光學(xué)成像研究大鼠皮層激活與缺血后的血流動態(tài)變化.pdf

1、腦是高度依賴持續(xù)血流供應(yīng)的器官，腦組織中存在著精巧的神經(jīng)血管調(diào)節(jié)機制來穩(wěn)定地維持大腦正常生理功能活動所需的能量和氧。生理狀態(tài)下，這種神經(jīng)血管耦合調(diào)節(jié)機制(也稱為功能性充血)是腦功能成像信號的基礎(chǔ)，而在缺血等病理狀態(tài)下，這種血管調(diào)節(jié)機制就會被影響和破壞，進而造成腦功能的失活和組織的損傷。對這種生理和缺血狀態(tài)下血流調(diào)節(jié)分布規(guī)律以及內(nèi)在機制的深入探討，對理解功能成像探測信號的神經(jīng)生理基礎(chǔ)，確立缺血半暗帶的診斷標準以及尋找新的缺血治療作用靶點有

2、著重要的科學(xué)和臨床意義。內(nèi)源信號光學(xué)成像與激光散斑成像等光學(xué)成像手段可以同時提供非常好的時間和空間分辨率，已被廣泛應(yīng)用于神經(jīng)組織血流動力學(xué)過程的監(jiān)測中，為常規(guī)的腦功能成像研究提供了新的信息以及有益的補充。在本文中，我們聯(lián)合應(yīng)用內(nèi)源信號光學(xué)成像與激光散斑成像技術(shù)監(jiān)測了皮層在外周傷害性刺激誘發(fā)的功能激活狀態(tài)下血容量的動態(tài)變化過程，皮層微小缺血和再灌注后的血流調(diào)節(jié)分布特征，以及微小缺血后皮層自發(fā)擴散性抑制波(Spreading depress

3、ion,SD)的區(qū)域異質(zhì)性與其局部血流灌注水平之間的聯(lián)系。主要研究內(nèi)容和結(jié)論如下：
　　 ⑴利用內(nèi)源信號光學(xué)成像方法監(jiān)測了不同強度外周神經(jīng)刺激在大鼠對側(cè)初級軀體感受皮層激活的血容量相關(guān)時空響應(yīng)模式，發(fā)現(xiàn)了傷害性刺激和非傷害性刺激所激活的功能性充血早期響應(yīng)空間模式的差異性。傷害性刺激誘發(fā)的空間響應(yīng)范圍可明顯地擴展到鄰近動脈分支供應(yīng)區(qū)域，同時在激活皮層區(qū)域周圍誘發(fā)出更明顯的光強上升信號。鎮(zhèn)痛劑芬太尼可以顯著減少傷害性刺激響應(yīng)的空間范

4、圍和峰值幅度。以上結(jié)果表明初級軀體感受皮層參與了傷害性刺激的傳導(dǎo)與調(diào)制過程，激活區(qū)域周圍的反信號可能可能影響了功能成像研究結(jié)果的一致性。
　　 ⑵提出了一種新的皮層微小缺血再灌注模型，可以方便地實現(xiàn)結(jié)扎微動脈的再通，在先前的缺血中心區(qū)域形成充分的再灌注。利用激光散斑成像方法，在成像皮層區(qū)域可以明確地觀察到整個重度缺血中心區(qū)域，半暗帶區(qū)域以及部分的正常腦實質(zhì)組織。在再灌注24小時后可出現(xiàn)明顯的再通后高灌注現(xiàn)象。此外這種新模型還可以

5、部分地限制目標缺血區(qū)域周圍的側(cè)枝循環(huán)，使得缺血的區(qū)域更加局限地定位于特定的功能區(qū)域中，因而適用于光學(xué)成像方法來研究神經(jīng)血管耦合、再灌注損傷以及中風(fēng)康復(fù)機制。
　　 ⑶結(jié)合激光散斑成像與內(nèi)源信號光學(xué)成像技術(shù)，發(fā)現(xiàn)了微小缺血后皮層自發(fā)SD波相關(guān)光信號與局部血流水平之間的相關(guān)性，提出SD 波相關(guān)光信號的綜合特征參數(shù)可以反映腦組織缺血后血流分布的四種狀態(tài)：光強波動不明顯的區(qū)域已處于梗死狀態(tài)；以顯著光強上升相為主的區(qū)域為趨于梗死的半暗帶組