模拟微重力环境对人脑灰质密度及脑灌注的影响

发布时间：2017-08-12 04:24

  本文关键词：模拟微重力环境对人脑灰质密度及脑灌注的影响

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【摘要】：背景：航天飞行过程中有许多与地面不同的环境因素，其中微重力的影响最为重要。微重力环境会对身体的各个系统造成不同程度的影响，中枢神经系统就是其影响之一，而脑灌注(即每100g脑组织每分钟的脑血流量)及脑组织形态学是中枢神经系统变化的两个重要方面，也是学者争相研究的热点，并且取得了一定的进展。然而，以往的实验研究也有一定的不足。关于模拟微重力环境下脑灌注的研究报道多是动物实验，不能完全真实反映人体微重力状态下脑灌注情况；或者是志愿者模拟微重力实验前后的经颅超声多普勒(transcranial doppler, TCD)的血流检查，只能测量一些颅内外大血管血流变化数据，不能测量脑实质的灌注数据。在脑组织形态学方面，以往多是采用手工勾画感兴趣区域，往往容易关注感兴趣区域而忽略总体变化情况，且费时费力，重复性差。 随着医疗设备的飞跃发展及MR成像技术的不断改进，出现了磁共振动脉自旋标记(arterial spin labeling, ASL)及基于体素的形态学(voxel-based morphometry,VBM)测量技术，并在临床和科研工作中得到广泛应用。ASL技术能够获得全脑实质的灌注数据，该技术无创、无需注射对比剂、无放射性物质，且有良好的空间和时间分辨率，能比较全面的反映脑组织灌注情况，是研究活体人脑实时灌注变化的最佳手段。毫米级的高分辨率磁共振活体人脑成像技术为人脑的形态学研究提供了可靠的数据，而VBM测量技术则是利用计算机自动后处理技术，，对磁共振图像的每个像素进行自动、全面、客观的分析，从而使得研究模拟微重力环境对人脑的形态学影响具有了技术上的可行性和可信性。 目的：(1)明确模拟微重力环境对正常人脑灰质密度有无影响；(2)了解模拟微重力环境下正常人脑灌注的变化；(3)探讨模拟微重力环境下人脑灰质密度与脑灌注变化的相关性。 方法：由航天员科研训练中心招募18名志愿者，进行为期一个月的-6°头低位模拟微重力卧床实验，所有志愿者于卧床实验开始前一天和实验结束当日接受头部磁共振扫描。使用3.0T超导MR成像系统采集卧床实验前后的高分辨率全脑解剖成像数据及全脑灌注数据，运用SPM8(statistical parametric mapping, SPM)软件进行基于体素的形态学分析，比较志愿者卧床实验前后的脑灰质密度及脑灌注变化。 结果：(1)模拟微重力实验后志愿者双侧丘脑、双侧舌回、右侧缘上回的灰质密度减少(P0.005)，左侧丘脑减少最显著，右侧海马区灰质密度增加(P0.005)；(2)模拟微重力实验后左侧后扣带回、右侧岛叶及右侧颞中回脑灌注增加(P0.005)，左侧后扣带回增加最显著，左侧颞上回脑灌注减少(P0.005)；(3)模拟微重力环境下发生的正常人脑灰质密度及脑灌注的变化脑区不同。 结论：本实验组数据提示：(1)模拟微重力环境可能导致成年志愿者脑灰质密度发生变化，出现灰质密度减少减少区域是和负责躯体的感觉、运动、视觉、记忆等功能密切相关，我们认为这可能是以往的模拟微重力研究中感觉功能、认知功能、视觉和运动协调能力发生变化的解剖学因素。右侧海马区出现灰质密度增加，这可能和海马区持续存在的神经发生有关。(2)模拟微重力环境可能导致成年志愿者脑灌注发生变化，灌注增加及减少的脑区皆有，但从全脑灌注的总体来看是增加的，这和多数既往同类研究的结果(即脑灌注增加)一致。(3)本次模拟微重力实验所发现的成年志愿者脑灰质密度变化和灌注变化的脑区不同，提示二者之间无明确相关性。成年志愿者灰质密度的变化可能是由于头低位卧床，活动受限，神经元冲动减少引起的。
【关键词】：模拟微重力 人脑 VBM ASL MRI
【学位授予单位】：安徽医科大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：R85
【目录】：

• 中文摘要4-6
• 英文摘要6-9
• 引言9-14
• 资料与方法14-18
• 结果18-29
• 讨论29-33
• 结论33-35
• 参考文献35-40
• 综述40-49
• 参考文献46-49
• 附录49-50
• 致谢50

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