磁共振DWI观察超急性期标准化脊髓损伤动物模型的研究

摘要

脊髓损伤(spinal cord injury，SCI)是严重危害人类健康的疾病，一直是神经科学研究的难点和热点。随着交通和建筑事业的迅速发展，近年来SCI的发病率有上升趋势。仅美国每年由于SCI导致的瘫痪病人就有1万人左右，用于SCI治疗的费用超过60亿美元，平均每个瘫痪病人的终身治疗费用约100万美元。脊髓损伤常导致损伤节段平面以下感觉、运动功能不同程度的丧失和大小便失禁，给病人自身带来终生的生理、心理痛苦，严重降低了病人的生活质量，同时也给家庭和社会带来沉重的负担。 磁共振扩散加权成像(diffusion weighted imaging，DWI)是磁共振功能成像技术之一，其物理基础是水分子扩散，即布朗运动。水分子扩散是人体内一个重要的生理物理现象，体内水分子的异常变化反映某些病理牛理状态。磁共振扩散加权成像DWI能反映水分子的扩散特性，评价水分子随机运动的动态分布状况，还可以提供各部分组织的空间结构信息。以往DWI研究最多的是对脑梗塞早期病灶的显示，它可以在脑血管闭塞几分钟后显示异常信号。随着成像技术的发展，DWI也逐渐应用于脊髓。近年来随着车祸等意外事故的增加，脊髓外伤发生率呈上升趋势。据统计，仅美国1年就有11000例左右较为严重伴有功能障碍的脊髓损伤患者，且多为青少年，因此如何早期准确地诊断脊髓损伤及其程度，以及考虑采用何种治疗方式，对于脊髓损伤后治疗及预后具有非常重要的意义。 虽然常规MRI对脊髓损伤的诊断具有较高价值，但是对于发病在6h以内的较轻的病例一般仍无法显示。近年来，随着扩散加权成像(DWI)技术的不断进展，DWI作为一种功能成像手段，其在脊髓病变方面的应用正在逐步展开，但目前国内外关于DWI在脊髓外伤早期诊断中应用的报道较少，临床报道大多是损伤后6-8h的患者资料的回顾，缺少超急性期(0-6h)的病例资料，尤其缺少标准化脊髓损伤动物模型的超急性期观察的数据，到目前为止尚未见到类似报道。 本实验欲通过建立标准化的脊髓损伤动物模型，实现临床资料中所难以获得的超急性期、标准化脊髓损伤动物MRI检查数据。包括两部分，第一部分比较急性期内不同时间点，不同损伤强度下T2WI、T1WI以及DWI出现阳性改变时间及变化特点，探索DWI较常规T2WI、T1WI在超急性期显示脊髓损伤病灶的优势；第二部分通过选择合适的脊髓损伤程度组，分别在超急性期30min和临床常规的8h两个时间点同样静脉途径应用甲强龙，比较两组的磁共振表现及测定运动功能评分，探讨甲强龙在超急性期应用的价值。 研究方法: 48只实验兔随机分为6组，每组各8只，A组为空白对照组(仅行椎板切开，暴露脊髓，不予打击)，B组为轻度损伤组(20g×10mm)，C组为中度损伤组(20g×25mm)，D组为重度损伤组(20g×50mm)，E组为中度损伤组8h应用甲强龙的治疗组，F组为中度损伤组30min应用甲强龙的治疗组。10％水合氯醛麻醉，应用SS-Ⅱ打击器制作不同程度打击模型。调定MRI扫描序列参数， A、B、D 3组同样选用30min，6h，24h 3个时间点进行连续观察；C组选用30min，6h，24h，48h 4个时间点；E组在脊髓损伤后8h时应用甲强龙，F组在脊髓损伤后30min时应用同样剂量甲强龙，E组选用24h、48h 2个时间点，F组选用6h、24h、48h 3个时间点进行MRI检查，然后C、E、F组分别于1W、2W、3W、4W时采用改良的Tarlov法进行运动功能评分。各组分别取脊髓标本行病理染色和电镜观察。所有图像由磁共振图像工作站处理，所有数据由SPSS12.0统计软件包做统计学分析。 结果: 1.标准化家兔脊髓损伤模型建立成功，模型具有打击稳定性强，打击力度恒定、操作简单实用、可重复性高等特点。 2.各损伤组DWI在30min内即均出现阳性改变，阳性率为100％；从整体上看，轻度损伤组T2WI阳性出现在损伤后6-24h问；中度损伤组T2WI阳性出现在损伤后30min-6h间；重度损伤组打击后30min即有T2WI阳性改变；T1WI阳性仅在个别较重损伤组出现，在急性期脊髓损伤诊断中不敏感。 3.甲强龙在超急性期30min应用较常规8h应用效果更理想，T2 WI出现阳性表现的时间推后，DWI表现为病灶较对照组有缩小，运动功能评分明显优于对照组，经统计学分析，有显著差异。 结论: 本研究采用不同损伤程度的标准化家兔脊髓损伤模型，选择急性期的若干时间观察点进行磁共振扫描，提供了临床上较难得到的超急性期脊髓损伤MRI成像。实现了对T2WI、T1WI、DWI的连续观测；证实了DWI较常规T2WI、T1WI在超急性期发现脊髓损伤病灶中具有明显的优势；通过比较损伤后超急性期30min和临床常规8h静脉途径运用甲强龙两种治疗方式，证明了甲强龙在脊髓损伤超急性期应用的价值，给临床上甲强龙治疗时间窗问题提供了实验依据。

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实验材料与方法

实验结果

讨 论

结论

展 望

附图

参考文献

附录

致谢