輕度腦外傷模型建立與損傷早期DTI及DKI功能磁共振成像研究.pdf

1、目的：通過建立旋轉(zhuǎn)性兔腦外傷模型，使用DTI及DKI技術(shù)觀察與研究腦外傷早期磁共振功能成像(fMRI)動態(tài)變化規(guī)律，結(jié)合臨床神經(jīng)功能損傷評分及病理學改變對腦損傷情況進行評估，旨在探討fMRI新技術(shù)在早期發(fā)現(xiàn)和評估腦外傷的臨床應(yīng)用價值。
　　方法：健康6月齡新西蘭兔15只，隨機分為對照組(n=3)和損傷組(n=12)，采用自制的瞬間旋轉(zhuǎn)致動物腦損傷裝置建立兔腦損傷模型。損傷組動物于受傷后及預設(shè)掃描時間前0.5h觀察行為學變化并進行神

2、經(jīng)功能損傷評分(NSS)。分別于傷后超急性期(6h)、急性期（24h及48h）、亞急性早期(72h)共3個損傷階段、4個預設(shè)時間進行常規(guī)MRI、DTI和DKI檢查，各亞組3只動物。對照組直接進行行為學觀察及NSS評分，然后再進行磁共振掃描。各組動物完成預計觀察時間的MRI掃描后即處死，迅速取腦，并固定、包埋及取材后行HE染色、β-淀粉樣前體蛋白(β-APP)免疫組化染色。選取動物模型的皮層下白質(zhì)、丘腦、中腦、橋腦及腦干為感興趣區(qū)(ROI

3、)，分別測得其FA、ADC、MK、K//與K⊥值;染色后觀察HE染色及β-APP染色切片，并于每5個×400高倍視野下對β-APP染色陽性軸突進行計數(shù)，取其平均值。損傷組家兔在不同時間段NSS評分比較應(yīng)用單因素方差分析;各測量腦區(qū)分別進行分析，各測量值（FA、ADC、MK、K//與K⊥值）隨時間變化的比較應(yīng)用多個獨立樣本秩和檢驗(Kruskal Wallis Test)，損傷組與對照組間差異性比較應(yīng)用兩獨立樣本秩和檢驗;各觀察腦區(qū)不同時

4、間點β-APP染色陽性軸突計數(shù)的比較應(yīng)用單因素方差分析，損傷組與對照組兩兩比較應(yīng)用LSD-t檢驗;各腦區(qū)β-APP染色陽性軸突計數(shù)與FA、ADC、MK、K//、K⊥值及神經(jīng)認知功能(NSS)評分相關(guān)性分析均應(yīng)用Spearman相關(guān)分析。所有統(tǒng)計結(jié)果以P＜0.05為差異有統(tǒng)計學意義。
　　結(jié)果：1.建模后腦外傷兔出現(xiàn)不同程度神經(jīng)功能損傷癥狀，NSS評分為(2.733±1.831)分，各時間點NSS評分無明顯統(tǒng)計學差異(F=1.878

5、，P=0.191)。實驗過程中1只兔由于頸部固定不佳死亡，后補充建模成功，建模成功率92.3％(12/13)。2.ADC值變化總體呈一過性減低后升高、而后又減低的趨勢。傷后超急性期(6h)除皮層下白質(zhì)外大腦區(qū)ADC值較傷前略減低(P＜0.001)后升高，于48h達峰值后逐漸減低，至損傷亞急性早期(72h)除橋腦及延髓外大多腦區(qū)測量值較傷前減低(P＜0.001)。3.FA值表現(xiàn)為一過性升高后減低、而后又升高的特征。傷后超急性期(6h)大多

6、測量腦區(qū)（皮層下白質(zhì)、中腦、橋腦及延髓）FA值即較傷前升高(P＜0.05)，后于損傷急性期(24～48h)減低，至亞急性早期(72h)時皮層下白質(zhì)及丘腦FA值升高(P＜0.001)，而腦干區(qū)FA值仍低于傷前(P＜0.001)。4.各測量腦區(qū)MK值變化趨勢有所不同。皮層下白質(zhì)表現(xiàn)為傷后6h一過性增高后持續(xù)減低（均P＜0.05）;丘腦區(qū)MK值傷后6h時MK值略減低，后逐漸升高（均P＞0.05）;傷后腦干區(qū)MK值持續(xù)較傷前升高且于72h達峰值

7、(P＜0.05)。5.傷后皮層下白質(zhì)及丘腦K//值與K⊥值變化呈相似趨勢，表現(xiàn)為損傷24h內(nèi)持續(xù)上升，至傷后48h不同程度減低，后繼續(xù)升高（均P＜0.05）;中腦K//與K⊥值變化趨勢有所不同，K//值呈超急性期升高后略減低，24h后持續(xù)升高趨勢，而K⊥值于24h內(nèi)持續(xù)升高至峰值后一過性減低后升高;橋腦及延髓K//值與K⊥值損傷后較傷前持續(xù)升高(P＜0.05)。6.傷后大多觀察腦區(qū)（皮層下白質(zhì)、中腦、橋腦及延髓）β-APP陽性軸突數(shù)與N

8、SS評分呈正相關(guān)(P＜0.05)，其中腦干區(qū)呈較明顯相關(guān)(r＞0.05，P＜0.05)。7.傷后中腦FA值與β-APP陽性軸突數(shù)呈負相關(guān)（r=-0.432，P=0.019），橋腦及延髓ADC值與之呈正相關(guān)(r=0.558，P=0.010)，其余腦區(qū)FA值及ADC值與β-APP陽性軸突數(shù)無明顯統(tǒng)計學相關(guān)(P＞0.05);除丘腦外測量腦區(qū)MK值均與β-APP陽性軸突數(shù)呈正相關(guān)(P＜0.05)，其中腦干區(qū)呈顯著相關(guān)(r＞0.5.P＜0.05)

9、;腦干區(qū)K//值與K⊥值與β-APP陽性軸突數(shù)呈明顯正相關(guān)(r＞0.5.P＜0.05)。
　　結(jié)論：本研究所用瞬間旋轉(zhuǎn)致腦損傷裝置可有效模擬mTBI病理學損傷機制，有效建模，穩(wěn)定性及重復性好。利用DTI對mTBI動物進行動態(tài)觀察，發(fā)現(xiàn)FA值及ADC值隨損傷時間呈動態(tài)變化，趨勢相反，二者相結(jié)合有助于對組織彌散受限情況及細胞毒性水腫、血管源性水腫的鑒別。利用DKI對TBI動物進行動態(tài)觀察，發(fā)現(xiàn)MK值、K//值及K⊥值呈動態(tài)變化規(guī)律，且