DTI以及DTI量化评价脊髓损伤PPT课件

1、 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

2、。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

3、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

4、，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（ =

5、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

6、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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