应用生物性电阻抗断层成像技术定位大鼠癫痫模型致癫灶的初步研究

摘要

癫痫(Epilepsy)是一种由于各种不同的原因造成反复的脑神经细胞不规则放电所引起的大脑的神经系统慢性失调的疾病。根据国内外流行病学统计得出的结果，在全世界有超过5000万的人给癫痫病所折磨，中国也有不低于900万人患有这种疾病。其中有70％的患者通过服用抗癫痫药物病情可以得到良好的控制，还有30％的人因为服用药物无效，最终成为难治性癫痫患者。难治性癫痫由于反复的癫痫发作，使患者的生活质量明显下降，并且给患者自己和家人的身心健康带来了巨大的影响。目前来看，手术治疗仍然是治疗难治性癫痫最有效的手段。而对于癫痫手术来说，癫痫的术前评估(即:如何准确地确定致癫灶)是手术能否成功的关键。1929年，Berger发明了脑电图，这是第一次用于癫痫发作诊断和定性描述的诊断性监测。20世纪80年代，随着能将癫痫临床发作现象与发作性脑电变化联系起来的视频脑电图、以及CT（Computed Tomography）、MRI（Magnetic Resonance Imaging）和PET（Possitron Emission Tomography）等一些复杂的神经影像学学技术的应用使得癫痫的术前评估水平有了进一步的发展。但是，仍有一部分难治性癫痫患者由于在影像学以及视频脑电图上无法发现明显的致癫灶，没有有效的手术治疗至今仍然忍受着癫痫病患的折磨。如何通过一些有效的手段进一步准确地发现致癫灶，是制约癫痫外科发展的难题。以往国内外学者研究得出：一些人体的病理变化过程和大脑的功能活动都可以使生物电阻抗的或多或少的变化。所以使得我们将电阻抗成像技术应用于癫痫术前评估成为了可能，同时电阻抗成像技术具有无创、实时、无害、可重复使用等这些 x射线计算机断层(CT)和核磁共振(MRI)无法比拟的优点。能否将电阻抗断层成像应用于癫痫的术前评估是我们的研究目标。
　　本实验目的在于研究电阻抗断层成像系统检测癫痫大鼠发作时的图像规律以及脑电图与电阻抗成像系统同步检测问题，为将来临床上EIT应用于癫痫术前评估打下理论基础。实验一中的10只大鼠及实验二中的5只大鼠均给予1％戊巴比妥(给予的剂量为：55mg/kg)腹腔麻醉，麻醉成功后将其固定在立体定位仪上,将头皮以及皮下软组织沿中线切开，并向两侧剥离尽量暴露出颅骨,将颅骨用双氧水清理干净，待其干燥后备用。麻醉成功后，取俯卧位，在大鼠的感觉运动皮质区(前囟后2.0mm，中线旁2.0mm)钻孔(定位均参考Paxinos&Watson编著的图谱)，用微量注射器将浓度为100mmol/L的FeCl3溶液注入该位置对应的颅骨下2.4mm区域，注射时间控制在4min，留针5min后拔除穿刺针。待注射完毕后用玻璃离子水门汀绝缘电极，并固定于颅骨表面，严密缝合头皮。分别在鼻骨后端（作为参考电极放置位置），前囟前2.0 mm,中线旁2.0mm安置三枚电极，与脑电图系统相连，以颅骨上打药点所在位置作为我们的参考坐标点，按照等间距离的方法把8枚不锈钢螺钉均匀固定在打药点周围，并且将其和EIT系统相连接。同时将EIT系统所给予的额定激励电流参数值分别设置为幅度为1.25mA，频率为50kHz。实验一行单一的EIT检测，将行为学发作在Ⅲ级以上并且大于15秒的作为一次有效发作。实验二行EIT与 EEG同步监测，将行为学发作在Ⅲ级以上并且脑电记录发作时间大于15秒的作为一次有效发作。所有大鼠均进行3小时的监测，记录并分析监测结果。实验一结果为：全部10大鼠，总共记录到癫痫发作63次,可以将发作分为以下几种形式:1、42次发作EIT监测的病灶区图像变红（电阻率降低）与行为学发作同步发生；7次发作EIT检测的病灶区十几秒后病灶区变红；2、2次发作EIT监测的病灶区图像变蓝与行为学发作同步发生；3、5次发作EIT监测的病灶区以外部位图像变红，病灶区无明显变化,7次发作EIT监测图像无明显变化。实验二结果为：全部5只大鼠，总共记录到癫痫发作35次。监测结果分以下情况：1、22次发作EIT监测的病灶区图像变红与行为学发作同步发生，7次发作EIT监测的病灶区图像在发作十几秒后才变红；2、2次发作EIT监测的病灶区图像变蓝与行为学发作同步发生；3、4次发作 EIT监测图像无明显变化。
　　通过这一系列的实验，得出了以下的结论：1、在氯化铁大鼠癫痫发作时病灶区电阻抗的变化是有规律的，即病灶区出现电阻抗的降低；2、通过EIT成像结果能相对较好地反映癫痫大鼠模型中的癫痫灶的大小及位置；3、对于癫痫的EIT与EEG同步监测是能够在实现的。综上所述，通过电阻抗断层成像技术对于是能够反应是能够较好反映发作时病灶区电阻抗的变化的，但是由于人们对于癫痫电阻抗图像变化规律研究不深以及设备的灵敏度的问题，将其用于临床还是有很长的路要走的。

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缩略语表

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前言

文献回顾

1、癫痫相关背景介绍：

2、 癫痫的治疗方式：

3、 生物电阻抗成像系统的相关研究：

4、 脑部生物电阻抗断层成像的研究：

5、 我们的研究的目的及主要内容：

正文

实验一 氯化铁癫痫大鼠发作时的 EIT 监测的研究

1 材料

2 方法

3 结果

4 讨论

实验二 氯化铁癫痫大鼠发作时的 EIT 合并 EEG 同步监测的初步研究

1 材料

2 方法

3 结果

4 讨论

小结

参考文献

个人简历和研究成果

致谢