糖尿病神经病理性疼痛大鼠脑功能活动的锰离子增强磁共振研究

摘要

目的:
　　利用锰离子增强磁共振成像技术检测糖尿病神经病理性疼痛大鼠脑部特异性区域的异常功能活动，研究这些脑区异常功能活动与疼痛的关系。
　　方法:
　　1.糖尿病模型的制作
　　糖尿病组大鼠通过一次性大量快速腹腔注射链脲佐霉素溶液（STZ，60mg/kg）制备Ⅰ型糖尿病大鼠，对照组大鼠予腹腔注射等量的柠檬酸-柠檬酸钠缓冲液。通过造模后持续监测大鼠空腹静脉血糖浓度(≧16.7mmol/L)、体重、尿糖、尿量以及一般情况等指标判定模型的成功与否。
　　2.糖尿病神经病理性疼痛的测定
　　糖尿病神经病理性疼痛的程度评估通过测定触觉疼痛变化来判断。通过vonFrey hair刺痛系统机械性刺激大鼠后肢足底皮肤表面，采用Dixon的Up-Down测试方法去测量机械刺激缩足反射阂值，且其结果数值被利用于计算机械性缩足阈值。判定达到触诱发疼痛标准为机械性缩足阂值小于或等于2.0g。根据触觉诱发性疼痛的结果，糖尿病大鼠被分成两组:神经病理性疼痛组及无神经病理性疼痛组。
　　3.金属锰离子的灌注
　　在气体麻醉的情况下，按照大鼠体重予100mg/kg氯化锰用药剂量标准应用微量注射泵系统以2.08μmol/min(1.25 ml/h)的恒定速率持续通过鼠尾静脉灌注浓度为100mM的氯化锰溶液。所有灌注完毕的大鼠需在隔绝光线且绝对安静的房间中独立分笼饲养24小时。整个灌注锰离子的过程均在红外灯光下完成。
　　4.锰离子增强磁共振成像过程
　　锰离子给药后24小时，糖尿病大鼠通过鼻锥形管持续吸入异氟烷混合气体麻醉的方式麻醉后被放置在磁共振仪上立体定位动物平台上通过循环热水毯系统维持体温。大鼠头部固定器通过活动齿杆和耳杆调节并固定位置在磁性平台上。整个磁共振成像过程在配备有直径为20cm的梯度线圈的德国Bruker公司生产的7.0T动物成像仪上完成。成像参数为:重复时间35ms，回波时间4ms，视野3cm*3cm*2.2cm，矩阵256*256*55，翻转角为30度，累加次数为6次，没有层间距。
　　5.锰离子增强磁共振成像图像数据处理
　　首先对图像进行配准和空间平滑。采用WistarRatMRI模板作为配准对象，把锰离子增强图像往该模板上配准。然后两组大鼠进行基于图像体素的双侧Student's T检验，所有检验以p＜0.05作为统计学显著性差异标准。T检验结果以p值的差异性大小直接投射到WistarRatMRI模板图像上标注。
　　6.图像兴趣容积区间分析
　　根据上一步糖尿病神经病理性疼痛组以及无神经病理性疼痛组两组大鼠大脑图像基于体素的统计学T检验结果图，对于这些特异性结构或区域，在两组大鼠原始图像上再进行兴趣区容积区间(volume of interest，VOI)分析，从而量化对比其功能活动差异。同时测定每只大鼠自身颞肌兴趣区容积区间体素强度作为参考，每个样本测定的众多兴趣区容积区间的体素强度对比参考进行均一标准化处理后，再进行T检验。
　　7.统计学方法
　　实验数据以均值±标准差(x±s)表示，数据均符合方差齐性及正态分布，两样本数据间比较均采用独立样本T检验，动物行为学前后数据比较采用配对样本T检验，组间及组内行为学数据的比较采用One-way ANOVA检验方式，全部数据均在SPSS19.0软件上进行，所有数据以p值＜0.05为差异具有统计学意义。
　　结果:
　　1.糖尿病神经病理性疼痛大鼠存在显著性功能活动增强的大脑区域，包括初级感觉皮层、次级感觉皮层、前扣带皮层、腹内侧前额叶皮层、梨状皮层、下橄榄核、杏仁核及岛叶部分皮层。
　　2.糖尿病神经病理性疼痛大鼠存在显著性功能活动抑制的大脑区域，包含初级运动皮层及次级运动皮层。
　　3.在糖尿病神经病理性疼痛及无痛两组大鼠中，特异性区域的球状兴趣区容积区间体素强度检验结果显示功能活动的差异性与图像基于体素的检验结果相一致。
　　结论:
　　糖尿病神经病理性疼痛大鼠在慢性疼痛的发生发展过程中大脑特异性脑区具有异常的功能活动性变化。其中运动皮层的活动变化在糖尿病神经病理性疼痛调控中扮演着重要的角色。本研究中发现并定位的特异性功能活动增强或减弱的区域，进一步验证了糖尿病神经病理性疼痛产生中枢机制，深入研究这些脑区在糖尿病神经病理性疼痛发生发展中的作用及机制，将加深笔者对于糖尿病神经病理性疼痛产生机制的认识，并有助于针对疼痛中枢神经机制新疗法的产生。

目录

摘要

第一章 前言

第二章 材料与方法

2．1 实验材料

2．2 实验方法

第三章 结果

3．1 大鼠状态以及剔除情况

3．2 糖尿病大鼠模型

3．3 糖尿病大鼠模型神经病理性疼痛检测

3．4 MEMRI检查过程及原始结果

3．5 MEMRI结果的t检验及兴趣区分析

第四章 讨论

4．1 糖尿病神经病理性疼痛大鼠模型的制作

4．2 MEMRI检查过程及图像后处理

4．3 MEMRI结果的T检验及兴趣区分析

4．4 糖尿病神经病理性疼痛人鼠的脑功能活动变化

第五章 结论

参考文献

攻读学位期间成果

致谢

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