錳增強(qiáng)功能磁共振對(duì)正常及致盲后大鼠示蹤視(聽)覺通路的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、第一部分正常大鼠視覺通路錳增強(qiáng)磁共振功能成像的實(shí)驗(yàn)研究
　　 目的：評(píng)估錳增強(qiáng)磁共振功能成像(manganese-enhanced functional MRI，ME-fMRI)采用不同MnCl2濃度顯示正常大鼠視覺通路征象的能力及其動(dòng)態(tài)演化規(guī)律，以探究最佳劑量和掃描時(shí)間。材料和方法：選擇16只健康SD大鼠，隨機(jī)分成四組，每組4只。應(yīng)用玻璃體給藥法經(jīng)左眼內(nèi)分別注入50mmol、100 mmol、200 mmol和400 mmol

2、的氯化錳(MnCl2，示蹤劑)各2ul。于術(shù)后24h、48h、72h、96h、168h及240h不同時(shí)間點(diǎn)用3.0T MRI進(jìn)行TIW平掃和3D FLASH掃描，并用多平面重組(MPR)、最大強(qiáng)度投影(MIP)和薄層最大強(qiáng)度投影(TSMIP)技術(shù)對(duì)視覺通路全程進(jìn)行三維重建。與病理對(duì)照，觀察ME-fMRI顯示視覺通路正常解剖結(jié)構(gòu)及信號(hào)強(qiáng)度，并比較二者在左眼內(nèi)給MnCl2后各時(shí)間點(diǎn)的動(dòng)態(tài)變化。同時(shí)，另外選擇10只健康SD大鼠，隨機(jī)分成兩組(

3、E、F)，每組5只。即左眼注入MnCl20.2M(E組)和0.4M(F組)各5只，24H后，經(jīng)ME-FMRI檢查顯示左側(cè)視覺通路后，分別行MnCl2化學(xué)鑒定(E組和F組各3只，觀察病理表現(xiàn))和電鏡檢查(E組和F組各2只，觀察中毒改變)。結(jié)果：24及48h后，除50mmol外，ME-fMRI(3D FLASH掃描后重建)均可清楚顯示經(jīng)過氯化錳標(biāo)記的視網(wǎng)膜、視神經(jīng)、視交叉、對(duì)側(cè)視束和許多中樞結(jié)構(gòu)，包括外側(cè)膝狀體、上丘臂、上丘、視放射和視皮質(zhì)

4、，極少部分顯示同側(cè)外側(cè)膝狀體核、上丘和視皮質(zhì)，以TSMIP顯示最佳。ME-fMRI示對(duì)比度與MnCl2的給藥濃度成正相關(guān)，以400mmol最清晰(P<0.001)，對(duì)右側(cè)視皮質(zhì)的敏感性和特異性分別為87.5％和100％。經(jīng)ME-MRI顯示的左眼視覺通路與病理一致，且經(jīng)Mn2+化學(xué)鑒定后，30分鐘后開始變淡紫色，4h及8h后更明顯。左側(cè)視覺通路中，上丘無明顯中毒改變，余結(jié)構(gòu)多呈中毒改變，但以輕度為主。結(jié)論：ME-fMRI能清晰地顯示正常大

5、鼠視覺通路的解剖結(jié)構(gòu)，很可靠地構(gòu)建視覺通路的ME-fMRI動(dòng)物模型，并顯示信號(hào)強(qiáng)度的動(dòng)態(tài)變化。
　　 第二部分正常大鼠聽覺通路錳增強(qiáng)磁共振功能成像的實(shí)驗(yàn)研究
　　 目的：評(píng)估錳增強(qiáng)磁共振功能成像(manganese-enhanced functional MRI，ME-fMRI)采用MnCl2的不同給藥方式顯示正常大鼠聽覺通路的征象及其動(dòng)態(tài)演化規(guī)律，以探尋致盲后聽覺代償通路最佳給藥方式。材料和方法：選擇30只健康SD大鼠

6、，隨機(jī)分成四組，前三組(A、B、C組)每組8只，D組6只。前三組經(jīng)左側(cè)中耳腔、內(nèi)耳內(nèi)淋巴和外淋巴(圓窗)分別給0.2M及0.4M的MnCl2各4只，于術(shù)后1D、2D、3D、4D、7D及10D不同時(shí)間點(diǎn)(D組僅經(jīng)外淋巴給0.4M的MnCl2選術(shù)后1D)，用3.0T MRI進(jìn)行TIW平掃和3D FLASH掃描，并用三維重建技術(shù)的多平面重組(MPR)、最大強(qiáng)度投影(MIP)和薄層最大強(qiáng)度投影(Thin MIP)技術(shù)對(duì)聽覺通路的全程進(jìn)行重建，觀

7、察和比較不同注射部位和濃度ME-fMRI顯示聽覺通路的各解剖結(jié)構(gòu)的信號(hào)強(qiáng)度及各時(shí)間點(diǎn)的動(dòng)態(tài)變化，并與病理對(duì)照。結(jié)果：三種給藥方式，8H后ME-fMRI(3D重建)開始顯示中耳、內(nèi)耳、橋小腦角、延髓；24H后，經(jīng)中耳腔給藥ME-fMRI(3D重建)未能顯示聽覺通路全程，經(jīng)內(nèi)淋巴給藥可基本顯示聽覺通路全程，經(jīng)外淋巴給藥顯示聽覺通路全程結(jié)構(gòu)最好(對(duì)比度最高，P<0.01)，右側(cè)聽覺通路雖亦顯示，但對(duì)比度明顯低于左側(cè)(P<0.01)。同視覺通路

8、相仿，注入MnCl224H后MRI對(duì)比度最高，48H后對(duì)比度開始略下降，72H較明顯下降。且以0.4M對(duì)比度強(qiáng)于0.2M，對(duì)左側(cè)聽皮層的敏感性和特異性分別為88.9％和100％。結(jié)論：經(jīng)外淋巴注入0.4M的MnCl224H后，MRI顯示聽覺通路全程最好(對(duì)比度最高)，故MRI選外淋巴注入0.4M MnCl2研究聽覺代償通路的產(chǎn)生最合適，很可靠地構(gòu)建聽覺通路的ME-fMRI動(dòng)物模型。
　　 第三部分單眼致盲后大鼠視覺通路錳增強(qiáng)磁共

9、振功能成像的實(shí)驗(yàn)研究
　　 目的：采用ME-fMRI研究大鼠致盲眼與未致盲眼視覺通路的改變，并用電生理方法和病理觀察來驗(yàn)證視覺通路代償功能的產(chǎn)生。材料和方法：采用視神經(jīng)離斷法分別使14只正常新生大鼠單眼(右眼)致盲。以致盲后4月為時(shí)間點(diǎn)(關(guān)鍵期內(nèi))，給未致盲眼玻璃體內(nèi)注入0.4M的MnCl2，24H后分別比較致盲眼與未盲眼ME-fMRI顯示的視覺通路的變化，及與正常大鼠ME-fMRI視覺通路對(duì)照，觀察是否建立新的視覺通路代償，且

10、與單眼致盲后大鼠的雙側(cè)分別聽覺刺激下，雙側(cè)視皮層反應(yīng)(AVR)和病理進(jìn)行對(duì)照。另外，利用視覺誘發(fā)電位(VEP)分別測(cè)試正常眼、致盲眼及未盲眼的視覺功能的變化，確定視力正常及完全致盲，同時(shí)與相應(yīng)的ME-fMRI視覺通路和病理改變相比較，并行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。結(jié)果：新生大鼠單眼致盲4月后，ME-fMRI顯示未致盲眼(左眼)視覺通路的對(duì)比度明顯高于致盲眼(右眼)(P<0.001)，未致盲眼視覺通路的信號(hào)較正常大鼠稍低(p<0.05)，部分大鼠致盲眼

11、視覺通路亦有信號(hào)稍增高，伴萎縮。本組ME-fMRI結(jié)果基本上均可被VEP、AVR及病理所驗(yàn)證，提示致盲眼和未致盲眼的雙側(cè)視覺通路不同結(jié)構(gòu)均發(fā)生了適應(yīng)性改變，可能雙側(cè)部分功能同時(shí)下降和部分功能同時(shí)代償提高，但致盲眼一側(cè)以功能退化為主，而未致盲眼一側(cè)以功能代償為主。結(jié)論：新生大鼠單眼致盲4月后，致盲眼和未致盲眼的雙側(cè)視覺通路不同結(jié)構(gòu)均發(fā)生了重組，雙側(cè)視皮層改變可能為皮層突觸可塑性的一種表現(xiàn)形式。
　　 第四部分雙眼致盲后大鼠跨感覺通

12、道重組錳增強(qiáng)磁共振功能成像的實(shí)驗(yàn)研究
　　 目的：探討采用ME-fMRI研究大鼠雙眼致盲后聽/視覺通路是否改變及如何改變，并用VEP、聽性腦干反應(yīng)(ABR)及AVR等電生理方法和病理來驗(yàn)證聽覺代償通路(跨感覺通道重組)的產(chǎn)生。材料和方法：采用視神經(jīng)離斷法分別使七只正常新生大鼠(出生后約一周)雙眼致盲。利用視覺誘發(fā)電位(VEP)分別測(cè)試雙眼致盲前、后的視覺功能(波形)變化，確定雙眼完全致盲。以致盲后4個(gè)月(關(guān)鍵期內(nèi))為時(shí)間點(diǎn)，經(jīng)左

13、側(cè)內(nèi)耳外淋巴注入0.4M的MnCl2，24H后與致盲前ME-fMRI顯示的聽/視覺通路的相比較，觀察是否建立聽覺代償通路，探尋視覺中樞與聽覺中樞是否有神經(jīng)纖維聯(lián)系，且與正常及雙眼致盲后大鼠的AVR、ABR和病理進(jìn)行對(duì)照，并行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，以幫助確定聽覺代償功能的產(chǎn)生。結(jié)果：VEP的波形圖可證實(shí)雙眼正常及完全致盲。ME-fMRI發(fā)現(xiàn)新生大鼠雙眼致盲后聽，視覺通路對(duì)比度均有變化，即雙側(cè)內(nèi)側(cè)膝狀體、聽皮層、外側(cè)膝狀體(LGN)、上丘及視皮層的對(duì)

14、比度較正常大鼠均有增高，且差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，以聽皮層較顯著(P<0.01)，但視覺中樞(即LGN、SC及視皮層)差異更加顯著(P<0.001)，其它結(jié)構(gòu)的對(duì)比度亦有增高，其中，以右側(cè)海馬較明顯(P<0.05)。同時(shí)，發(fā)現(xiàn)雙眼致盲后，與雙眼未致盲的同齡正常大鼠的AVR相對(duì)比，有顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P<0.001)，說明雙眼致盲后，雙側(cè)視皮層有異化，即產(chǎn)生聽覺代償通路(跨感覺通道重組)。因此，AVR及病理與ME-fMRI成像下顯示的視覺通路表