MRS联合DWI观察实验性兔颅脑爆震伤后高压氧的治疗作用

目的 利用磁共振波谱技术及磁共振弥散加权成像探讨高压氧治疗颅脑爆震伤不同时间段脑局部代谢及水分子运动的变化.方法 90只新西兰大白兔按随机数字表法分成对照组、创伤组和高压氧治疗组,后2组采用600 mg TNT当量纸雷管在兔脑上方6.5 cm垂直距离爆炸制作颅脑爆震伤模型,高压氧治疗组待生命体征稳定后即给予不同疗程的高压氧治疗.于模型制作后1 d、3 d、7 d、14d、21 d等时间点观察兔存活情况,磁共振波谱观察乙酰天门冬氨酸(NAA)/肌酸(Cr)、NAA/胆碱(Cho)+Cr随时间发展的演变过程,磁共振弥散加权成像观察表观弥散系数(ADC)值随时间发展的演变过程.结果 创伤组NAA/Cr均值在损伤后明显下降,7 d后有所回升,高压氧治疗组NAA/Cr均值较创伤组高,比较差异有统计学意义(P＜0.05).创伤组NAA/Cho+Cr均值在损伤后即明显降低,高压氧治疗组NAA/Cho+Cr均值较创伤组高,比较差异有统计学意义(P＜0.05).创伤组兴趣区ADC值在1 d时明显下降,3 d后逐渐上升,高压氧治疗组ADC值均较创伤组高,比较差异有统计学意义(P＜0.05).结论 高压氧可通过改善局部神经元代谢、抑制脑水肿、增强局部胶质增生修复等改善颅脑爆震伤的预后,伤后早期干预可能更有利.

Abstract：

Objective To evaluate the role of magnetic resonance spectroscopy (MRS) and diffusion-weighted MRI (DWI) in detecting regional cerebral metabolic changes and changes of water molecular motion in rabbits after explosive brain injury at different time points of injury after being treated with hyperbaric oxygen therapy. Methods Ninety New Zealand white rabbits were divided into control group, trauma group and hyperbaric oxygen treatment group. The injured models in the later 2 groups were established using 600 mg TNT equivalent of paper detonators in the rabbit brain at the top of 6.5 cm vertical distance. Rabbits in the trauma group and hyperbaric oxygen treatment group were sub-divided into 1, 3, 7, 14 and 21 d treatment groups, respectively. The survival of these rabbits was observed at these time points. Hyperbaric oxygen treatments lasting for 1, 3, 7, 14 and 21 d were given to each hyperbaric oxygen treatment sub-groups, respectively. Performance under MRS was detected and dynamic changes of N-acetylaspartate (NAA)/creatine (Cr) ratio and NAA/choline(Cho)+Cr value were observed with MRS. DWI was employed to detect the dynamic changes of apparent diffusion coefficient (ADC) values. Results The NAA/Cr ratio in the trauma group markedly decreased right after the injury and slightly rose 7 d after the injury. Compared with that in the trauma group, the NAA/Cr ratio in the hyperbaric oxygen treatment group was significantly increased (P＜0.05). The NAA/Cho+Cr value in the trauma group was markedly decreased right after the injury, while that in the hyperbaric oxygen treatment group was obviously increased as compared with that in the trauma group (P＜0.05). ADC values in the region of interest of the trauma group was decreased after 1 d of treatment and gradually increased after 3 d of treatment; the ADC values in the hyperbaric oxygen treatment group was obviously higher than those in the trauma group (P＜0.05). Conclusion Hyperbaric oxygen might improve the prognosis by improving local metabolism of neurons, inhibiting brain edema, and enhancing local gliosis repair;, ultra-early intervention (within one week of injury) may be much favorable for animals/patients after explosive brain injury.     

兔颅脑爆炸伤后水通道蛋白-4表达与高压氧治疗作用

目的研究兔颅脑爆炸伤后水通道蛋白4(AQP-4)的表达及高压氧早期治疗的影响。方法将新西兰大白兔150只,随机分为对照组、治疗组和非治疗组;其中对照组10只,另两组各70只。非治疗组和治疗组均采用纸雷管爆炸制作兔颅脑爆炸伤模型,并对治疗组采用早期高压氧治疗。三组均采用干湿法测定脑组织含水量,Western Blot法测定AQP-4表达情况。结果非治疗组与治疗组脑组织含水量和AQP-4在伤后1 h开始升高,72 h达高峰,7 d后逐渐下降。在伤后6 h后各时间点,治疗组AQP-4的表达均较非治疗组明显下调(P<0.05)。非治疗组脑组织含水量与AQP-4表达变化呈正相关(r=0.876 7,P<0.01)。结论兔颅脑爆炸伤后AQP-4表达可能与脑组织缺氧有关,而高压氧早期治疗可缓解脑组织缺氧引起的继发性脑水肿。     

兔颅脑爆炸伤后早期行高压氧治疗对Cyt C、Bax、Bcl-2表达的影响

目的 研究早期高压氧治疗(HBOT)对兔颅脑爆炸伤后脑皮质细胞色素C(Cty C)、Bax、Bcl-2的影响.方法 新西兰大白兔150只随机分为正常对照组(n=10)、创伤组(n=70)、HBOT组(n=70).创伤组和HBOT组建立兔颅脑爆炸伤模型,正常对照组不行爆炸伤.伤后1、6、12、24 h和3、7、14d,采用免疫组化方法观察3组兔脑皮质中cyt C、Bax、Bcl-2 的表达情况.结果 与正常对照组比较,创伤组伤后1h即出现CytC表达上升,伤后12 h达高峰,伤后24 h开始下降,但维持较高水平:HBOT组CytC的表达在伤后早期较创伤组下降明显(均P＜0.05).与正常对照组比较,创伤组Bax和Bcl-2 的表达在伤后1、6、12、24 h和3d均明显上调(均P＜0.05);HBOT组Bax的表达在伤后早期较创伤组降低(P＜0.05),Bcl-2的表达则明显上调(P＜0.05).结论 早期高压氧治疗对颅脑爆炸伤后的脑保护作用可能与抑制Bax表达,诱导Bcl-2表达上调从而阻止伤后早期线粒体释放Cyt C有关.     

兔颅脑爆炸伤后Caspase-3、细胞色素C表达的实验研究

目的 研究兔颅脑爆炸伤后脑皮质中Caspase-3、细胞色素C(CytC)的表达情况.方法 新西兰大白兔80只,随机分为对照组(n=10)和实验组(n=70).实验组采用纸雷管制作兔颅脑爆炸伤模型,对照组不行爆炸伤.实验组根据处死时间再分为伤后1h、6h、12h、24h、3d、7d、14d组,每组10只.采用免疫组化技术观察各组兔脑皮质Caspase-3、CytC的表达情况.结果 Caspase--3在实验组致伤后1h出现明显表达,伤后24h达高峰,随后开始下降,伤后7d仍维持较高水平；伤后1h～7d与对照组比较,差异均有统计学意义(P＜0.05).CytC在实验组兔致伤后1h即出现表达,伤后12h达高峰,伤后24h开始下降；伤后1～24h与对照组比较,差异均有统计学意义(P＜0.01).结论 兔颅脑爆炸伤后早期神经细胞胞质中CtyC增加可能是脑皮质细胞凋亡的关键步骤.     

颅脑肿瘤质子磁共振波谱研究

目的 :评价质子磁共振波谱 (1HMRS)在颅脑肿瘤诊断中的应用价值。方法 :分析 68例颅脑肿瘤1HMRS表现。结果 :治疗前1HMRS显示 :所有肿瘤NAA/Cho、NAA/Cr下降或消失 ,Cho/Cr明显升高。 2 6例行手术后放疗 ,其中 7例出现放射性坏死 ,肿瘤残留或复发 6例。 19例仅行放疗或γ刀治疗。1HMRS显示 ,治疗后NAA/Cho、NAA/Cr比值均较治疗前升高 ,Cho/Cr比值下降。结论 :1HMRS有助于提高颅脑肿瘤治疗前诊断和鉴别诊断的精确性 ;术前分期、分级 ;术后随访 ,鉴别肿瘤残留、复发或放射性坏死     

马来酸桂哌齐特预处理与大鼠脑缺血磁共振波谱变化

目的通过观察马来酸桂哌齐特预处理对急性脑缺血大鼠的头颅磁共振波谱(MRS)的影响,探讨该药物的脑保护作用。方法采用随机方法把SD大鼠分为马来酸桂哌齐特预处理组(给药组)和生理盐水预处理组(对照组)分别预处理5 d,然后以改良线栓法建立大脑中动脉阻塞脑缺血模型;观察术后8h、24h和72h实验大鼠MRS脑缺血侧和对侧相应区域NAA峰值比例(NAA*)和Cho峰值比例(Cho*),比较给药组和对照组在各观察时间点NAA*和Cho*的变化。结果给药组与对照组间,在术后8h、24h和72h实验大鼠MRS二侧NAA峰值比例(NAA*)均P<0.05,给药组NAA*均有升高;二侧Cho峰值比例(Cho*)比较,均P<0.05,给药组Cho*也均有升高(P<0.05)。结论马来酸桂哌齐特可能具有脑缺血保护作用。     

老年期抑郁症患者海马磁共振质子波谱研究

目的:探讨老年期抑郁症患者海马的磁共振质子波谱(1H-MRS)特点。方法:应用1H-MRS成像技术检测11例晚发性抑郁症患者(患者组)予文拉法辛缓释剂治疗6周前后两侧海马头、体、尾部N-乙酰天门冬氨酸(NAA)、胆碱(Cho)和肌酸(Cr)3种代谢物,计算NAA/Cr和Cho/Cr比值。并且与15名健康对照者(对照组)的检测结果进行比较。结果:治疗前后患者组右侧海马头部NAA和Cho含量及左侧海马头部Cho含量均显著低于对照组(P<0.05或P<0.01)。患者组右侧海马头部Cho/Cr治疗前显著低于对照组(P<0.05),治疗后较治疗前显著升高(P<0.05),并且与对照组的差异无显著统计学意义(P>0.05)。患者组右侧海马体部Cho含量治疗前显著低于对照组(P<0.05),治疗后右侧海马体部NAA/Cr和Cho/Cr显著高于治疗前,与对照组的差异无显著统计学意义(P>0.05)。结论:老年期抑郁症患者可能存在左右两侧海马头部细胞膜代谢异常,右侧海马头部神经元活力下降。     

急性脑梗死患者脑组织磁共振波谱研究

目的研究基底节区急性脑梗死患者脑组织磁共振波谱(MRS)的改变。方法应用MRS检测50例一侧基底节区梗死患者(脑梗死组)及50例其他疾病患者(对照组)双侧基底节区的N-乙酰天冬氨酸(NAA)、胆碱复合物(Cho)、肌酸复合物(Cr)和乳酸(Lac)水平及NAA/Cr、Cho/Cr比值。结果脑梗死组病灶侧Cho及Cr水平均显著低于非病灶侧(均P<0.05),NAA、Lac水平及NAA/Cr、Cho/Cr比值的差异无统计学意义。脑梗死组病灶侧及非病灶侧Cho、NAA及Cr水平均明显低于对照组病灶对应区(P<0.001～0.05),而Lac水平明显高于对照组病灶对应区(均P<0.05)。与对照组病灶对应区比较,脑梗死组病灶侧Cho/Cr比值显著升高,非病灶侧NAA/Cr比值显著降低(均P<0.05)。结论基底节区梗死急性期病灶侧及对侧脑组织均有明显的代谢障碍,且病灶区代谢异常较对侧更明显。     

磁共振波谱成像在中脑损伤预后判断中的价值

目的 研究中脑损伤患者急性期(＜7 d)中脑磁共振波谱(MRS)的变化,为中脑损伤提供影像学诊断依据及功能评价的参考.方法 收集本院自2007年11月至2008年9月临床确诊为中脑损伤的病例资料(22例),同时收集健康成人资料(10例)建立对照.将中脑损伤的MRS结果 进行分析和归类总结,评价脑干功能.在患者出院后,对相关病例随访6个月,根据GOS、DRS与Barthal评分评价患者的预后与生存质量,并分析MRS与预后之间的关系,更好地判断病情及预后.结果 中脑损伤后中脑区的NAA/Cr和NAA/Cho比值显著降低;NAA/Cr和NAA/Cho比值降低越明显,预后越差;中脑损伤区域不同,其中脑区NAA/Cr和NAA/Cho比值和预后也不同.结论 不同的中脑损伤区域,其MRS检查结果 与预后是不同的.依据颅脑损伤后中脑MRS中NAA/Cr和NAA/Cho比值的变化,可以为中脑损伤的患者提供相对可靠的伤情判断与预后评价指标.     

磁共振波谱成像在中脑损伤预后判断中的价值

目的 研究中脑损伤患者急性期(＜7 d)中脑磁共振波谱(MRS)的变化,为中脑损伤提供影像学诊断依据及功能评价的参考.方法 收集本院自2007年11月至2008年9月临床确诊为中脑损伤的病例资料(22例),同时收集健康成人资料(10例)建立对照.将中脑损伤的MRS结果 进行分析和归类总结,评价脑干功能.在患者出院后,对相关病例随访6个月,根据GOS、DRS与Barthal评分评价患者的预后与生存质量,并分析MRS与预后之间的关系,更好地判断病情及预后.结果 中脑损伤后中脑区的NAA/Cr和NAA/Cho比值显著降低;NAA/Cr和NAA/Cho比值降低越明显,预后越差;中脑损伤区域不同,其中脑区NAA/Cr和NAA/Cho比值和预后也不同.结论 不同的中脑损伤区域,其MRS检查结果 与预后是不同的.依据颅脑损伤后中脑MRS中NAA/Cr和NAA/Cho比值的变化,可以为中脑损伤的患者提供相对可靠的伤情判断与预后评价指标.     

高压氧对大鼠颅脑爆震伤后皮层脑组织自噬与凋亡变化的影响

目的 观察高压氧治疗颅脑爆震伤后大鼠皮层脑组织自噬与凋亡表达的变化,探讨高压氧对脑细胞自噬和凋亡表达的影响及其意义. 方法 SD大鼠54只按照随机数字表法分为对照组(n=6)、爆震伤组(n=24)及爆震伤后高压氧治疗组(治疗组,n=24),对照组不进行致伤,爆震伤组和治疗组用600 mg TNT电雷管在大鼠头部正上方垂直距离12 cm处爆炸致伤,爆震伤组伤后不做任何治疗,治疗组分别于伤后3 h、22h及以后每天同一时间行高压氧处理,爆震伤组和治疗组分别于6 h、24 h、3 d、7 d采用RT-PCR和Western blotting检测皮层脑组织中Beclin-1和caspase-3的表达情况. 结果 与对照组相比,爆震伤组及治疗组各个时间点的Beclin-1和caspase-3表达均明显增加,差异有统计学意义(P＜0.05);同一时间点上,治疗组中Beclin-1和caspase-3表达则较爆震伤组明显减少,差异有统计学意义(P＜0.05). 结论 高压氧降低脑细胞的自噬和凋亡表达,此可能是其治疗颅脑损伤的机制之一.     

高压氧对重型颅脑外伤患者血清和肽素的影响

目的探讨高压氧对重型颅脑外伤患者血清和肽素水平的影响及临床意义。方法选取重型颅脑损伤患者76例,随机将其分为对照组及研究组,研究组在对照组基础上予以高压氧治疗。比较研究组在高压氧治疗后、对照组于常规治疗后第1、2、3周结束次日血清和肽素水平;比较两组患者治疗后GCS评分变化。结果高压氧治疗作用下,与对照组相比较研究组患者血清和肽素水平在高压氧治疗后第1、2、3周结束时均降低(P0.05)。治疗3周后两组患者的GCS评分均较治疗前提高(P0.05),高压氧组患者GCS评分提高更加明显(aP0.05)。结论高压氧治疗能降低重型颅脑外伤患者血清和肽素水平并促进重型颅脑外伤患者康复,高压氧治疗有助于重型颅脑外伤患者康复可能与高压氧治疗下患者血清和肽素水平降低相关。     

不同时间窗高压氧治疗对脑外伤大鼠认知功能障碍改善的实验研究

目的 研究不同时间窗高压氧治疗对脑外伤大鼠认知功能障碍的治疗效果. 方法 将96只大鼠按随机数字表法分为正常对照组(A组)、液压冲击脑外伤模型组(B组)、液压冲击脑外伤模型+常规治疗组(C组)、液压冲击脑外伤模型+常规治疗+高压氧治疗组(D组),每组24只;D组在模型建立后根据高压氧治疗的时间点(3、12、24、72 h)分为4亚组(D-3 h组、D-12 h组、D-24 h组和D-72h组,每亚组6只).B、C、D组采用大鼠侧位液压冲击构建脑外伤模型后分别进行不同处理.应用水迷宫试验对比评价各组大鼠模型脑外伤后认知功能障碍的改变. 结果 在相同时间点寻找水下平台的潜伏期方面,B组最长,其次为C组、D组、A组,且D组中D.72 h组最长,其次为D-24 h组、D-12h组、D-3h组;在穿过原平台区域的次数方面,A组最多,其次为D组、C组、B组,且D组中D-3 h组最多,其次为D-12 h组、D-24 h组、D-72 h组,与B组比较差异均有统计学意义(p<0.05). 结论 高压氧治疗可以改善颅脑损伤大鼠的学习能力,对神经功能具有保护作用,且这种高压氧治疗的时间最好在损伤后12 h内完成,并且宜尽早实施.     

颅脑爆炸伤后兔垂体AQP4和ACTH表达的实验研究

目的 探讨水通道蛋白4 (aquaporin protein4,AQP4)对兔颅脑爆炸伤后垂体-肾上腺皮质轴的影响.方法 80只新西兰大白兔随机分为实验组(n=70)及正常对照组(n=10).实验组建立兔脑爆炸伤模型,正常对照组不实施引爆.伤后1h、6h、12h、24h、72h、7d、14d测量2组动物垂体含水量,采用免疫组化检测垂体组织AQP4及ACTH的表达,采用免疫双标法检测AQP4和ACTH的分布及共存情况.结果 实验组垂体含水量、AQP4及ACTH的表达在伤后1h即升高,72h达到高峰,7d后表达开始下调,与正常对照组比较,差异均具有统计学意义(均P＜0.05).实验组垂体含水量与AQP4表达呈正相关(r=0.886,P ＜0.05),AQP4与ACTH表达随时间变化呈正相关(r=0.959,P＜0.001).免疫双标结果显示:ACTH细胞胞质中可见AQP4和ACTH的表达.结论 兔颅脑爆炸伤后,AQP4有可能参与垂体ACTH分泌的调节.     

缝隙连接蛋白Cx43在爆炸伤兔脑组织中的表达

目的研究缝隙连接蛋白Cx43在爆炸伤脑组织中的表达。方法新西兰大白兔80只,随机分为对照组(n=10)和颅脑损伤组(n=70)。颅脑损伤组采用纸雷管制作兔颅脑爆炸伤模型,对照组不行爆炸致伤。颅脑损伤组根据处死时间再分为伤后即刻、6h、12h、24h、3d、7d、14d等7组,每组10只。采用苏木精-伊红染色、免疫组化法及Western-blot法观察各组兔脑组织病理变化及Cx43在皮质的表达。结果颅脑损伤组内各时间点Cx43表达差异显著(P0.01),随时间推移,Cx43表达逐渐增加,伤后6h即可见表达增强,3d达到高峰,14d基本正常。颅脑损伤组各时间点Cx43表达均高于对照组(P0.01)。结论颅脑损伤后Cx43表达逐渐增加,其变化规律与颅脑损伤进展的时间框架相吻合,提示Cx43参与颅脑损伤的病理形成过程,在颅脑损伤早期发挥协同杀伤效应,加重继发性脑损害。     

Continuous measurements of cerebral tissue oxygen pressure during hyperbaric oxygenation--HBO effects on brain edema and necrosis after severe brain trauma in rabbits

INTRODUCTION: Severe brain injury is one of the most frequent causes of severe disability in the young. In acute management of brain trauma, new approaches based on experimental animal investigations should be sought. METHODS: Twenty male, juvenile Chinchilla-Bastard rabbits received standardized cold-injury-induced-brain-trauma (CIBT). A metal probe (temperature -196 degrees C) was applied epidurally over 10 s. The hyperbaric oxygenation (HBO) group (n=10) underwent 90-min HBO sessions with 100% oxygen at 2.5 atmospheres absolute (1 h, 24+/-2 h, 48+/-2 h after CIBT). Cerebral tissue pO2-measurements were performed 60 min after CIBT, during the three HBO sessions and on day 4. The control group (n=10) underwent no treatment. Animals were sacrificed on day 4, and brains were analyzed histologically. RESULTS: In the HBO group, pO2 measurements showed a significant increase in pO2 between day 1 and day 4, whereas no significant changes were observed in the control group. During the first HBO session, mean pO2 was 169 mm Hg, during the second 305 mm Hg and during the third 420 mm Hg. The mean area of necrosis was 16.2 mm2 in the HBO group, in the control group 19.9 mm2. The areas of brain edema were significantly smaller in the HBO group. Mortality in the HBO group was 0%, in the control group 20%. CONCLUSION: HBO appears to be beneficial as an adjunct treatment of severe head trauma. To find optimal treatment protocols, further clinical studies must be developed.     

Umbilical cord-derived mesenchymal stem cell transplantation combined with hyperbaric oxygen treatment for repair of traumatic brain injury

Transplantation of umbilical cord-derived mesenchymal stem cells(UC-MSCs) for repair of traumatic brain injury has been used in the clinic. Hyperbaric oxygen(HBO) treatment has long been widely used as an adjunctive therapy for treating traumatic brain injury. UC-MSC transplantation combined with HBO treatment is expected to yield better therapeutic effects on traumatic brain injury. In this study, we established rat models of severe traumatic brain injury by pressurized fluid(2.5–3.0 atm impact force). The injured rats were then administered UC-MSC transplantation via the tail vein in combination with HBO treatment. Compared with monotherapy, aquaporin 4 expression decreased in the injured rat brain, but growth-associated protein-43 expression, calaxon-like structures, and CM-Dil-positive cell number increased. Following combination therapy, however, rat cognitive and neurological function significantly improved. UC-MSC transplantation combined with HBO therapyfor repair of traumatic brain injury shows better therapeutic effects than monotherapy and significantly promotes recovery of neurological functions.