轻度脑外伤模型建立与损伤早期DTI及DKI功能磁共振成像研究

发布时间：2017-10-13 22:33

  本文关键词：轻度脑外伤模型建立与损伤早期DTI及DKI功能磁共振成像研究

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【摘要】：目的通过建立旋转性兔脑外伤模型,使用DTI及DKI技术观察与研究脑外伤早期磁共振功能成像(fMRI)动态变化规律,结合临床神经功能损伤评分及病理学改变对脑损伤情况进行评估,旨在探讨fMRI新技术在早期发现和评估脑外伤的临床应用价值。材料与方法健康6月龄新西兰兔15只,随机分为对照组(n=3)和损伤组(n=12),采用自制的瞬间旋转致动物脑损伤装置建立兔脑损伤模型。损伤组动物于受伤后及预设扫描时间前0.5h观察行为学变化并进行神经功能损伤评分(NSS)。分别于伤后超急性期(6h)、急性期(24h及48h)、亚急性早期(72h)共3个损伤阶段、4个预设时间进行常规MRI、DTI和DKI检查,各亚组3只动物。对照组直接进行行为学观察及NSS评分,然后再进行磁共振扫描。各组动物完成预计观察时间的MRI扫描后即处死,迅速取脑,并固定、包埋及取材后行HE染色、β-淀粉样前体蛋白(β-APP)免疫组化染色。选取动物模型的皮层下白质、丘脑、中脑、桥脑及脑干为感兴趣区(ROI),分别测得其FA、ADC、MK、K//与K┴值;染色后观察HE染色及β-APP染色切片,并于每5个×400高倍视野下对β-APP染色阳性轴突进行计数,取其平均值。损伤组家兔在不同时间段NSS评分比较应用单因素方差分析;各测量脑区分别进行分析,各测量值(FA、ADC、MK、K//与K┴值)随时间变化的比较应用多个独立样本秩和检验(kruskalwallistest),损伤组与对照组间差异性比较应用两独立样本秩和检验;各观察脑区不同时间点β-app染色阳性轴突计数的比较应用单因素方差分析,损伤组与对照组两两比较应用lsd-t检验;各脑区β-app染色阳性轴突计数与fa、adc、mk、k//、k┴值及神经认知功能(nss)评分相关性分析均应用spearman相关分析。所有统计结果以p0.05为差异有统计学意义。结果1.建模后脑外伤兔出现不同程度神经功能损伤症状,nss评分为(2.733±1.831)分,各时间点nss评分无明显统计学差异(f=1.878,p=0.191)。实验过程中1只兔由于颈部固定不佳死亡,后补充建模成功,建模成功率92.3%(12/13)。2.adc值变化总体呈一过性减低后升高、而后又减低的趋势。伤后超急性期(6h)除皮层下白质外大脑区adc值较伤前略减低(p0.001)后升高,于48h达峰值后逐渐减低,至损伤亚急性早期(72h)除桥脑及延髓外大多脑区测量值较伤前减低(p0.001)。3.fa值表现为一过性升高后减低、而后又升高的特征。伤后超急性期(6h)大多测量脑区(皮层下白质、中脑、桥脑及延髓)fa值即较伤前升高(p0.05),后于损伤急性期(24~48h)减低,至亚急性早期(72h)时皮层下白质及丘脑fa值升高(p0.001),而脑干区fa值仍低于伤前(p0.001)。4.各测量脑区mk值变化趋势有所不同。皮层下白质表现为伤后6h一过性增高后持续减低(均p0.05);丘脑区mk值伤后6h时mk值略减低,后逐渐升高(均p0.05);伤后脑干区mk值持续较伤前升高且于72h达峰值(p0.05)。5.伤后皮层下白质及丘脑k//值与k┴值变化呈相似趋势,表现为损伤24h内持续上升,至伤后48h不同程度减低,后继续升高(均p0.05);中脑k//与k┴值变化趋势有所不同,k//值呈超急性期升高后略减低,24h后持续升高趋势,而k┴值于24h内持续升高至峰值后一过性减低后升高;桥脑及延髓K//值与K┴值损伤后较伤前持续升高(P0.05)。6.伤后大多观察脑区(皮层下白质、中脑、桥脑及延髓)β-APP阳性轴突数与NSS评分呈正相关(P0.05),其中脑干区呈较明显相关(r0.05,P0.05)。7.伤后中脑FA值与β-APP阳性轴突数呈负相关(r=-0.432,P=0.019),桥脑及延髓ADC值与之呈正相关(r=0.558,P=0.010),其余脑区FA值及ADC值与β-APP阳性轴突数无明显统计学相关(P0.05);除丘脑外测量脑区MK值均与β-APP阳性轴突数呈正相关(P0.05),其中脑干区呈显著相关(r0.5.P0.05);脑干区K//值与K┴值与β-APP阳性轴突数呈明显正相关(r0.5.P0.05)。结论本研究所用瞬间旋转致脑损伤装置可有效模拟mTBI病理学损伤机制,有效建模,稳定性及重复性好。利用DTI对mTBI动物进行动态观察,发现FA值及ADC值随损伤时间呈动态变化,趋势相反,二者相结合有助于对组织弥散受限情况及细胞毒性水肿、血管源性水肿的鉴别。利用DKI对TBI动物进行动态观察,发现MK值、K//值及K┴值呈动态变化规律,且较FA值及ADC值与病理学改变相关性更为显著,提示DKI测量值对mTBI组织微结构损伤的评价较DTI敏感,更有助于了解外伤后脑组织微结构损伤复杂性变化,对其病理学演变规律的理解与临床及早诊治具有重要意义。
【关键词】：脑外伤 动物模型 弥散张量成像 弥散峰度成像 β-淀粉样前体蛋白
【学位授予单位】：大连医科大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R445.2;R-332;R651.15
【目录】：

• 中文摘要8-11
• 英文摘要11-15
• 前言15-17
• 材料和方法17-25
• 1.实验对象与分组17
• 2.模型建造17-19
• 2.1 建模装置的设计与构造17-18
• 2.2 装置操作方法及建模18-19
• 3.神经功能损伤评分19-20
• 3.1 动物一般状态及行为学观察19
• 3.2 动物神经功能损伤评分19-20
• 4.磁共振检查与扫描参数20-21
• 5.数据处理与测量21-22
• 5.1 应用DKE软件对DKI数据进行处理21-22
• 5.2 DTI数据的处理22
• 5.3 应用Image J软件对DTI及DKI数据进行感兴趣区测量22
• 6.病理学取材及观察22-24
• 6.1 病理学取材22-23
• 6.2 病理染色及观察23-24
• 6.3 本实验流程小结24
• 7.统计学分析24-25
• 结果25-36
• 1.实验兔行为学观察及NSS评分25
• 2.兔脑损伤模型f MRI表现25-32
• 2.1 常规MRI与DTI及DKI的表现25-26
• 2.2 DTI扫描的ADC与FA值检测26-29
• 2.3 DKI扫描各测量参数的检测29-32
• 3.病理组织学观察32-35
• 3.1 大体观察32
• 3.2 组织切片观察32-35
• 4.各脑区 β-APP阳性轴突数与NSS评分及f MRI测量值相关性35-36
• 4.1β-APP阳性轴突数与NSS评分相关性35
• 4.2β-APP阳性轴突数与f MRI测量值相关性35-36
• 讨论36-44
• 1.旋转性脑损伤模型的建立与NSS评分36-37
• 2.测量脑区的选取及其损伤后病理学观察37-40
• 2.1 测量脑区的选取37-38
• 2.2 兔脑外伤模型的病理学观察38-40
• 3.FA、ADC值动态变化及其与 β-APP阳性轴突数相关性分析40-41
• 4.MK、K//及K┴值动态变化及其与 β-APP阳性轴突数相关性分析41-44
• 4.1 MK值41-42
• 4.2 K//与K┴值42-44
• 5.本研究局限性44
• 结论44-45
• 参考文献45-49
• 综述49-66
• 参考文献61-66
• 攻读学位期间发表文章情况66-67
• 致谢67-68

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前6条

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本文编号：1027456