基于同步辐射X射线的癫痫新生血管成像的实验研究

摘要

目的:
　　癫痫是神经系统常见的慢性疾病之一，其中颞叶癫痫有较高的患病率且有可能发展为难治性癫痫，对患者本人及社会均造成巨大负担。最新的研究提示海马微血管新生和重塑可能与颞叶癫痫的慢性形成过程相关，但传统的病理学切片二维成像方法有一定局限性，因而颞叶癫痫海马微血管新生及重塑的发生机制、发展进程尚不十分睨确。基于X射线的同步辐射光学成像技术通过对组织样品断层扫描发生相位信息变化，经过后期信息化软件处理重建，对样品内外结构3D微米级别显微成像，从而可实现目标区域微血管网络的动态监测。本研究利用同步辐射相衬成像对匹罗卡品诱导的颞叶癫痫大鼠动物模型海马区域微血管进行3D可视化显微成像，并通过对基于微血管形态的表征学定量分析，探讨海马微血管新生及重塑在颞叶癫痫慢性形成过程中的具体生物学功及可能的机制。
　　方法:
　　构建匹罗卡品诱导的1d，2d，3d，4d，7d，14d，60d等多个时间点颞叶癫痫SD大鼠模型各5只，在对应时间点灌注4％多聚甲醛后收集脑组织样本。于上海光源生物医学应用光束线站(BL13W)利用基于X射线的同步辐射相称成像技术对各样本扫描，使用GPU相位恢复软件构建二维断层成像后应用USIS Micro Image成像软件和E-3D三维数字化医疗建模系统对1d，2d，3d，4d，7d，14d，60d多个时间点颞叶癫痫SD大鼠全脑及海马区域脑血管进行3D可视化显微成像，并对成像多平面、多角度重构，基于结构信息学对血管网络探索量化分析的方法，观察上述时间点海马血管微血管新生及重塑动态过程，分析海马微血管新生及重塑是否与颞叶癫痫发生发展相关并阐明及其具体作用。
　　结果:
　　1)初步建立了基于同步辐射相衬成像的颞叶癫痫SD大鼠模型1d，2d，3d，4d，7d，14d，60d多个时间点全脑及海马目标区域的脑血管网络二维断层可视化图谱体系;
　　2)在3D可视化显微成像层面，1d及14d时间点海马微血管网络与正常对照相比，通过SPSS19.0软件分析，表面积，体积，血管节段数目，平均扭曲度，平均曲率差异均均具有显著差异(p＜0.05），提示1d及14d海马微血管网络较正常组呈增多趋势;
　　3)在3D可视化显微成像层面，海马微血管网络和60d时间点与正常对照相比，通过SPSS19.0软件分析各时间点表面积，体积，血管节段数目，平均扭曲度，平均曲率差异均具有显著差异(p＜0.05)，提示60d海马微血管网络较正常组呈减少趋势;
　　结论:
　　海马微血管网络在颞叶癫痫发作不同时间点存在动态新生及重塑，癫痫发作急性期微血管新生增多，慢性期微血管萎缩减少，可能与颞叶癫痫的病程发展密切相关。

目录

摘要

中英文对照词表

1．前言

2．材料和方法

2．1 主要实验仪器和试剂

2．2 样品的制备

2．2．1 实验动物及分组

2．2．2 癫痫动物实验样本制备

2．2．3 实验时间点的选择

2．2．4 动物模型的术后护理

2．2．5 灌注取材

2．2．6 扫描前样本的处理

2．3．1 扫描装置

2．3．2 本实验扫描参数设定

2．3．3 数据采集

2．3．4 原始数据预处理

2．3．5 重构二维slice切片

2．3．6 层进式图像精细处理

2．3．7 图形的三维重建

2．3．8 感兴趣区域的提取和重建

2．3．9 图形渲染

2．4．1 三维图形量化参数获取

2．4．2 统计学方法

3．结果

3．1 癫痫大鼠模型的行为学改变

3．2．1 二维形态学描述

3．2．2 不同时间点海马层面二维slice比较

3．3 脑表面的3D渲染图集

3．4．1 形态学描述

3．4．2 不同时间点海马三维图像比较

3．4．3 表征学定量分析

4．讨论

4．1 癫痫动物模型的选择

4．2 海马的血供

4．3 国内外研究现状

4．4 海马微血管网络的变化趋势

4．5 海马硬化

4．6．1 成像伪影问题

4．6．2 三维图像数据量异常庞大

4．6．3 创新——ROI区域选择

5．结论

参考文献

综述：癫痫模型的研究进展

致谢

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