低温作用对脑血流影响的光学成像监测

摘要

监测低温作用下的脑血流时空动态变化可以了解低温脑保护的作用机理，能为临床治疗提供更有力的指导，对拓宽低温的应用具有重要意义。光学成像方法能够实现实时在体的监测过程，可以为临床诊断提供了有力的工具。 本文采用激光散斑成像技术实时监测亚低温(33 ℃)作用以及超深低温(0 ℃)作用下的血流动力学过程，研究未损伤及损伤的脑皮层血流的变化规律，并利用内源信号光学成像观测亚低温作用下自发的皮层扩散性抑制波，以光信号的特征来反映其传播时程及空间传播模式。主要研究内容如下: (1) 利用激光散斑成像（laser speckle imaging）技术，对大鼠顶叶脑皮层局部亚低温(33 ℃)作用30 min和超深低温（0 ℃）作用不同时间（1 min和10 min）后的脑血流流速变化进行在体、实时监测。实验发现，脑皮层在局部亚低温作用后，脑血流迅速减少；快速复温后脑血流缓慢增加并超过基线值，达到最大峰值之后又开始缓慢减少，恢复至基线值后趋于平稳。脑皮层局部在超深低温作用不同时间后，脑血流的时空变化特性具有显著的差异性。超深低温作用1 min后，脑血流迅速减少；快速复温后脑血流迅速增加并超过基线值，在此状态维持一段时间（10±3 min）后又开始缓慢减少，恢复至基线值后趋于平稳。动脉、静脉、皮质三处脑血流变化趋势相似，变化幅度具有显著的差异性。超深低温作用10 min后，脑血流也迅速减少，在快速复温后脑血流没有迅速上升，而是在此状态维持一段时间（12±2 min）后才逐步上升（动脉）或者快速上升后稍有下降（静脉、皮质），最终仅恢复到基线值的75％左右。三处脑血流变化趋势和变化幅度均具有显著差异性。以上结果显示，超深低温时间作用10 min后可能造成了脑皮层的超深低温损伤，激光散斑成像技术为研究超深低温作用下的脑皮层的血流动力学过程提供了一种崭新手段。 (2) 采用550 nm内源信号光学成像观测亚低温作用下自发皮层扩散性抑制波的血流动力学过程。在亚低温(33 ℃)作用下，皮层扩散性抑制的传播的空间模式与正常脑温下的产生的自发皮层扩散性抑制波的空间模式相同，但传播时程增加明?显，使得传播速率有所减慢，测得传播速率为2.4±0.4 mm/min。实验表明内源信号光学成像技术为监测低温作用下皮层扩散性抑制提供了一种有效的方法。