【摘要】： 本研究通過比較四種不同麻醉藥物腹腔注射,對(duì)比觀察麻醉效果及血流動(dòng)力學(xué)、血?dú)庾兓?探討適合本研究的最佳腹腔注射麻醉藥物;調(diào)試并建立大鼠全腦的fMRI掃描序列參數(shù)、鼠腦空間標(biāo)準(zhǔn)化的方法;運(yùn)用fMRI腦功能成像技術(shù)觀察在重復(fù)的傷害性電刺激下,中樞傷害性刺激加工網(wǎng)絡(luò)的激活變化特點(diǎn),為連續(xù)、動(dòng)態(tài)的監(jiān)測(cè)傷害性刺激加工網(wǎng)絡(luò)提供方法學(xué)上的支持并奠定前期的試驗(yàn)基礎(chǔ),同時(shí)也為全麻藥物、鎮(zhèn)痛藥物中樞效應(yīng)的可視化監(jiān)測(cè)提供前期方法學(xué)上的探索。 第一部分不同全麻藥物腹腔注射麻醉效果及血流動(dòng)力學(xué)、血?dú)庾兓?目的比較四種麻醉藥物腹腔注射麻醉效果及血流動(dòng)力學(xué)、血?dú)庾兓?確定適用本研究的最佳麻醉藥物。 方法隨機(jī)表法將SD大鼠分為4組,每組12只。A組大鼠以丙泊酚腹腔注射麻醉,劑量80mg/kg;B組以氯胺酮腹腔注射麻醉,劑量75mg/kg;C組以2%戊巴比妥鈉腹腔注射麻醉,劑量40mg/kg;D組大鼠以10%水合氯醛腹腔注射麻醉,劑量300mg/kg。行鼠尾連續(xù)傷害性電刺激,刺激參數(shù):脈沖寬度300μs,恒定電流3.8mA(產(chǎn)生傷害性刺激電流),刺激頻率3Hz。觀察在麻醉后10min、刺激后15min、30min、清醒后5min記錄體溫(T)、呼吸(R)、平均動(dòng)脈壓(MAP)、心率(HR),經(jīng)股動(dòng)脈抽血0.3ml檢測(cè)pH、PaO_2、PaCO_2,觀察麻醉后、電刺激期間的呼吸、心率、MAP及血?dú)獾母淖儭?結(jié)果 1.四組大鼠麻醉前后體溫均維持在37℃—38℃之間。A組呼吸頻率在刺激后15min明顯低于清醒后呼吸頻率(P＜0.05);C組、D組呼吸頻率在麻醉后10min,均低于其他各時(shí)間點(diǎn)的呼吸頻率(P＜0.05);B組大鼠各時(shí)間點(diǎn)的呼吸頻率穩(wěn)定,差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)。A、C、D組大鼠麻醉后10min HR明顯低于清醒后心率(P＜0.05);B組麻醉后及刺激期間心率明顯高于清醒后心率(P＜0.05)。A、C、D組麻醉后10min的MAP明顯低于刺激后15min、刺激后30min、清醒后30min的MAP(P＜0.05);B組麻醉后及刺激期間MAP明顯高于清醒后MAP(P＜0.05)。 2.各組pH值在各時(shí)間點(diǎn)均無明顯變化,差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)。A、C、D組的PaO_2在麻醉后10min較清醒后明顯降低,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)。各組PaCO_2在各時(shí)間點(diǎn)比較,差異無顯著性意義(P＞0.05)。C組麻醉后10min于其他各組同時(shí)間點(diǎn)比較PaO_2明顯降低,PaCO_2明顯增高(P＜0.05)。 3.D組的起效時(shí)間為(3.56±1.01)min,明顯較A、B、C組起效時(shí)間短,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.01);C組的起效時(shí)間明顯較A組和B組起效時(shí)間短,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)。D組的蘇醒時(shí)間為(76.54±15.48)min,明顯長于A、B、C組,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.01);C組的蘇醒時(shí)間明顯長于A組和B組(P＜0.05)。 結(jié)論四種麻醉藥物腹腔注射,均安全有效,大鼠的HR、MAP、血?dú)夥治鼍谡７秶?0%水合氯醛300mg/kg腹腔注射麻醉效果確切,麻醉維持時(shí)間最長,麻醉期間呼吸、循環(huán)、血?dú)夥治鼋Y(jié)果穩(wěn)定,是大鼠磁共振掃描的很好的麻醉方法。 第二部分fMRI用于傷害性刺激加工網(wǎng)絡(luò)的可視化研究 目的本研究擬采用連續(xù)的fMRI成像方法,探討在全麻狀態(tài)不同麻醉間期傷害性電刺激時(shí)中樞加工網(wǎng)絡(luò)的激活規(guī)律。 方法根據(jù)經(jīng)皮電刺激的部位將SD大鼠隨機(jī)分為兩組(n=24),T組刺激鼠尾,LF組刺激左前爪。10%水合氯醛腹腔注射麻醉后行fMRI腦功能成像。采用組塊設(shè)計(jì)的fMRI試驗(yàn)方法,每次fMRI成像共掃描110個(gè)全腦圖象,組成5個(gè)Block,每次掃描時(shí)間3分55秒。電刺激方由有靜息和刺激交替進(jìn)行(off-on-off-on-off),即:靜息30個(gè)scan,刺激10個(gè)scan,靜息30個(gè)scan,刺激10個(gè)scan,靜息30個(gè)scan。每次掃描結(jié)束后,間歇5min,行下一次掃描,刺激方式相同,重復(fù)掃描4個(gè)循環(huán)。采用SPM統(tǒng)計(jì)軟件行功能像分析處理,比較不同麻醉間期傷害性刺激中樞處理網(wǎng)絡(luò)的激活情況。 結(jié)果 1各組試驗(yàn)前后HR、MAP、血?dú)獾淖兓?2組試驗(yàn)大鼠均順利完成試驗(yàn),實(shí)驗(yàn)過程麻醉平穩(wěn),連續(xù)4個(gè)循環(huán)的傷害性刺激頭動(dòng)均在可以控制的范圍之內(nèi)。2組試驗(yàn)前HR、MAP、pH、PaO2、PaCO2均處于同一水平,試驗(yàn)結(jié)束時(shí)2組的HR、MAP均明顯高于試驗(yàn)前,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)。2組試驗(yàn)前后的pH、PaO2、PaCO2均在正常范圍,差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)。表明2組MRI掃描期間生理指標(biāo)處于穩(wěn)定狀態(tài),大鼠腦血流的灌注均在同一水平,試驗(yàn)數(shù)據(jù)具有可比性。 2不同麻醉間期鼠尾、左前爪傷害性刺激腦中樞激活情況 本研究表明,在不同的麻醉間期,對(duì)大鼠尾、左前爪行傷害性電刺激,腦中樞的激活均不完全一致。SPM統(tǒng)計(jì)參數(shù)圖在閾值0.005水平,傷害性電刺激在中樞激活的主要腦區(qū)包括:初級(jí)感覺皮質(zhì)(primarysomatosensory cortex,SⅠ)、次級(jí)感覺皮質(zhì)(sencondly somatosensorycortex,SⅡ)、運(yùn)動(dòng)皮質(zhì)(Motor cortex,MC)、中腦(midbrain)、紋狀體(caudate putamen(striatum),Cpu)、視覺皮質(zhì)(visualcortex,VC)、前扣帶回(anterior cingutate,Cg)、后扣帶回皮質(zhì)(retrosplenial granular cortex,RSG)、丘腦(thamulus,Th)、海馬(Hippocamps,HIP)、杏仁核(amygdaloid nucleus,AN)、伏膈核(accumbens nucleus,Acb)、橋腦(Pons,Po)、延髓(medullaoblogata,MO)、下丘(inferior colliculus,IC)、小腦(Cerebellum)。 3 2組不同時(shí)間段各腦區(qū)激活發(fā)生率及激活腦區(qū)數(shù)目比較 本研究表明,2組不同時(shí)間段的各腦區(qū)激活的發(fā)生率不是完全一致的,廣義混合線性模型統(tǒng)計(jì)學(xué)分析可以得到:兩組Cg、Cpu、Hip、SⅡ、Th在A時(shí)間段的激活率明顯高于D時(shí)間段,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05);T組AN、Cerebellum在A時(shí)間段的激活率明顯高于D時(shí)間段,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05);LF組VC的激活率在A時(shí)間段的激活率明顯高于D時(shí)間段,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05);LF組Th的激活率在A時(shí)間段的激活率明顯高于C時(shí)間段,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)。廣義混合線性模型統(tǒng)計(jì)學(xué)分析兩組不同時(shí)間段激活數(shù)目情況:兩組D時(shí)間段的總的激活數(shù)目明顯低于A、B、C時(shí)間段,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義;兩組C時(shí)間段總的激活數(shù)目明顯低于A、B時(shí)間段,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)。LF組的D時(shí)間段的激活數(shù)目明顯低于同組A、B、C時(shí)間段,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05);LF組的C時(shí)間段的激活數(shù)目明顯低于同組A、B時(shí)間段,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05);LF組的B時(shí)間段的激活數(shù)目明顯低于同組A時(shí)間段,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)。T組的D時(shí)間段的激活數(shù)目明顯低于同組A、B、C時(shí)間段,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)。 4 2組不同麻醉間期fMRI圖像的組分析結(jié)果 SPM組分析結(jié)果:T組在不同麻醉間期均存在右側(cè)SⅠ、SⅡ、后扣帶回皮質(zhì)(RSG)、杏仁核(AN)的激活,其中在A時(shí)間段還可以見到右側(cè)腹后外側(cè)丘腦核(ventral posterolateral thalamic nucleus,VPL)的激活;LF組在不同麻醉間期均存在伏膈核(AcASH)、右側(cè)SⅠ、右側(cè)腹后外側(cè)丘腦核(ventral posterolateral thalamic nucleus,VPL)及后扣帶回皮質(zhì)(RSG)的激活;2組大鼠在D時(shí)間段各激活腦區(qū)的體積在四個(gè)時(shí)間段中比較最小,提示在連續(xù)3個(gè)時(shí)間段的電刺激后,中樞對(duì)電刺激引起的軀體感覺傳導(dǎo)通路及加工網(wǎng)絡(luò)的BOLD信號(hào)響應(yīng)減弱。 5 2組A、D時(shí)間段激活差異比較 本研究運(yùn)用SPM的減法原則,分析2組A、D時(shí)間段激活的差異,在threshhold 0.05水平,T組A時(shí)間段fMRI激活區(qū)減去D時(shí)間段fMRI激活區(qū),有差異的激活區(qū)為蒼白球(ventral pallidum,VP)、左側(cè)SⅡ、海馬CA1區(qū)(field CA1 of the hippocampus,CA1);LF組A時(shí)間段fMRI激活區(qū)減去D時(shí)間段fMRI激活區(qū),有差異的激活區(qū)為基底外側(cè)杏仁核(BLA)、導(dǎo)水管灰質(zhì)(PAG)、中央杏仁核(CMe)、頂蓋前核(anterior pretectal nucleus,APtn)。而2組D時(shí)間段fMRI激活區(qū)減去A時(shí)間段fMRI激活區(qū),則基本沒有差異的激活。 結(jié)論 不同麻醉間期、不同刺激部位大鼠中樞痛覺處理網(wǎng)絡(luò)的激活不完全一致。刺激鼠尾以右側(cè)SⅠ、SⅡ、后扣帶回皮質(zhì)(RSG)、杏仁核(AN)的激活為主,刺激左前爪以伏膈核(AcbSH)、右側(cè)SⅠ、右側(cè)腹后外側(cè)丘腦核(ventral posterolateral thalamic nucleus,VPL)及后扣帶回皮質(zhì)(RSG)為主。在傷害性刺激的早期,即有中樞下行抑制系統(tǒng)的激活,這些區(qū)域包括:蒼白球(ventral pallidum,VP)、左側(cè)SⅡ、海馬CA1區(qū)(field CA1 of the hippocampus,CA1);基底外側(cè)杏仁核(BLA)、導(dǎo)水管灰質(zhì)(PAG)、中央杏仁核(CMe)、項(xiàng)蓋前核(anterior pretectal nucleus,APtN)。在連續(xù)的經(jīng)皮電刺激后,中樞傷害性刺激加工網(wǎng)絡(luò)BOLD信號(hào)響應(yīng)會(huì)出現(xiàn)減弱的情況,這可能與中樞的痛覺下行調(diào)制系統(tǒng)的抗痛效應(yīng)有關(guān)。 SⅠ、SⅡ、后扣帶回皮質(zhì)(RSG)、杏仁核(AN)及伏膈核(AcbSH)、右側(cè)SⅠ、右側(cè)腹后外側(cè)丘腦核(ventral posterolateral thalamicnucleus,VPL)及后扣帶回皮質(zhì)(RSG)可作為fMRI可視化監(jiān)測(cè)麻醉狀態(tài)下傷害性加工網(wǎng)絡(luò)的主要腦區(qū);做為一種為整體、動(dòng)態(tài)的監(jiān)測(cè)全麻狀態(tài)下中樞傷害性刺激加工網(wǎng)絡(luò)的可視化監(jiān)測(cè)方法,有很好的開發(fā)應(yīng)用前景。
【圖文】：

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這在且吐咫實(shí)驗(yàn)中尤為明顯。這一步就是把一個(gè)實(shí)驗(yàn)序列中的每一幀圖像都和這個(gè)序列的第一幀圖像按照一定的算法做對(duì)齊，以矯正頭動(dòng)。做完這一步，能給出該序列中大鼠的頭動(dòng)情況，以作為是否放棄該數(shù)據(jù)的依據(jù)。圖4中的腸皿slation表示被試頭部在X，Y，Z三個(gè)方向的平動(dòng)，分別用紅、綠、藍(lán)三種顏色表示。Rotation表示被試頭部在實(shí)驗(yàn)過程當(dāng)中繞X，Y，，Z三條軸的轉(zhuǎn)動(dòng)角度。橫坐標(biāo)代表這個(gè)序列所采集的所有圖像，縱坐標(biāo)表示的是偏移量和偏轉(zhuǎn)角度，分別以毫米和度為單位。若頭動(dòng)的最大平移超過2~，最大旋轉(zhuǎn)頭動(dòng)在X
【學(xué)位授予單位】：中南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號(hào)】：R445.2

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2657323