播散性皮层抑制猫脑模型及MRI成像平面的研究

・５Ｏ・　长江大学学报（自然科学版）　２００９年３月第６卷第１期：医学　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｙａｎｇｔｚｅ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（Ｎａｔ　Ｓｃｉ　Ｅｄｉｔ）　Ｍａｒ．２００９，Ｖｏ１．６　Ｎｏ．１：Ｍｅｄｉｃｉｎｅ　ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７３—１４０９（Ｒ）．２００９．０１．０２２　播散性皮层抑制猫脑模型及ＭＲＩ成像平面的研究　任伯绪，蔡新宇，黄劲柏　（长江大学医学院，湖北荆州４３４０２３）　陈昌毅，雷红卫　（长江大学附属第一医院荆州市第一人民医院放射科，湖北ＮＹＪ￣Ｎ　４３４０００）　［摘要］目的：建立播散性皮层抑制的猫脑模型，寻找合适的ＭＲＩ成像平面。方法：雌猫６只，双侧额窦　开颅并充填以琼脂糖凝胶，双侧上侧裂回上方开颅，以备注入氯化钾凝胶。ＭＲＩ检查行垂直相交的高分　辨力横断面、矢状面及冠状面Ｔ　ｗＩ，研究各方位图像显示脑回的解剖特点，然后分别行静患期、氯化钾　刺激期ｆＭＲＩ检查。结果：双侧额窦均充填良好；横断面图像仅能显示嘴尾侧走行脑回的一个断面；矢状　面不能显示相邻脑回间的关系；包括双侧上侧裂回和边缘回的冠状面图像既能显示脑回的长轴，又能显　示相邻脑回的关系，且能提供对侧大脑半球作为对照。ｆＭＲＩ显示氯化钾刺激区上侧裂回及邻近边缘回脑　皮层可见脑功能激活区者５例，并播及到同侧边缘回后部。结论：双侧额窦充填能改善图像质量；上侧裂　回是研究播散性皮层抑制最合适的皮层结构；包括双侧上侧裂回和边缘回的冠状面是磁共振功能成像研　究播散性皮层抑制的理想成像层面　［关键词］播散性皮层抑制；磁共振成像；猫；解剖　［中图分类号］Ｒ８１４．４２　［文献标识码］Ａ　［文章编号］１６７３—１４０９（２００９）Ｏ１一ＲＯ５Ｏ一０４　目前研究认为，播散性皮层抑制（ｓｐｒｅａｄｉｎｇ　ｃｏｒｔｉｃａｌ　ｄｅｐｒｅｓｓｉｏｎ，ＳＣＤ）是人类许多疾病的基础ｎ］。　虽然在所有种类的动物均检测出ＳＣＤ，但是在人类ＳＣＤ的存在与否仍有争议［２］。在临床上不能清楚地　检测出这种现象可能是由于人脑解剖复杂，具有多脑回结构，因此选用多脑回动物猫为动物模型可能更　有助于人类ＳＣＤ的研究　］。但国内目前缺乏ＳＣＤ猫脑模型的制作方案，也没有多脑回动物进行磁共振　成像（ｍａｇｎｅｔｉｃ　ｒｅｓｏｎａｎｃｅ　ｉｍａｇｉｎｇ，ＭＲＩ）的完整方案。本研究旨在建立播散性皮层抑制的猫脑模型，　并通过对猫脑断面解剖图像的分析，寻找研究ＳＣＤ的合适磁共振成像平面。　１材料与方法　１．１　动物与试剂　成年雌性家猫６只，体质量３．Ｏ～３．５ｋｇ，由长江大学医学实验动物中心提供。氯化　钾粉剂（分析纯，上海绿源精细化工厂）。琼脂糖粉剂（美国Ｃａｍｂｒｅｘ公司）。　１．２方法　１．２．１　氯化钾诱导ＳＣＤ猫脑模型的制备氯胺酮（２５ｍｇ／ｋｇ）与　氯丙嗪（１０ｍｇ／ｋｇ）复合肌注麻醉。猫头取俯卧位安全固定于自　制立体定向仪，自制开口器分离上、下牙床，保持气道通畅，自　制温水袋使猫直肠测温维持在３８．５℃～３９．０℃。参照Ｂｒａｄｌｅｙ　等　的方法加以改进，具体为：分别在两侧额窦上方开颅，额窦　充填以琼脂糖凝胶（２　琼脂糖）。双侧上侧裂回上方前囟后５ｍｍ　旁开５ｍｍ开颅，剪开硬膜，暴露双侧上侧裂回脑表面，并以矿物　油封口（见图１）。开颅术呈“ｂ”型，并沿“ｂ”的干引入固定于　颅骨的导管达脑表面，使导管与脑表面呈较小的角度。含于琼脂糖　凝胶之中的氯化钾（３００ｍｍｏｌ／Ｌ）和生理盐水通过导管引入脑表面　图１　ＳＣＤ猫脑模型的手术野　局部，传送导管头端以矿物油充填。　［收稿日期］２００９—０３—０４　［基金项目］湖北省卫生厅科研基金项目（ＪＸ３Ｂ７３）　［作者简介］任伯绪（１９６２一），男，湖北仙桃人，教授，硕士生导师，从事医学影像教学与研究工作。　第６卷第１期：医学　任伯绪等：播散性皮层抑制猫脑模型及ＭＲＩ成像平面的研究　１．２．２磁共振检查　采用Ｓｉｅｍｅｎｓ　Ｖｉｓｉｏｎ　１．５Ｔ超导型ＭＲ扫描仪，直径１０ｃｍ表面线圈。猫头颅固定　置于磁场中央，首先行常规矢状、横断及冠状面扫描，检查额窦充填效果。解剖图像扫描包括垂直相交　的横轴、矢状及冠状面高分辨力Ｔ　ｗＩ（ＴＲ　９．７ｍｓ，ＴＥ　４ｍｓ，ＦＯＶ　２００ｍｍ）。磁共振功能成像（ｆｕｎｃ—　ｔｉｏｎａｌ　ｍａｇｎｅｔｉｃ　ｒｅｓｏｎａｎｃｅ　ｉｍａｇｉｎｇ，ｆＭＲＩ）采用快速小角度激发序列（ｆａｓｔ　ｌｏｗ—ａｎｇｌｅ　ｓｈｏｔ，ＦＬＡＳＨ）　（９０／５６ｍｓ，ＴＲ／ＴＥ；ｆｌｉｐ　ａｎｇｌｅ，４０。；ｓｌｉｃｅ　ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ，４ｍｍ），分别行静息期、氯化钾刺激期扫描。ｆＭ－　ＲＩ数据以ＡＦＮＩ软件进行后处理。　２　结　果　２．１　双侧额窦充填状况　６只猫双侧额窦均完全填充，填充之琼脂糖凝胶信号均匀，质地细腻（见图　２，图３）。与脑灰质相比，凝胶Ｔ　ｗＩ及Ｔ。ｗＩ均呈较低信号，而与颈部肌肉相比，Ｔ　ｗＩ近似呈等信　号，Ｔ。ＷＩ呈稍高信号。注入的氯化钾凝胶局限于上侧裂回脑表面，Ｔ　ｗＩ呈明显高信号（见图４）。　２．２磁共振断面图像结果　２．２．１　横断面图像横断面图像清楚地分辨出多个脑回及相间的脑沟，灰白质对比良好。边缘回位于　背侧中央，最为表浅，向外依次为上侧裂回与外侧裂回。上侧裂回相对偏外，位置仍较表浅。而外侧裂　回位置外下，且位于粗大的颞肌深面。在相邻的脑回间，脑灰质仍相连续。每个横断面图像显示相邻脑　回间的关系清楚，但仅能显示沿嘴尾侧走行脑回的一个断面的有限一部分灰质。见图５。　图２矢状面３＂１ＷＩ额窦未充填琼脂糖凝胶　图３冠状面１＂２Ｗｌ额窦为琼脂糖凝胶完全充填　图４冠状面Ｔ１ＷＩ左侧氯化钾凝胶局限于上侧裂回脑表面　图５横断面ＴｌｗＩ示沿嘴尾侧走行的脑回断面　２．２．２　矢状面图像矢状面图像可显示嘴尾侧走行的脑回长轴位图像，它显示边缘回和上侧裂回更加　完整，　但只能提供一个脑回的一个图像，而不能包括几个脑回。见图６。　２．２．３　冠状面图像在脑顶部层面，只见两条平行的脑回完全彼此分开，为边缘回。在其下方层面，　长江大学学报（自然科学版）　２００９年３月　可见四条平行的脑回，内侧为边缘回，外侧为上侧裂回，两侧半球间为大脑纵裂分开，两脑回沿嘴尾侧　方向显示为长条状，问为脑沟分隔，但其间脑灰质仍相连续，该层面主要为脑灰质结构，脑回中央有少　量白质（见图７）。再往下层面，可见形态不甚规则之外侧裂回，但各脑回间分界已不十分清楚，只能　显示上侧裂回下部的一小部分。　图６矢状面Ｔ１Ｗｌ示嘴尾侧走行脑回的长轴位图像　图７双侧边缘回与上侧裂回的冠状面Ｔ１Ｗｌ两脑回图像　２．３　ｆＭＲＩ结果　氯化钾刺激局部之上侧裂回及邻近边缘回脑皮层，６只猫中有５只可见脑功能激活　区，激活区跨过脑沟连成一片，同侧边缘回后部亦可见激活区，对侧大脑半球均无脑激活区。　３讨　论　３．１　ＳＣＤ　ＳＣＤ最早被描述为大脑皮质对有害刺激作出的一种总和性反应，表现为皮质稳定性电位负　性漂移及自发性皮层电活动抑制，以自发或诱发神经元活动消失、突发大的细胞外电位负性漂移、神经　元及神经胶质膜电位完全或近乎完全消失、细胞内外离子再分布为特征。动物实验研究表明，ＳＣＤ呈　一种波样现象，通常是多个，起始于刺激部位，能沿大脑皮层传播。近年的研究表明，ＳＣＤ不仅与脑　缺血、偏头痛、癫痫、颅脑创伤、脑膜炎等疾患有关，而且可影响睡眠类型等生理过程及电针刺激等治　疗过程　］。甚至有人认为，局灶性脑缺血／再灌注时，梗塞周边区ＳＣＤ的反复发作，在缺血半暗带神经　元损害、缺血中心区扩大的过程中可能发挥着重要的作用，缺血诱导的ＳＣＤ发作可能是导致缺血神经　元损害及坏死的关键环节之一｜６］。ＳＣＤ的研究方法多种多样，其中ＭＲＩ既能提供高分辨力的解剖定　位，还能进行动态功能成像，具有高时间、空间分辨力，非侵入性的成像方法能被用以连续调查脑皮层　活动，在ＳＣＤ的研究中占有重要地位。　３．２模型动物的选择及制备虽然目前在所有被研究的动物脑皮层都能观察到ＳＣＤ现象，然而在人类　却只有少量零星报道。有人认为这是由于人脑复杂的多脑回结构限制了ＳＣＤ的传播　］。目前，对ＳＣＤ　的研究主要还集中在动物实验阶段，因此，选用合适的动物模型十分重要。以往的ＳＣＤ研究报道多在　鼠脑等无脑回动物，但这与多脑回类的动物有所区别。在无脑回动物，ＳＣＤ以一个恒定的速度不受限　制地沿脑皮层表面播散。而在多脑回动物，可能是受脑沟边界的影响，ＳＣＤ的传播速度和受影响的脑　皮层面积与无脑回动物存在差异。选择多脑回动物主要是基于以下几种原因：①ＳＣＤ虽易在无脑回动　物脑诱发，但不如在多脑回动物复杂，远离人类真实情况；②氟烷麻醉时ＳＣＤ的传播表现出明显的种　族差异；③在解剖上，多脑回动物皮层胶质细胞与神经细胞的比率与脑大小成比例，脑皮层很易区分出　灰质与白质（如在人和猫脑），与无脑回动物不同，而胶质细胞对ＳＣＤ具有一定的调节作用。本研究选　用猫作为动物模型，主要是由于其多脑回的结构特征与人类折叠的大脑皮层相似。且猫的头盖骨和脑具　有一定的形态特征，对去脑实验和其它外科手术耐受力也强。猫的反射机能也与人近似，实验效果较无　脑回动物更接近于人类，是研究ＳＣＤ的理想动物模型。　实验动物由于脑体积小，且开颅后形成空气组织界面，磁共振功能成像时的图像变形及噪声一直是　一个难以克服的困难。本研究在这方面进行了一些有益的改进：在双侧额窦充填以琼脂糖凝胶以减少脑　第６卷第１期：医学　任伯绪等：播散性皮层抑制猫脑模型及ＭＲＩ成像平面的研究　组织与相邻组织磁敏感效应，从图３可以看出，额窦充填后信号均匀，图像质量明显改善；然后在开颅　的脑表面及导管的头端均充填以矿物油，不仅可防止氯化钾泄漏到脑表面，而且可有效消除空气脑组织　界面。在上侧裂回上方注入氯化钾凝胶后，氯化钾局限于上侧裂回脑表面，呈小团状高信号，可以产生　局部刺激，产生稳定的ＳＣＤ波，形成稳定的ＳＣＤ猫脑模型。　３．３　ＳＣＤＭＲＩ成像平面的选择　高分辨力矢状面、横断面及冠状面磁共振图像提供了详细的猫脑断面　解剖。图５横断面图像虽显示了相邻的脑回间灰质的连续性，但却只能显示沿嘴尾侧走行脑回的一个断　面，因而只能检测ＳＣＤ在相邻脑回间的播散，而不能分析ＳＣＤ沿脑回长轴的传播。图６矢状面图像显　示嘴尾侧走行的脑回长轴更加完整，但只能提供一个脑回的一个图像，而不能包括几个脑回，因此只容　许在给定层面研究单脑回长轴的ＳＣＤ传播，而不能研究在相邻脑回间的播散，也不能和对侧对照。图　７显示的包括双侧边缘回和上侧裂回的冠状面Ｔ　ＷＩ上，脑回沿长轴显示较长，两侧边缘回为大脑半球　所分隔，边缘回外侧为上侧裂回。那么在此层面，既可研究在上侧裂回激发的ＳＣＤ沿脑回长轴传播，　亦可分析ＳＣＤ在相邻脑回间的播散，以及允许对侧大脑半球作为组内对照，这个平面的成像也提供了　相对均质性的图像，使脑回有清楚的分界，可使以后的功能图像叠加于解剖图像上时显得更为便利，故　为研究ＳＣＤ的理想成像层面。在其以下平面，只能显示上侧裂回下部的一小部分，不能包括在外侧裂　回刺激产生ＳＣＤ的原发部位。　．　［参考文献］　Ｅ　１３　Ｓｔｒｏｎｇ　ＡＪ，Ｄａｒｄｉｓ　Ｒ．Ｄｅｐｏｌａｒｉｓａｔｉｏｎ　ｐｈｅｎｏｍｅｎａ　ｉｎ　ｔｒａｕｍａｔｉｃ　ａｎｄ　ｉｓｃｈａｅｍｉｃ　ｂｒａｉｎ　ｉｎｊｕｒｙ　ＥＪ］．Ａｄｖ　Ｔｅｃｈ　Ｓｔａｎｄ　Ｎｅｕｒｏｓｕｒｇ，２００５，３０：　３—９．　Ｅ２］Ｈａｄｊｉｋｈａｎｉ　Ｎ，Ｓａｎｃｈｅｚ　Ｄｅｌ　Ｒｉｏ　Ｍ，Ｗｕ　Ｏ，ｅｔ　ａ１．Ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ　ｏｆ　ｍｉｇｒａｉｎｅ　ａｕｒａ　ｒｅｖｅａｌｅｄ　ｂｙ　ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ　ＭＲＩ　ｉｎ　ｈｕｍａｎ　ｖｉｓｕａｌ　ｃｏｒｔｅｘ　［Ｊ］．Ｐｒｏｃ　Ｎａｔｌ　Ａｃａｄ　Ｓｃｉ　Ｕ　Ｓ　Ａ，２００１，９８：４６８７—４６９５．　Ｅ３３　Ｎｅｔｓｉｒｉ　Ｃ，Ｂｒａｄｌｅｙ　ＤＰ，Ｔａｋｅｄａ　Ｔ，ｅｔ　ａ１．Ａ　ｄｅｌａｙｅｄ　ｃｌａｓｓ　ｏｆ　ＢＯＬＤ　ｗａｖｅｆｏｒｍｓ　ａｓｓｏｃｉａｔｅｄ　ｗｉｔｈ　ｓｐｒｅａｄｉｎｇ　ｄｅｐｒｅｓｓｉｏｎ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｆｅｌｉｎｅ　ｃｅｒｅ—　ｂｒａｌ　ｃｏｒｔｅｘ　ｃａｎ　ｂｅ　ｄｅｔｅｃｔｅｄ　ａｎｄ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｅｄ　ｕｓｉｎｇ　ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ　ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ　ａｎａｌｙｓｉｓ（ＩＣＡ）口］．Ｍａｇｎ　Ｒｅｓｏｎ　Ｉｍａｇｉｎｇ，２００３，２１：１０９７—　１０９９．　［４］Ｂｒａｄｌｅｙ　ＤＰ，Ｓｍｉｔｈ　ＭＩ，Ｎｅｔｓｉｒｉ　Ｃ，ｅｔ　ａ１．Ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ－ｗｅｉｇｈｔｅｄ　ＭＲＩ　ｕｓｅｄ　ｔｏ　ｄｅｔｅｃｔ　ｉｎ　ｖｉｖｏ　ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｃｏｒｔｉｃａｌ　ｓｐｒｅａｄｉｎｇ　ｄｅｐｒｅｓｓｉｏｎ：　ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ　ｏｆ　ｓｕｍａｔｒｉｐｔａｎ　ａｎｄ　ｔｏｎａｂｅｒｓａｔ［Ｊ］．Ｅｘｐ　Ｎｅｕｒｏｌ，２００１，１７２：３４２—３４９．　Ｅ５３　Ｆｒｅｇｎｉ　Ｆ，Ｍｏｎｔｅ－Ｓｉｌｖａ　ＫＫ，Ｏｌｉｖｅｉｒａ　ＭＢ，ｅｔ　ａ１．Ｌａｓｔｉｎｇ　ａｃｃｅｌｅｒａｔｉｖｅ　ｅｆｆｅｃｔｓ　ｏｆ　１　Ｈｚ　ａｎｄ　２０　Ｈｚ　ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ　ｓｔｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｏｎ　ｃｏｒｔｉｃａｌ　ｓｐｒｅａ—　ｄｉｎｇ　ｄｅｐｒｅｓｓｉｏｎ：ｒｅｌｅｖａｎｃｅ　ｆｏｒ　ｃｌｉｎｉｃａｌ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ　ｏｆ　ｂｒａｉｎ　ｓｔｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ＥＪ］．Ｅｕｒ　Ｊ　Ｎｅｕｒｏｓｃｉ，２００５，２１：２２７８—２２８２．　Ｉ－６］Ｕｍｅｇａｋｉ　Ｍ，Ｓａｎａｄａ　Ｙ，Ｗａｅｒｚｅｇｇｅｒｓ　Ｙ，ｅｔ　ａ１．Ｐｅｒｉ—ｉｎｆａｒｃｔ　ｄｅｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎｓ　ｒｅｖｅａｌ　ｐｅｎｕｍｂｒａ—ｌｉｋｅ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ　ｉｎ　ｓｔｒｉａｔｕｍ　ＥＪ］．Ｊ　Ｎｅｕ—　ｒｏｓｅｉ，２００５，２５：Ｉ３８７－１３９３．　［７３　Ｓｍｉｔｈ　ＪＭ，Ｊａｍｅｓ　ＭＦ，Ｂｏｃｋｈｏｒｓｔ　ＫＨ，ｅｔ　ａ１．Ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｆｅｌｉｎｅ　ｂｒａｉｎ　ａｎａｔｏｍｙ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｃｏｒｔｉｃａｌ　ｓｐｒｅａｄｉｎｇ　ｄｅｐｒｅｓｓｉｏｎ　ｗｉｔｈ　ｍａｇｎｅｔｉｃ　ｒｅｓｏｎａｎｃｅ　ｉｍａｇｉｎｇ［Ｊ］．Ｊ　Ａｎａｔ，２００１，１９８：５３７—５４８．　［编辑］　一凡　（上接第４８页）　而常因临床症状不典型而误诊为胃十二指肠疾患。随着细菌进入繁殖引起炎症，继发溃疡、出血、穿　孔，个别并发结石或肿瘤而出现肠梗阻症状才于外科手术中得到诊断。有报道认为空肠憩室Ｘ线钡餐检　查可见位于肠管一侧多发囊袋状影，边缘光滑，大小不一，是主要检查手段之一。空肠憩室虽然少见，　但对老年人来说是一种不可忽视的疾病，特别是出现并发症时，可引起溃疡、出血或穿孔、肠梗阻等，　长时间漏、误诊会引起死亡，应引起重视。对于老年患者，出现腹痛、黑便等症状时，在排除胃十二指　肠疾患同时，应考虑到空肠憩室的可能Ｌ２］。　［参考文献］　［１］Ｋｏｕｒａｋｌｉｓ　Ｇ，Ｇｌｉｎａｖｏｕ　Ａ，Ｍａｎｔａｓ　Ｄ，ｅｔａ１．Ｃｌｉｎｉｃａｌ　ｉｍｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ　ｏｆ　ｓｍａｌｌ　ｂｏｗｅｌ　ｄｉｖｅｒｔｉｃｕｌａ［Ｊ］．Ｉｓｒ　Ｍｅｄ　Ａｓｓｏｃ　Ｊ，２００２，４：４３１—４３３．　［２］Ｓｔａｓｚｅｗｉｃｚ　Ｗ，Ｃｈｒｉｓｔｏｄｏｕｌｏｕ　Ｍ，Ｐｒｏｉｅｔｔｉ　Ｓ，ｅｔ　ａ１．Ａｃｕｔｅ　ｕｌｃｅｒａｔｉｖｅ　ｊｅｊｕｎａｌ　ｄｉｖｅｒｔｉｃｕｌｉｔｉｓ：Ｃａｓｅ　ｒｅｐｏｒｔ　ｏｆ　ａｎ　ｕｎｃｏｍｍｏｎ　ｅｎｔｉｔｙ［Ｊ］．　Ｗｏｒｌｄ　Ｊ　Ｇａｓｔｒｏｅｎｔｅｒｏｌ，２００８，１４：６２６５—６２６７．　［编辑］　何勇