磁共振成像在犬脊髓神經(jīng)根損傷模型診斷中的應(yīng)用

陳曉麗 ， 李少川 ， 石達友

(華南農(nóng)業(yè)大學(xué)獸醫(yī)學(xué)院 ， 廣東 廣州 510642)

目前，對成年哺乳動物脊髓損傷導(dǎo)致的永久性功能缺陷問題，尚無有效的治療方法[1]。有關(guān)脊髓損傷臨床診斷、病情發(fā)展和預(yù)后情況等問題，目前尚未完全清晰，通過制造脊髓神經(jīng)根損傷動物模型開展上述問題的研究工作具有重要意義。有研究表明，將球囊導(dǎo)管插入犬椎間孔硬膜外腔，以1.5 mL 的體積壓迫10 min，會引起犬不可逆的截癱[2]。本試驗通過植入壓迫方法，對比格犬進行半椎板切除術(shù)后用導(dǎo)尿管探入壓迫脊髓神經(jīng)根，最終造成比格犬永久性脊髓神經(jīng)根損傷模型。核磁共振影像(Magnetic resonance imaging,MRI)對脊柱脊髓損傷的診斷具有特征性，是所有影像診斷中最佳選擇方法[3]。本研究采用MRI技術(shù)分析比較犬脊髓神經(jīng)根損傷模型不同時期的脊髓影像學(xué)表現(xiàn)，為臨床中犬脊髓損傷的MRI影像學(xué)診斷提供參考。

1 材料與方法

1.1 實驗動物 16只1.5歲體重為(10±1)kg的比格犬，購自肇慶比格犬動物實驗中心，定期驅(qū)蟲，注射疫苗，雌雄各半。隨機分為對照組(4只)、脊髓損傷模型組(12只)。

1.2 儀器和藥品 阿托品注射液(批準文號：獸藥字041032742)；止血海綿(?？瞪t(yī)療)；丙泊酚(批準文號：獸藥字191377031)；異氟烷(批準文號：獸藥字101357015)。6 Fr硅膠雙腔導(dǎo)尿管球囊；骨科空心電鉆(天津希翼有限公司)；骨科手術(shù)器械和常規(guī)軟組織器械包本實驗室自備；動物麻醉機(北京金新斯盛遠科技有限公司)；電動吸引器(江蘇富林醫(yī)療設(shè)備有限公司)。

1.3 方法

1.3.1 造模前準備 手術(shù)前1周觀察比格犬的食欲、精神狀態(tài)、排便等生理情況，檢查實驗犬四肢的本位反射、膝反射、疼痛反應(yīng)和運動情況均正常。術(shù)前12 h禁食，8 h禁水。

1.3.2 犬脊髓損傷模型建立 以第13胸椎(T13)和第2腰椎(L2)為中心備皮，將丙泊酚4 mg/(kg·bw)緩慢注入犬的前肢靜脈，誘導(dǎo)麻醉后插管連接呼吸麻醉機。用碘伏和酒精消毒T13和L2關(guān)節(jié)處后，用2支5 mL的注射器針頭分別定位在T13和L2關(guān)節(jié)處，迅速將麻醉后的犬帶到X線室拍攝側(cè)位X 線片，確定定位準確無誤后準備開始手術(shù)，如中插彩版圖1、2所示。

圖1 比格犬手術(shù)通路定位Fig.1 Location of surgical access in beagle dogs

圖2 比格犬手術(shù)通路定位X線片F(xiàn)ig. 2 Surgical access localization in beagle dogs by X-ray

本試驗?zāi)Ｐ椭饕抢猛獠抗ぞ咧踩雺浩鹊姆椒ㄖ圃毂雀癯扇顾枭窠?jīng)根損傷模型，向雙腔導(dǎo)尿管球囊內(nèi)注入5 mL生理鹽水，壓迫時間是10 min。是在王雪喬等[4]模擬的椎間盤脫出引起急性重度持續(xù)性壓迫法與葉春欣[5]模擬的犬持久性脊髓損傷模型使用的脊髓球囊壓迫法的基礎(chǔ)上，加以改進的脊髓神經(jīng)根癱瘓模型造模法。手術(shù)嚴格按照無菌操作進行，手術(shù)通路定位在第13胸椎至第 2 腰椎(T13～L2)棘突左側(cè)旁，做3～5 cm切口，將6 Fr雙腔導(dǎo)尿管沿硬膜向后伸至L2～L3的椎管內(nèi)，向內(nèi)緩慢注入5 mL生理鹽水，使其膨脹對背根神經(jīng)節(jié)產(chǎn)生機械性的壓力。生理鹽水注入完成壓迫10 min后將導(dǎo)尿管氣囊中水抽走，拔出導(dǎo)尿管，進行分層縫合，縫合后用碘伏對創(chuàng)口進行消毒。

1.3.3 犬脊髓損傷模型評分 在造模前 1 天和造模后第 1、3、7、14、21、28 天共 7 個時間點對犬進行行為運動功能的評分，每個時間點每只犬測試 3 次，每次測試 5 min，2人記錄，以減少評分的主觀誤差，取平均值。評分方法是根據(jù)Faden等[6]的 8 點分級法和Behrmann等[7]的5點分級法加以改進，見表1。

表1 后肢運動評分Table 1 Hind limb movement scores

1.3.4 脊髓MRI觀察 MRI在脊髓損傷的診治中具有重要的意義，對指導(dǎo)創(chuàng)傷性脊髓空洞癥的治療也有重要的價值[8]。采用0.35 T永磁型MRI診斷儀，胸腰椎線圈，常規(guī)行自旋回波(SE)序列；T1WI矢狀位成像，TR為320 ms，TE為14 ms，T1WI軸位成像，TR為310 ms，TE為14 ms；快速自旋回波(FSE)序列；T2WI矢狀位成像，TR為3 200 ms，TE為120 ms。矢狀T1像和T2像均為3 mm層厚。在造模前1 天和造模后的第1、3、7、14、28、44 天，將每組比格犬送到廣州泰洋動物醫(yī)院進行MRI檢測，觀察脊髓的結(jié)構(gòu)變化。

2 結(jié)果

2.1 臨床體征與評分 造模后，比格犬表現(xiàn)為本體反射缺失，兩后肢拖地行走，呈現(xiàn)癱瘓狀態(tài)。有研究表明，脊髓本身的損傷、神經(jīng)結(jié)構(gòu)的破壞以及繼發(fā)的病理改變均與脊髓中樞興奮性過高相關(guān)[9]。術(shù)后模型犬體溫略高，有關(guān)脊髓損傷患者體溫與電解質(zhì)變化的關(guān)系的研究結(jié)果表明，脊髓損傷體溫的發(fā)熱與血鈉、氯、鈣水平有關(guān)[10]。在第 7 天評分發(fā)現(xiàn)，僅有 2 只處于 1 分無自發(fā)運動，夾后肢有逃避反應(yīng)，其余均在0分，無自發(fā)運動，夾壓后肢也無反應(yīng)。在第 14 天后評分發(fā)現(xiàn)，全部犬均 0 分，無自發(fā)運動，夾壓后肢也無反應(yīng)。

2.2 MRI檢測 結(jié)果見中插彩版圖3。結(jié)果顯示：7 d內(nèi)，每只造模比格犬脊髓損傷處T2均表現(xiàn)為高信號顯影，提示損傷處充血、水腫；第14天，T2信號變低，水腫有所緩解；第28天，T2信號顯影變淡，水腫消失，有4只出現(xiàn)脊髓空洞現(xiàn)象，提示脊髓液化；第44天，共有10只出現(xiàn)脊髓空洞現(xiàn)象，提示脊髓液化，無恢復(fù)現(xiàn)象。

3 討論

目前，創(chuàng)傷性脊髓損傷對患者的身體健康具有毀滅性，在病理生理上，最初的機械性創(chuàng)傷會滲透神經(jīng)元和神經(jīng)膠質(zhì)，繼而在接下來的幾周內(nèi)導(dǎo)致進行性細胞死亡和脊髓損傷[11]。本試驗通過模仿人類突發(fā)性截癱、高空墜落和車禍等意外引起的脊柱骨折與導(dǎo)致的急性脊髓損傷，利用外部植入壓迫方法，對比格犬進行半椎板切除術(shù)后用導(dǎo)尿管探入壓迫神經(jīng)根，壓迫量為 5 mL，壓迫時間是 10 min，最終造成比格犬脊髓神經(jīng)根損傷模型。半椎板切除術(shù)在臨床上較為常用[2]，可將脊髓周圍組織的損傷降低，也方便對脊髓所處的狀態(tài)進行客觀評價。在臨床上，球囊壓迫法常被用于鼻竇、靜脈、食道等器官狹窄的輔助治療,操作簡單、穩(wěn)定性強，且能實現(xiàn)不同程度的壓迫[12]。本試驗將半椎板切除術(shù)與球囊壓迫法結(jié)合在一起，進一步加以改進，通過控制壓迫用量、壓迫時間，建立最高程度的急性脊髓神經(jīng)根損傷模型犬。

核磁共振成像技術(shù)可以對神經(jīng)、血管、淋巴管、肌肉、結(jié)締組織的腫瘤、感染、變性病變等進行準確的定位、定性的診斷[13]。MRI可在微結(jié)構(gòu)水平上跟蹤神經(jīng)元的變化，在脊髓損傷后采用常規(guī) MRI 診斷有助于預(yù)測臨床結(jié)局[14]。有研究表明，用 MRI 作為脊髓損傷檢測方法更為敏感，其檢測結(jié)果能夠區(qū)分創(chuàng)傷性和非創(chuàng)傷性脊髓損傷[15]。利用核磁共振成像技術(shù)進行活體組織檢查、病理分析以及醫(yī)療診斷等，已經(jīng)成為現(xiàn)代醫(yī)學(xué)常見的影像檢查方式[16]。本試驗采用 0.35 T 永磁型 MRI 診斷儀，胸腰椎線圈，常規(guī)行自旋回波(SE)序列；T1WI矢狀位成像，TR 為 320 ms，TE為 14 ms，T1WI軸位成像，TR為310 ms，TE為14 ms；快速自旋回波(FSE)序列；T2WI 矢狀位成像，TR為3 200 ms，TE為120 ms。矢狀T1像和T2像均為3 mm 層厚。對脊髓損傷模型進行掃描，獲得了不同時期脊髓損傷模型犬MRI圖像，結(jié)果顯示：7 d內(nèi)，每只造模比格犬脊髓損傷處 T2 均表現(xiàn)為高信號顯影，提示損傷處出血、水腫。T2信號增加是脊髓損傷后的常見現(xiàn)象，與完全損傷和早期異位骨化有關(guān)[17]；第14天，T2信號顯影變淡，水腫有所緩解；第28天，T2信號顯影變淡，水腫消失，有4只出現(xiàn)脊髓空洞現(xiàn)象，提示脊髓液化；第44天，共有10只出現(xiàn)脊髓空洞現(xiàn)象。不同時期MRI影像特征對比臨床癥狀及改良評分具有一致性，說明MRI在犬脊髓損傷的影像診斷中具有重要的意義。