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散斑血流成像專題⑥丨套用場景之腦皮層擴散性抑制

2024-06-10健康
問題探究: 腦皮層擴散性抑制(CSD)對蛛網膜下腔出血(SAH)模型小鼠腦皮層微迴圈的影響。 材料與方法: 將30只雄性C57小鼠(體重20~25g)隨機分為正常組、對照組、觀察組,每組10只。三組分別制作透明顱窗,正常組誘導窗滴KCl;對照組制作SAH模型、誘導窗滴NaCl;觀察組制作SAH模型、誘導窗滴KCl。觀察小鼠建模後1、3、5、7、14dCSD情況,同時觀察腦皮層微迴圈變化。 SAH模型的建立: 采用頸動脈內穿刺法構建SAH模型。小鼠透過1:3的氧氣與異氟烷進行麻醉後,固定於手術台。作頸部正中切口,體視學顯微鏡下逐層分離皮下組織,暴露頸總動脈(common carot⁃id artery,CCA)、頸外動脈(external carotid artery,ECA)和頸內動脈(internal carotid artery,ICA)。活結結紮ICA、CCA,牢固結紮ECA。從ECA結紮近心端將一根5-0穿刺線經ECA插入ICA,在穿刺入口近心端結紮,從ECA兩個結紮端離斷ECA。旋轉穿刺線,使穿刺方向由ICA至CCA,隨後將穿刺線往前推播至有輕微阻力感(約20mm),接著前進1~2mm,直到刺破大腦中動脈和大腦前動脈分叉處,迅速將尼龍線拔出。 小鼠透明顱窗及CSD誘導窗的制作: 小鼠眼球塗抹紅黴素,俯臥位固定在腦立體定向儀上,透過一個反饋式的加熱墊維持體溫在(37±0.5)℃。作頂部正中矢狀線切口,逐層暴露顱骨。在頂骨(避開冠狀縫、失狀縫)選取一個大小約為3mm×3mm的區域,用牙科鉆將此區域磨薄至均勻透明狀(用水濕潤後皮層血管清晰可見),磨薄後的顱骨厚度約為100μm。在同一側額骨,用用牙科鉆鉆孔(孔徑1mm×1mm,為誘導CSD視窗),保持硬腦膜完整。使用玻片覆蓋,周圍使用骨水泥填塞進行窗的保護。 誘導CSD的方法: 采用KCl誘導,用顯微註射器抽取1mol/L(雙蒸水配置,高溫高壓滅菌)的KCl溶液1μl從誘導窗中註入皮層,深度約2mm。對照組誘導窗內加入1μl生理鹽水。散斑影像和內源影像有動態變化,則成功誘導CSD後;沒有動態變化,則未誘導成功。 激光散斑血流成像和內源訊號成像: 模型制作後第1天對小鼠誘導前後10min內的變化進行成像,記錄實驗影像,並分析相關數據。散斑成像:將小鼠連同腦立體定向儀擺放在激光散斑成像處,使半導體激光器光源發出激光經過透鏡組擴束整形後的均勻光斑以一定的傾斜角照射在慢性觀察窗表面,記錄即時影像600s。內源訊號成像:將相機接頭連線至內源成像孔,調節儀器、參數,記錄即時影像600s。在影像記錄的過程中,從誘導窗加入1μlKCl,繼續觀察記錄影像。以後分別於模型建成後第3、5、7、14d各重復以上實驗一次。成像過程中利用散斑軟件計算同一處皮層微動脈血管管徑及同一區域局部腦血流量(regional cerebral blood flow,rCBF)。采用MATLAB軟件進行分析。觀察組、對照組小鼠均可以觀察到蛛網膜下腔記憶體在血液,可以證實頸內動脈穿刺法制造模型成功,正常組未見蛛網膜下腔出血。 1、內源訊號成像下CSD波形圖: 在內源下觀測CSD發生的過程,形成的影像利用MEATLAB加以分析,得出正常組1、3、5、7、14d所誘導的CSD波形圖。波形基本變化表現為上升、下降、上升,最後波幅遠高於基線以上的過程,與波長在600nm以下內源光下第一波CSD的特征基本一致。觀察組在1、3、5、7、14d所誘導的CSD波形圖,基本變化大致表現為上升、下降、上升的三相變化,但最後的波幅在基線以下或是略微高於基線,類似於第一波但不完全相似;有的也表現為下降、上升、下降、上升的四相變化,最後波幅明顯低於基線,類似於第二次CSD過程。與正常組相比,觀察組圖形的改變能反映:小鼠SAH後可能存在CSD,以至於誘導不出第一波CSD波形,誘導的波形是類似於第二波CSD以及第二波以後的CSD。對照組用NaCl誘導未產生CSD,波形圖表現為一條直線,皮層沒有電位變化。 2、散斑下腦皮層血流圖: 激光散斑圖顏色越紅代表該處血流速度越快,越藍代表該處血流速度越慢,再結合血管管徑從而得出該處腦血流量。各組血管管徑、rCBF的變化 對照組小鼠誘導前後血管管徑變化不明顯;正常組小鼠誘導CSD後血管管徑較前明顯增大;觀察組小鼠誘導CSD後血管管徑較前出現收縮。套用激光散斑成像技術監測SAH前後及不同病程中的腦皮層微迴圈改變,並且同時采用內源訊號光學成像即時追蹤CSD的動態變化過程,發現SAH後明顯出現自發性CSD,持續14d;而且,CSD會導致SAH後腦皮層血流下降、血管收縮;而正常生理情況下,CSD會使腦血流量增加,SAH後CSD引起腦血流量減少。
- 新一代激光散斑血流成像儀,型號:XR-X01,上海欣軟 -