，进行图像分析、切割、图像渲染等重建出三维立体结构，观察各盆底器官之间的空间结构和相互之间的联系及直肠周围平滑肌的发育情况，包括宽度、长度、对称性等，应用软件测量重建后横纹肌复合体（striated muscle complex, SMC）的体积。所有数据均以±表示，差异比较采用SPSS13.0统计软件进行，实验组各组与正常组的两两相互比较采用SNK-q检验，不同组间均数比较采用t检验，P＜0.05表示差异有统计学意义。 结果 1. MRI扫描及图像分析 横断位可见对照组肠腔未见直肠扩张，SMC影像形态较为饱满，双侧对称，SMC厚度平均为321.74±20.41μm。实验组高位ARMs幼鼠盆底部尿道、直肠及直肠周围结构走形紊乱，边界部分分辨不清，直肠扩张，部分幼鼠SMC纤细或双侧不对称，少数幼鼠可见直肠尿道瘘畸形。实验组中高位闭锁组SMC厚度平均为124.46±23.59μm，低位闭锁组平均为317.30±25.20μm。高位与低位、高位与对照组SMC平均厚度比较的p值分别为0.0022、0.0013，按α=0.05，差异显著；低位与对照组比较p=0.1329，差异不显著。 矢状位上对照组幼鼠未见肠管扩张，直肠连通肛管与外界相通，PR长度平均为1566.35±285.75μm，EAS长度平均为491.36±33.04μm。实验组ARMs幼鼠可见直肠充盈形态，闭锁肠管的最低位，膀胱充盈，部分层面可见直肠末端与尿道相通；直肠末端距离肛门的平均距离高位平均为549.78±42.53μm，低位平均为263.15±43.83μm，p=0.0018，两者间差异显著；PR长度高位平均为747.88±134.92μm，低位平均为1689.04±241.44μm；EAS长度高位平均为128.42±45.28μm，低位平均为494.24±55.71μm。PR长度比较高位与低位、高位与对照组p值分别为0.0022,0.0013，有显著差异，低位与高位相比p=0.1329，无显著差异；EAS长度比较高位与低位、高位与对照组p值分别为0.0066、0.0058，差异显著，低位与高位相比p=0.7963，无显著差异。冠状位对照组可见SMC两侧较为对侧，未见肠管闭锁。实验组见部分ARMs幼鼠SMC两侧大小不一，甚至部分缺如。直肠末端闭锁，与尾根部皮肤之间的平均距离高位为555.62±6.68μm，低位平均为261.83±49.70μm，两者相比p=0.0007，有显著差异。 2.三维重构及耻骨直肠肌的发育状况 重建出对照组10例和实验组20例Wistar幼鼠的盆底结构模型。根据直肠闭锁水平可将20例ARMs幼鼠分为5例高位闭锁、15例低位闭锁三型。三维重构模型可以从任意角度观察直肠、SMC、尿道、骨盆等结构。在某些高位闭锁中，，可见SMC发育的不对称。某些直肠泌尿系瘘也可显示。 结论 1.幼鼠盆底结构的磁共振扫描图像可以清楚地显示正常和ARMs幼鼠的盆底组织结构，通过磁共振图像的分析，可以初步判断ARMs幼鼠畸形的类型和软组织的发育程度； 2.三维重构软件可以成功构建出正常和ARMs幼鼠的盆底结构形态，能够从任何角度对不同类型ARMs疾病的病理形态进行观察和分析。 3.后期将结合ARMs幼鼠冰冻切片分析MRI与真实病理形态之间的差别，从而更进一步提高MRI对ARMs诊断的准确性，为临床服务。
【关键词】：直肠肛门畸形 大鼠 横纹肌复合体 三维重构 磁共振
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：R726.2
【目录】：

• 中文论著摘要6-10
• 英文论著摘要10-14
• 英文缩略词14-15
• 论文一 正常及先天性直肠肛门畸形大鼠盆底结构的磁共振扫描及图像分析15-36
• 前言15
• 实验材料与方法15-20
• 结果20-30
• 讨论30-35
• 结论35-36
• 论文二 正常及先天性直肠肛门畸形动物盆底结构的三维重构36-51
• 前言36-37
• 实验材料37
• 实验方法37-42
• 结果42-46
• 讨论46-50
• 结论50-51
• 参考文献51-54
• 综述54-60
• 参考文献58-60
• 致谢60

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前7条

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本文编号：874170