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DTI以及DTI量化评价脊髓损伤PPT课件

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DTI以及DTI量化评价脊髓损伤PPT课件

传统的MRI可以检测出出血,炎症,瘘管,脊髓萎缩,但 是不能检测到脊髓损伤后的轴突瓦解。之前的研究证明了 DTT可以描述狨属脊髓半切损伤后轴突的破裂。现在的研 究为了确定DTT结果和轴突挫伤后功能恢复的关系,研究 者分别作了狨猴损伤前后的纵向DTT,行为学,形态学的 分析。通过用DTT显示纤维束与用RT97,SMI-31,抗神经纤 维的抗体标记的神经元纤维相比较,研究者确定了纤维失 踪最优化的起始点是.使用损伤部位估 计纤维束数量比上脊髓损伤前数量的比例,与脊髓损伤之 后功能恢复相联系。更进一步,损伤前后和值的 纵向比较揭示了,在皮质脊髓束损伤中心的尾端损伤以及 在背侧束损伤的头端,此两值降低。然后,值降低表 明背侧束部分功能恢复。彩色定向值是被用来 代表残余轴突束的再生。这些发现表明分析可能作 为一种评价脊髓损伤后轴突破坏的非侵入性检查的工具。众所周知,不完全脊髓损伤的患者在一定程度上可以恢复其 感觉运动功能,即使此恢复潜在的机制和功能仍旧未知。 为了评价脊髓损伤的严重程度,评价损伤脊髓轴突组织病理 学变化是必要的,但是在体内评价脊髓病理变化依旧极其困 难,是评价脊髓损伤重要的方法。传统的的和 加权提供了关于脊髓损伤后几个病理的信息,包括:出 血,炎症,空洞的形成,但没有关于轴突的信息。因此,为 了获得详细的微观结构的信息,研究者关注了和DTT图 像技术,此技术利用了生物学组织上水分子弥散各向异性的 特点。 近期,几个实验组报道了DTI对于检测啮齿类动物由炎症, 脱髓鞘和轴突破裂引起的损伤有用性。然而这些研究并没有 真正的应用于临床条件,因为这些研究者并没有采用脊髓创 伤引起的发生复杂病理变化损伤的模型;相反,他们使用了 简单且清楚的化学损伤或者背根轴突切断术模型。更进一步,另外的实验组报道了研究者成功的将DTI用作临床 评价人类脊髓损伤的工具,脊髓这些研究并没有被详细的组 织学检查或者行为学分析确认。使用啮齿类动物脊髓损伤模 型的少数研究,揭示了一些形态学和功能恢复的联系 。这些结果某些程度广泛应用于灵长类动物也是未知的,因 为在皮质脊髓束通路在啮齿类和灵长类动物之间有明显神经 解剖学上的不同。然而,猫的模型是接近灵长类的,结果使 用此模型表现相似。从临床应用观点看,使用非人类的灵长 类模型,体内DTI和DTT与组织学和行为学分析相比较 的研究,为了确定DTT结果的准确性和重要性是必需的。 之前在成熟的狨属建立一个可重复的SCI模型,并且报道过 人体干细胞/前体细胞移植到损伤脊髓促进了功能恢复的研究 。使用这种灵长类动物模型,研究者揭示了DTT准确反映了轴 突解剖状态以及在脊髓半切中轴突损伤的程度。在灵长类动 物中脊髓挫伤类似于人类慢性SCI。在现阶段研究,我们做了 一系类狨属脊髓创伤后的和,并且比较了组织 学检测和行为学分析的结果。研究者的发现证实了在非人类 灵长类动物脊髓损伤后DTI和DTT分析是有用性。1.脊髓挫伤10只雌性的狨猴(280-350g),每只狨猴被饲养在 单个的笼子里(宽:820mm,深610mm,高 1600mm).肌注氯胺酮(50mg/kg),赛拉嗪 (5mg/kg),用乙醚维持。手术中控制动物的脉搏,动脉血氧含量,直肠温度 。在C5行椎板切除,暴露硬脊膜,重17g,高50mm 处坠落使用改良后的NYU的打击器。术后放到恒温 箱中,直到其温度调节系统重新建立。每天排尿两 次,直到排尿反射系统重新建立。给予充分的食物 和水直到它们能自己获得食物。损伤5天,100mg 氨苄西林和0.02mg布托啡诺肌肉注射。核磁共振全麻,7T核磁。损伤后2,4,15获取和图像, 为了减少来自血管和颈部脊髓运动伪影,动物被固定于特殊 的线圈内以及心电图探测针依附于动物的腹侧胸椎。扫描参 数:TR,3500ms;TE,40ms;翻转家哦哦哦,90度 ;FOV,40*40mm;数据矩阵,128*128;重建图像的分辨率, 0.31*0.31mm;层厚,0.94mm;b值,1000S/mm2弥散张量分析弥散张量和成形术分析.扩散张量的特征值代表了椭圆的三个 轴向,也就是,最长值,中间值,最短值(所谓特征值), 分别为1, 2,and 3。特征值1代表为局部纤维方向。FA被 普遍用来的各向异性指数。各向同性,1 =2 = 3,且FA=0. 由于各向异性增加,1 2 =3,FA接近于1.扩散各向异性 的方向被跟踪直达成形术停止。连续体素的翻转角度设定为 5O度。研究者使用连两个感兴趣区域的方法来客观量化损伤脊髓的 DTT纤维。设定两个来跟踪整个脊髓的轴向切片的 FA图像的整体轮廓,包括白质和灰质。ROI放置在损伤头端的 4mm和尾端的4mm.估计DTT纤维通过脊髓损伤前后 。评价了径向扩散(=(2 + 3)/2),径向扩散( =1),以及值。在损伤中心的背侧束,和皮质脊髓 束,损伤中心距头,尾端和损伤中心头尾端处 。成像术参数:翻转角度:度,最小长度值,. ;绘制导管方法(半径.,数据源数量为5 ),FA彩 标(红色表示高各向异性,蓝色表示低各向异性)。研究增 加了在损伤中心的节段图来表明通过损伤中心椎体束的 位置。(如图)组织学分析损伤后使用多聚甲醛灌流,取出脊髓,放置在 的多聚甲醛中后固定,后固定过夜继而换成 蔗糖。冰冻切片,轴向切片,微米厚。和 染色评价髓鞘的面积。免疫组化,标记剩余轴突中 的神经丝。 ,标记正常轴突的磷酸化的神经 丝。研究者计算或者阳性面积作为剩 余轴突纤维的marker,目的是为了使用DTT检测SCI后剩余轴突 与组织学方法检测轴突相比较。二.依据于DTT纤维计数比与依据于组织学纤维计数比研究者确定HSFR是在整个轴突切片范围内损伤中RT-97/SMI- 31阳性面积比上在整个轴突中这些纤维的面积。确定DFER为 损伤后各个时间点DTT纤维评估数量比上使用纤维示踪计数 侧得SCI前DTT纤维数量。行为学评价比较啮齿类,狨猴运动是复杂的且涉及到直立和水平位置( 站立,跳跃,攀爬笼子,抓笔)。在现在的研究中,使用开 放评价方法评价狨猴,两位观察者(盲测)SCI后每周三次直 到第四周,此后每周一次。自行运动活动的测量用红外系统测量自发运动。在损伤前一个月把狨猴送到装有 红外控制系统的笼子里目的是获取损伤前的数据。此后,被 单独关在笼子里(宽820,深610,高1600mm),装有红外的 笼子为(宽350.深500,高500),持续记录动物三维运动。 每只动物每天每小时持续记录,损伤后的活动量作为损伤前 数值的百分比记录。抓笔实验使用抓笔实验来评价上肢运动力量,此项评价了动物的抓握 反射(当动物尝试抓取放在其面前的物品时所从事的运动) 。每隔两三天做一次,一天三次。最大抓取量/损伤前的百分 数被记录。攀爬实验此实验室是用来评价前后肢的协调性。总之,如果把狨猴放 在笼子的上端(宽400,深600,高750mm),趋向。 。研究者用7个位点(0-6)连评价每只狨猴在3分钟内完成以 上动。一天两次,从损伤前到损伤15W后。数据分析1.T2加权和弥散加权像2.在活体动物中使用DTI示踪连续性纤维束量化3.脊髓挫伤后形态行为改变4.确定纤维示踪的最佳FA值5.运动表现和DFER的关系

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