磁共振成像在大鼠腦出血模型制作中的初步應(yīng)用研究

付懷棟,潘永進(jìn),王秀彬,林福軍,杜守云

(1.江蘇省灌云縣人民醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科 222200;2.江蘇省南通大學(xué)附屬醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科 226001)

磁共振成像在大鼠腦出血模型制作中的初步應(yīng)用研究

付懷棟1,潘永進(jìn)2,王秀彬2,林福軍1,杜守云1

(1.江蘇省灌云縣人民醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科 222200;2.江蘇省南通大學(xué)附屬醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科 226001)

目的探討磁共振成像(MRI)在大鼠腦出血(ICH)模型制作中的應(yīng)用?方法 采用自體血立體定向注入大鼠尾狀核建立腦出血模型,術(shù)后24h進(jìn)行神經(jīng)功能評(píng)分,同時(shí)應(yīng)用研制的串聯(lián)線圈對(duì)大鼠進(jìn)行頭顱MRI,比較兩種方法對(duì)判斷大鼠腦出血模型制作中模型成功與否的可靠性?結(jié)果經(jīng)過(guò)神經(jīng)功能評(píng)分判斷為模型成功的30只大鼠,頭顱MRI顯示有10只大鼠血液反流入皮質(zhì)?破入腦室或蛛網(wǎng)膜下腔,其余20只大鼠在右側(cè)基底節(jié)區(qū)可見大小一致的血腫?結(jié)論應(yīng)用3.0TMRI結(jié)合串聯(lián)線圈可以獲得高質(zhì)量的圖像,準(zhǔn)確判斷大鼠腦出血模型制作是否成功?

磁共振成像;腦出血;大鼠;神經(jīng)功能缺損評(píng)分

腦出血(intracerebral hemorrhage,ICH)是威脅人類健康及生活質(zhì)量的重要事件之一?目前,對(duì)腦出血組織學(xué)和病理生理學(xué)過(guò)程的研究越來(lái)越深入,但是,基礎(chǔ)研究除了要有穩(wěn)定的動(dòng)物模型,而且需要有可靠的用于檢測(cè)模型是否成功的方法和手段,以便得出的數(shù)據(jù)更有可比性,結(jié)果更可靠?

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物 選取健康成年雄性SD大鼠36只,體質(zhì)量250～280g,由南通大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心提供,分為假手術(shù)組6只大鼠[用于磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)],模型組30只?

1.2 主要試劑及儀器 GE Signa Excite HD 3.0TMR機(jī)?鼠頭立體定位儀(上海江灣I型C)?微量進(jìn)樣器(100μL,上海安亭微量進(jìn)樣器廠)?醫(yī)用骨蠟(上海強(qiáng)生公司)?水合氯醛(廣州汕頭西隴化工廠)?

1.3 動(dòng)物模型的制備 參照Rosenberg等[1]報(bào)道的方法制備大鼠腦出血模型,用10%水合氯醛腹腔麻醉大鼠(350mg/kg),將其俯臥位固定在立體定位儀上,調(diào)節(jié)門齒托的高度,使大鼠前囟?后囟處于同一水平,沿頭皮正中切一長(zhǎng)約10mm切口,用30%雙氧水腐蝕顱骨上腱膜及顱骨外膜,無(wú)菌操作暴露前囟,定位于前囟前0.2mm,中線向右旁開3mm處鉆一直徑為1mm的小孔,進(jìn)針深度為5.5mm(即尾殼核位置)?用40℃水溫浴大鼠尾巴約5min后取出擦干,乙醇消毒后,在距離大鼠尾巴末端約2～3mm處剪斷鼠尾,斷尾取血50μL,用微量進(jìn)樣器在3～4min內(nèi)緩慢注入,注血結(jié)束后留針10min后緩慢退針,局部用骨蠟封閉后縫合皮膚?所有操作均在無(wú)菌條件下進(jìn)行,術(shù)畢將大鼠放回籠中飼養(yǎng),自由活動(dòng)進(jìn)食進(jìn)水?假手術(shù)組只刺針,不向腦內(nèi)注血?

1.4 神經(jīng)功能檢測(cè) 術(shù)后24h,參照Longa評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)[2]對(duì)所有大鼠進(jìn)行神經(jīng)功能評(píng)分:無(wú)神經(jīng)功能缺損為0分;左側(cè)前爪不能完全伸展為1分;行走時(shí),大鼠身體向左側(cè)轉(zhuǎn)圈記為2分;行走時(shí),大鼠身體向左側(cè)(癱瘓側(cè))傾倒為3分;不能自發(fā)行走,有意識(shí)喪失記為4分?神經(jīng)功能評(píng)分大于1分者說(shuō)明模型制備成功納入實(shí)驗(yàn),不滿足要求者排除本實(shí)驗(yàn)?得分越高說(shuō)明神經(jīng)功能受損越嚴(yán)重?

1.5 頭顱磁共振掃描 對(duì)神經(jīng)功能檢測(cè)發(fā)現(xiàn)有功能缺損的大鼠,在腦出血模型制備24h后,進(jìn)行頭顱MRI,觀察有無(wú)形成大小一致血腫,血腫有無(wú)破入腦室及蛛網(wǎng)膜下腔?線圈設(shè)計(jì):采用4個(gè)表面線圈串聯(lián),線圈應(yīng)用串聯(lián)RLC諧振電路,根據(jù)1H在外加均勻磁場(chǎng)中進(jìn)動(dòng)拉莫爾定理,在3.0T磁共振機(jī)1H的進(jìn)動(dòng)頻率為127.74MHz,應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)分析儀測(cè)量反射系數(shù)S11為-21dB,f0為127.74MHz,△f為反射系數(shù)S11在-3dB時(shí)的帶寬,測(cè)量其空載和負(fù)載時(shí)的品質(zhì)因素Q分別為98和94?掃描序列為,軸位 T2WI:FRFSE-XL/90,TR 5000ms,TE 85ms,FOV 9.0cm×5.4cm,層厚1mm,間隔0.1mm,NEX 320/224/2?冠狀位T2WI:FRFSE-XL/90,TR 2000ms,TE 85ms,FOV 8.0cm×8.0cm,層厚1mm,間隔0.1mm,NEX 320/192/2?

1.6 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 采用SPSS17.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析?計(jì)量數(shù)據(jù)以±s表示,應(yīng)用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)進(jìn)行組間比較,P0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義?圖像處理采用efilm圖像處理軟件?

2 結(jié) 果

2.1 神經(jīng)行為學(xué)檢測(cè) 術(shù)前所有大鼠神經(jīng)功能評(píng)分正常,術(shù)后24h,模型組所有大鼠神經(jīng)行為學(xué)評(píng)分明顯增高,均達(dá)到Longa評(píng)分方法判斷大鼠腦出血模型制作成功的標(biāo)準(zhǔn),見表1?

表1 神經(jīng)功能評(píng)分比較(±s)

表1 神經(jīng)功能評(píng)分比較(±s)

*:P 0.01,與術(shù)前比較?

組別 n Longa 評(píng)分方法模型組術(shù)前30 0模型組術(shù)后 30 1.97±0.67*

2.2 頭顱MRI 對(duì)經(jīng)過(guò)神經(jīng)功能評(píng)分,達(dá)到入選標(biāo)準(zhǔn)的30只大鼠以及假手術(shù)組大鼠進(jìn)行頭顱MRI顯示,頭顱MRI機(jī)結(jié)合串聯(lián)線圈可清楚地分辨灰質(zhì)及白質(zhì)結(jié)構(gòu),顯示腦室的結(jié)構(gòu)及顱內(nèi)血腫的大小?假手術(shù)組大鼠顱內(nèi)無(wú)異常信號(hào),模型組發(fā)現(xiàn)有20只大鼠在右側(cè)基底節(jié)區(qū)形成大小一致的血腫,另外10只大鼠血液反流入皮質(zhì)?破入腦室或蛛網(wǎng)膜下腔,沒(méi)有形成大小一致血腫?見圖1?

圖1 大鼠腦出血模型MRI結(jié)果(冠狀面與軸面T2WI圖像,俯臥位掃描)

3 討 論

出血性中風(fēng)是臨床常見的神經(jīng)系統(tǒng)疾病,其較高的致死率和致殘率仍是神經(jīng)科學(xué)亟待攻克的難題?有關(guān)腦出血組織學(xué)和病理生理學(xué)的研究越來(lái)越深入,目前,用于研究腦出血組織學(xué)和病理生理學(xué)過(guò)程時(shí)的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物以大鼠最為常用,常用的實(shí)驗(yàn)性腦出血模型有以下4種:(1)自發(fā)性腦出血模型;(2)微球囊充脹腦出血模型;(3)膠原酶誘導(dǎo)法;(4)自體血立體定向注入的血腫制備方法?其中,自體血注入法應(yīng)用了非肝素化自體血,較接近人類腦出血,適合研究腦出血的自然過(guò)程和病理形態(tài)學(xué)特點(diǎn),更好地觀察凝固過(guò)程中各種因子對(duì)腦組織代謝和血流的影響,從而為臨床治療提供依據(jù)?但自體血注入方法用于大鼠時(shí)的重復(fù)性差,并且注血量?血腫大小與部位難以掌握,其原因主要是注血速度稍快,血流往往順針道溢出,進(jìn)入蛛網(wǎng)膜下腔和硬腦膜下腔,且易破入腦室[3]?在本研究中,本組發(fā)現(xiàn)自體血注入方法制作模型時(shí),30只經(jīng)神經(jīng)行為學(xué)檢測(cè)判斷為模型制作成功的大鼠,經(jīng)頭顱MRI顯示只有20只大鼠在右側(cè)基底節(jié)區(qū)形成大小一致的血腫,其余10只大鼠血液破入腦室?蛛網(wǎng)膜下腔和硬腦膜下腔,形成的血腫大小不等?這與操作者的熟練程度,采血?注血的時(shí)間,注血的部位?大鼠個(gè)體差異?儀器設(shè)備等有關(guān),任何一個(gè)環(huán)節(jié)的問(wèn)題均可導(dǎo)致模型制作的失敗,有些是可以克服的,有些是無(wú)法避免的,因此,要判斷制作的大鼠腦出血模型是否成功(即形成的血腫大小是否一致?部位是否相同?有沒(méi)有破入腦室及蛛網(wǎng)膜下腔),就必須要有可靠的檢測(cè)方法?

以往,用神經(jīng)行為學(xué)檢測(cè)來(lái)判斷大鼠腦出血后神經(jīng)功能缺損,同時(shí)用于判斷大鼠腦出血模型是否成功,如Longa[2]評(píng)分方法?Corner Turnt試驗(yàn)[4]?Narrow-Alley Corner試驗(yàn)[5]等方法?本研究中,用Longa評(píng)分方法進(jìn)行檢測(cè),發(fā)現(xiàn)所有模型組大鼠均有神經(jīng)功能缺損表現(xiàn),按照評(píng)分標(biāo)準(zhǔn),說(shuō)明腦出血模型是成功的,可以進(jìn)行下一步相關(guān)研究,如測(cè)定腦含水量?免疫學(xué)檢測(cè)?酶學(xué)方面?組織學(xué)方面等實(shí)驗(yàn)?但是,經(jīng)過(guò)MRI發(fā)現(xiàn),30只大鼠中,只有20只大鼠(占66.67%)在右側(cè)基底節(jié)區(qū)形成了大小一致的血腫,這說(shuō)明神經(jīng)功能評(píng)分雖能判斷有無(wú)神經(jīng)功能缺損,但是用來(lái)判斷腦出血模型是否成功具有不確定性,利用這些大鼠得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可靠性差,這就需要一種穩(wěn)定?可靠的檢測(cè)方法來(lái)幫助判斷腦出血模型是否成功?

大鼠模型MRI的研究常應(yīng)用檢查人體的各種線圈進(jìn)行掃描,這些線圈均得不到很清晰的圖像[6-7],因大鼠的各器官組織體積小,用掃描人體線圈掃描大鼠,成像的難度大,無(wú)法清楚顯示內(nèi)部結(jié)構(gòu),圖像模糊?張海琴等[8]應(yīng)用3.0T臨床 MRI設(shè)備及正交腕關(guān)節(jié)線圈可以獲得大鼠腦和脊髓高質(zhì)量MRI圖像,但掃描時(shí)間長(zhǎng),并需要用工作站進(jìn)行圖像后處理?MRI的質(zhì)量主要看圖像信噪比(signal to noise ratio,SNR),在 MR機(jī)不變的情況下,主要影響因素為射頻線圈的性能?王秀彬等[9]研究結(jié)果顯示,串聯(lián)線圈的SNR比SNR最好的膝關(guān)節(jié)線圈高出6倍以上?本研究用3.0TMR機(jī),結(jié)合研制的串聯(lián)線圈對(duì)大鼠腦組織進(jìn)行掃描發(fā)現(xiàn),大鼠腦出血模型的T2WI能清楚地分辨灰質(zhì)和白質(zhì),很好地顯示腦室的結(jié)構(gòu)和血腫的位置及大小,準(zhǔn)確判斷大鼠腦出血模型制作是否成功,得出的結(jié)果直觀?可靠,克服了以往神經(jīng)行為學(xué)檢測(cè)方法的不確定性?人為干擾因素大等缺點(diǎn)?

應(yīng)用臨床型MRI機(jī)結(jié)合研制的串聯(lián)線圈能夠得到清晰?分辨率高和對(duì)比度好的圖像,能直觀地判斷制作的大鼠腦出血模型是否成功,而且,還可以進(jìn)一步進(jìn)行大鼠腦出血藥物治療后血腫和水腫的演變等方面的研究?

[1] Rosenberg GA,Mun-Bryce S,Wesley M,et al.Collagenase-induced intracerebral hemorrhage in rats[J].Stroke,1990,21(5):801-807.

[2] Longa EZ,Weinstein PR,Carlson S,et al.Reversible middle cerebral artery occlusion without cramectomy in rats[J].Stroke,1989,20(1):84-91.

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Preliminary study of MR imaging in making intracerebral hemorrhagemodelofrats

,,,,
(1.,,,222200,;
2.,,,,226001,)

ObjectiveTo investigate the application of MR imaging in making the intracerebral hemorrhage(ICH)model of rats.MethodsThe ICH model was established by infusing autologous blood 50μl into the right caudate nucleus in rats.At 24hafter operation,the behavioral tests were tested,and then MR scanning was performed on the self-made aqueous solution phantom with the series coil.The reliability of the twoMethodswas compared for the evaluation of the success of the rat ICH model.Results30rats showed significant neurological deficits in the behavioral tests were judged as the successful models.MR scanning showed that the blood of 10rats was broken into the ventricles or subarachnoid,the same size of hematoma was seen in the basal ganglia of the other 20rats.ConclusionThe high quality MR images can be obtained by 3.0TMR combined with series coils.MR imaging can be used as a method judging the success of the rat ICH model.

magnetic resonance imaging;cerebral hemorrhage;rats;neurological behavior

10.3969/j.issn.1671-8348.2012.16.017

A

1671-8348(2012)16-1607-02

2011-11-08

2011-12-27)

?經(jīng)驗(yàn)交流?