TCD与PPG技术对意识障碍患者血流动力学去适应现象的定量研究

摘要

目的:
　　研究CASK（Calcium/calmodulin-dependent serine protein kinase）在不同时间点的氯化锂-匹罗卡品癫痫大鼠模型中的表达及其参与癫痫发作的可能机制。同时在这项研究中，我们通过应用经颅多普勒超声技术（Transcranial Doppler ultrasonography，TCD）以及光电容积脉搏波描记法(Photoplethysmography，PPG)来探测意识障碍(disorderof consciousness，DOC)患者的外周及大脑的血流动力学改变，并且与这些患者临床量表来进行相关分析，从而探索这两项技术在意识障碍的患者处于癫痫发作状态中的诊断价值。
　　方法:
　　30只SD(Sprague-Dawley)大鼠随机分为6组，在建立Control、1d、3d、7d、14d与30d的癫痫模型后，通过免疫组化、免疫荧光和Western blotting分别检测CASK在模型鼠海马组织中的表达变化。另将21只成年健康SD大鼠随机分为3组(n=7)，随后采用慢病毒抑制其中随机一组大鼠脑内CASK的表达，点燃这些大鼠并在点燃1h内观察干预前后大鼠行为学的改变，并且运用Western blotting检测干预前后CASK复合物下游分子NMDAR2b在点燃后的表达。这项研究一共有36名成年实验志愿者，其中有16名志愿者达到了意识障碍的诊断标准，另外21名是身体健康的成年人，性别和年龄完全随机，在这16名受试患者中，造成意识障碍的原因如下:8名颅脑外伤患者，5名缺血缺氧性脑病患者，2名出血性脑卒中患者，1名酒精中毒患者。我们将16名意识障碍的患者与21名健康的成年人分为两组，我们使用昏迷评分量表(ComaRecovery Scale-Revised， CRS-R)来评估每个意识障碍患者的意识状态，应用经颅多普勒超声技术（Transcranial Doppler ultrasonography，TCD）来探测和记录所有受试者大脑中动脉的各个时期的血液流速，以及相对应的血流频谱;同时我们应用光电容积脉搏波描记法（Photoplethysmography，PPG）即PPG信号提取来描记所有受试者外周血管收缩及舒张的过程，从而反映受试者心脏收缩及舒张的生理特性。最后将每个受试组结果进行统计分析。
　　结果:
　　CASK仅在神经元中表达，而在神经胶质细胞中不表达;CASK在实验组的阳性细胞数明显多于对照组;且CASK在癫痫大鼠的海马组织中表达模式为1d降至最低，后逐渐增高，直到30d（p＜0.05，除外14d）。慢病毒抑制CASK的表达后，实验鼠的癫痫发作频率和发作级别均有所降低;并且在慢病毒抑制CASK的表达干预前，NMDAR2b在海马的表达为点燃24小时开始增高，3天达到高峰，10天下降，而在慢病毒抑制CASK的表达干预后NMDAR2b在点燃后各个时间点的表达水平与干预前同一时间点相比降低(p＜0.05)。在临床研究中在患者组中，使用TCD记录到的大脑中动脉的收缩期峰值血流速度，舒张期血流速度及平均血流速度分别到达的平均水平分别为:75.56cm/s，23.31 cm/s和38.88cm/s，与正常对照组的相比分别降低了23％，43％和38％。同时使用TCD记录到的大脑中动脉的搏动指数(Pulsatility Index，PI)在患者组中明显增加。经过相关性分析，我们发现，在水平α=0.05下，患者组中左侧大脑中动脉的PI值与CRS-R量表中的运动评分线性相关性显著且成负相关(Pearson相关系数=-0.556，P=0.025)。通过对PPG信号的分析我们发现了，外周血管的增益指数（Photoplethysmographic augmentation index，PAI）在患者组中的平均值为0.093，较正常组增加了85％，经过相关性分析我们发现，在水平α=0.05下，所有组别中PAI值与他们左侧大脑中动脉的平均流速线性相关性显著且成负相关(Pearson相关系数=-0.377, P=0.022)
　　结论:
　　CASK在癫痫中的表达量异于正常，对癫痫的发生发展可能有一定程度的影响。这种异常表达可能通过NMDAR2b途径影响癫痫的发生与发展。在意识障碍的患者中他们脑血管的搏动指数(Pulsatility Index，PI)值与他们外周血管的增益指数(Photoplethysmographic augmentation index，PAI)值存在一个特定关系。这种关系可以用做提高的早期评估意识障碍患者的心血管系统的去适应现象和这种现象对于他们脑血管系统的影响。尤其是这类患者在癫痫发作状态下，这些量化的脑与外周血管的流动力学的指标对于我们早期评估意识障碍的患者的预后能够提供一个有利的参考。

目录

声明

缩略语表

摘要

前言

1 材料和方法

2 结果

3 讨论

4 结论

附图

全文总结

参考文献

文献综述 意识障碍影像学诊断技术的研究进展

攻读硕士期间撰写及待发表的文章

致谢