酒石酸布托啡诺鼻喷作用相关脑区的功能磁共振初步研究

发布时间：2020-06-15 15:31

【摘要】： 目的:通过功能磁共振成像(fMRI)的BOLD技术,研究鼻喷给药途径下中枢性镇痛药物对人脑功能状态的影响,观察激活的相关脑区,分析中枢神经系统阿片受体的分布区域,探讨鼻腔给药途径下药理学功能磁共振(phfMRI)的应用价值。材料与方法:18例右利手无鼻腔疾患的健康志愿者参加实验前行为学实验和正式实验,其中9男9女,年龄21-23岁(平均22.5岁)。行为学实验中所有被试保持安静状态至少半小时,并在鼻喷给药的一小时内记录所有的主观感受和不适。正式的功能实验在行为学实验的两周后进行,选取鼻腔状况良好的单次鼻孔鼻喷布托啡诺,每人每次一喷,一喷剂量为1mg,然后在隔天鼻喷相同剂量的生理盐水进行对照实验。实验试剂:酒石酸布托啡诺鼻喷剂由上海恒瑞医药公司生产,其国药准字为H20046359。在瓶口处有定量喷雾装置,确保每喷剂量为1mg。实验设计:实验设计采用组块设计,结合感觉刺激实验。手背痛刺激实验任务分为两组:其中一组给予左手手背刺激,另外一组给予右手手背刺激。每一组刺激任务对应6个on区7个off区,On代表给予手背痛刺激区,持续30秒;off代表静息期即停止手背痛刺激,持续30秒;一组刺激任务共进行429秒,完成143次扫描(scan),获取143帧功能图像,其中前5帧和后8帧图像舍去。一次功能图像扫描完成左右手背痛刺激,共获得260帧功能图像。实验扫描:应用美国GE Signa 1.5T echospeed MRI磁共振扫描仪扫描,首先行自旋回波(SE)序列矢状位定位像扫描,获得T1WI图像,用于解剖定位及除外鼻腔疾患。扫描参数为:TR 390 ms,TE 11 ms,层厚为7mm,层间距为1.5mm,层数为12,矩阵为256×160,视野为24cm,NEX为1,带宽为10.42,扫描时间为54秒。实验阶段采用单次激发梯度回波(EPI)序列,定位线与常规扫描一致,扫描参数为:TR为3000ms ,TE为40ms,层厚3mm,间隔1mm,层数为30,视野为256mm,矩阵为64×64,NEX为143,带宽为62.5。每次实验任务进行两次EPI扫描,第一次EPI扫描从鼻喷药后第17分钟开始扫描,第二次EPI扫描从鼻喷药后第25分钟开始扫描,每一次EPI扫描时间为429秒,共计完成143次扫描(scan)。实验完毕后每位被试填写实验感受记录。实验数据后处理:采用Matlab6.5/Matlab5.3及SPM2等软件工具对实验数据进行后处理,获得鼻喷给药后的脑功能图像。本实验采用t值3.11,p值0.01。结果: 1、以所有受试者出现头晕的时间及轻重程度变化的时间为主要观察指标,总结不良反应最重的时间段,即药物发挥药效的作用时间,集中在鼻喷药后15-35分钟;通过该行为学实验结果,确定本实验功能磁共振扫描的时间段位于鼻喷药后的15-35分钟的区间内。该结果同酒石酸布托啡诺的药时曲线相接近。 2、本组实验药物作用于受体分布的相关激活脑区主要位于: ⑴皮层区:额叶(眶额回、额内上回、额上回)、颞叶(脑岛、颞中回、颞下回)、顶叶(楔前回)、边缘系统(扣带前回、扣带中回、海马、海马旁回)等。 ⑵皮层下区:苍白球; ⑶小脑:小脑皮层6-9区、小脑脚、小脑蚓部。 3、16例被试中11例表现为:在接近药时曲线半高峰时间段引起激活的脑区比在药物起效的较早时间段引起激活脑区的激活强度和数量相对较多(脑激活区的t3.11,p值0.01)。结论: 1、试验前对实验者进行行为学观察,对确定扫描时间及观察药物作用的时间曲线具有重要意义,对于正确应用phMRI技术有帮助。 2.通过phfMRI方法进一步验证了人脑中枢系统内阿片受体的主要分布区,其中皮层区集中在前额叶(眶额皮质、额上回、额内上回)、边缘系统(扣带回、海马)、颞叶脑岛区及额顶叶的岛盖部;皮层下区集中在苍白球区;小脑集中在小脑皮层、小脑脚及小脑蚓部。 3.本研究通过不同时间段激活脑区的差异比较,证明鼻腔给药途径下应用phfMRI技术有望成为探讨药物作用机制与药代动力学的有效工具;同时经鼻向脑内递药的fMRI研究可以成为活体无创性评估鼻腔给药药物疗效的可用途径之一。
【学位授予单位】：大连医科大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：R445.2
【图文】：

图像,空间,大脑,方向

图 2 SPM 图像对齐处理后显示的头动情况图②空间标准化(normalize)：由于被试大脑在解剖结构上的差异，需要把不同的大脑图像进行空间标准化处理，将其转化为大小和朝向都相同的标准化图像。SPM 使用的原始图像可以是任何方向的,但在经过空间归一化后,图像必须符合以下方向:X 方向上,由左向右增加;Y 方向上从后向前增加 ;Z 方向上 ,由里向外增加。这是一个右手坐标系 , 与Talairach 空间一致。如图 3

位图,空间,高斯平滑,图谱

从后向前增加 ;Z 方向上 ,由里向外增加。这是一个右手坐标系 , 与Talairach 空间一致。如图 3图.3 空间标准化左侧三方位图为经标准化后的图像，右侧为标准脑图谱③高斯平滑(smooth)：空间标准化以后需要对图像进行高斯平滑，从而可以确保图像数据具有随机高斯场的性质，满足 SPM 的统计假设；并可以提高信噪比。本实验数据处理时，先分别对同侧手痛刺激时鼻喷药和鼻喷生理盐水时得到的功能数据进行图像对齐和空间标准化，然后再将两者结合起来一同进行高斯平滑。

【参考文献】