錳離子增強磁共振成像(MEMRI)技術的實驗研究.pdf

1、Ca2+是重要的神經傳導介質，在神經細胞的功能活動中起重要的作用。Mn2是是Ca2+的類似物，可通過電壓門控Ca2+通道進入神經細胞，并通過微管系統(tǒng)在神經細胞內傳輸。同時，Mn2+具有順磁性，可用作MR造影劑。近年來，MEMRI已被廣泛用來研究大腦功能活動，追蹤神經傳導路徑和顯示腦組織精細結構等方面。本實驗采用7.0Tmicro-MR成像系統(tǒng)實現(xiàn)MEMRI在大鼠神經系統(tǒng)中的基礎應用，并對實驗設計、實驗方法、MR成像序列進行優(yōu)化，為后續(xù)的

2、MEMRI實驗奠定基礎。
　　 第一部分大鼠腦皮層結構的高分辨MEMRI研究
　　 目的研究尾靜脈給藥后錳離子增強磁共振顯示大鼠腦皮層結構的作用，并比較有無血腦屏障開放對皮層結構顯示的影響。方法15只SD大鼠，采用隨機排列表方法隨機分為3組，每組5只。A組，右側頸內動脈注入30％甘露醇開放血腦屏障后尾靜脈注100mmol/L MnCl2生理鹽水溶液，12h后MRI成像；B組，右側頸內動脈注入生理鹽水后尾靜脈注100 mm

3、ol/L，MnCl2溶液，12 h后MRI成像；C組作為正常對照。成像采用7.0 Tmicro-MR掃描儀。采用Paravision4.0軟件測量各組感興趣區(qū)信噪比，各組間信噪比比較采用單因素方差分析，兩側大腦半球間信噪比比較采用配對t檢驗。結果錳離子增強磁共振能清楚顯示鼠腦的灰白質結構及皮層的條帶狀結構，能顯示感覺運動區(qū)的解剖邊界；室周結構如海馬、齒狀回、韁聯(lián)合、嗅球等結構能清楚顯示。A組兩側皮層出現(xiàn)不對稱強化，開放血腦屏障側大腦皮層

4、強化更明顯，條帶狀結構顯示較模糊。B組兩側皮層強化比較一致。A、B組兩側大腦皮層、小腦皮層、嗅球、海馬信噪比差別均沒有統(tǒng)計學意義（A組t值分別為2.77、0.95、-0.40、1.26，p值分別為0.05、0.39、0.71、0.28；B組t值分別為-0.229、-1.761、0.932、-1.07，p值分別為0.78、0.153、0.404、0.345）。Mn2+增強后鼠腦右側大腦皮層、兩側小腑皮層、海馬和垂體信噪比升高，差別有統(tǒng)計學

5、意義（F值分別為4.36、6.66、5.84、11.38、9.93，22.80，p值分別為0.038、0.011、0.017、0.002、0.003、<0.001）。結論尾靜脈給藥后錳離子增強磁共振能特異性顯示大鼠腦皮質分層結構及體感運動皮層區(qū)的解剖邊界。高濃度甘露醇能有效開放血腦屏障，并對腦皮層結構顯示產生影響。開放與不開放血腦屏障錳離子增強磁共振圖像各具特征，可以根據實際需要進行選擇。
　　 第二部分皮層給藥追蹤大鼠皮質脊髓

6、束的MEMRI研究
　　 目的探討7.0 T Mn2+增強MRI（MEMRI）追蹤活體大鼠神經傳導束的作用。方法SD大鼠9只，立體定位下向右側運動皮層內注射1 mol/L MnCl2溶液014μl，分別于注藥前、注藥后24 h、48 h、72 h、7 d行7.0T micro-MR掃描，觀察皮質脊髓束及相關神經傳導束的走行。結果MnCl2皮質內注射后分時間段進行MR掃描可以完整地顯示活體大鼠皮質脊髓束從運動皮層、丘腦、大腦腳、腦

7、橋的走行區(qū)結構，24～48 h顯示最佳，部分Mn2+通過胼胝體到達對側運動皮層功能區(qū)。結論7.0TMn2+增強MR能夠清晰、動態(tài)地顯示大鼠皮層內神經傳導通路，Mn2+增強后的皮質脊髓束的解剖定位與Paxinos等大鼠解剖圖譜定位一致；MEMRI能夠顯示兩側大腦半球間的聯(lián)系，對活體研究大腦功能及損傷后腦的神經可塑性有重要的作用。
　　 第三部分活動誘導MEMRI（AIM-MRI）觀察大鼠皮層功能區(qū)的活動
　　 目的探討活動

8、誘導錳離子增強磁共振（AIM-MRI）檢測大鼠左側前爪皮層功能區(qū)的可行性及各種影響因素對于AIM-MRI的影響。方法25只SD大鼠按隨機數(shù)法隨機分為5組。A組，大鼠麻醉狀態(tài)下尾靜脈緩慢泵入100 mmol/L MnCl2生理鹽水溶液，30％甘露醇開放右側血腦屏障（BBB）后電流刺激左側前爪，然后行7.0T micro-MRI成像。B組實驗前腹腔給予鈣離子通道阻滯劑維拉帕米，C組左前爪不行電流刺激，D組不開放右側BBB，其余實驗方法與A組

9、一致。E組作為正常對照，直接MRI。另取6只SD大鼠，隨即分為輕度麻醉和重度麻醉組，每組3只。實驗方法與A組一致。結果磁共振圖像上A組右側皮層顯示左側前爪功能區(qū)強化，T1值減少。B-D組沒有顯示左前爪功能區(qū)的強化。輕度麻醉組大鼠右側皮層出現(xiàn)異常強化。結論麻醉狀態(tài)下開放BBB后電流刺激對側前爪，AIM-MRI可以清楚顯示大鼠前爪功能區(qū)。適當?shù)穆樽砩疃取BB開放、電流刺激、鈣離子通道的正常狀態(tài)是AIM-MRI的必要因素。AIM-MRI可以