本文選題：旋轉(zhuǎn)磁場 + 體感誘發(fā)電位��； 參考：《南方醫(yī)科大學》2014年碩士論文

【摘要】：研究背景 磁場能夠鎮(zhèn)痛已被大量的動物實驗及臨床研究所證實,對其相關(guān)的機制也進行了大量的科學研究,然而,磁場鎮(zhèn)痛機制復雜,目前確切的機制仍不完全清楚。疼痛的本質(zhì)是感覺神經(jīng)纖維上異位神經(jīng)電興奮的傳入,神經(jīng)興奮的機理是離子通道產(chǎn)生的以鈉離子為主的陽離子內(nèi)流,導致神經(jīng)軸突或細胞膜去極化,并向中樞傳導。形式上是電荷沿著神經(jīng)纖維傳導,這與電流沿著導線傳導十分相似。物理學上已知導線切割磁力線時,會產(chǎn)生電動勢,電動勢的方向遵守右手定律(楞次定律)。神經(jīng)既然也是導體,肯定也遵守右手定律,那么不妨大膽地假設：當神經(jīng)切割磁力線時,如果感生電動勢的方向與神經(jīng)傳導的方向相反,當電動勢足夠大時,神經(jīng)傳導可能被阻斷。 體感誘發(fā)電位(Somatosensory evoked potentials,SEPs)是連續(xù)刺激外周感覺神經(jīng)纖維在中樞神經(jīng)系統(tǒng)誘發(fā)的綜合電位活動,近年來,大多數(shù)學者認為由高強度刺激誘發(fā)的體感誘發(fā)電位能夠反應傷害刺激在中樞神經(jīng)系統(tǒng)的處理過程,并通過大量的實驗證明了體感誘發(fā)電位和人類主觀疼痛評分和動物的疼痛感覺具有很好的相關(guān)性,因此,體感誘發(fā)電位成為了一種量化疼痛的潛在方法。SEPs主要反映脊髓后索上行感覺纖維的傳導功能。當脊髓發(fā)生損傷或出現(xiàn)神經(jīng)功能障礙時,沿上行纖維傳導的神經(jīng)沖動數(shù)量將減少,同時神經(jīng)沖動的傳導速度也將出現(xiàn)明顯降低,在軀體感覺皮層上記錄的體感誘發(fā)電位將出波形的變化,表現(xiàn)為潛伏期延長,波幅減小。我們前期的動物研究證實了一定旋轉(zhuǎn)角速度的旋轉(zhuǎn)磁場作用于大鼠脊髓一定時間能夠顯著提高實驗大鼠的疼痛閾值,并推測大鼠疼痛閾值增高的機制可能是旋轉(zhuǎn)磁場切割大鼠脊髓神經(jīng)誘導出電場,進而阻斷感覺神經(jīng)纖維上動作電位的傳導。如果這一假設成立的話,我們可以推測,一定旋轉(zhuǎn)頻率的旋轉(zhuǎn)磁場作用于大鼠脊髓一定時間后,大鼠將出現(xiàn)體感誘發(fā)電位的變化(考慮到大鼠脊髓感覺神經(jīng)纖維傳導功能受抑制,體感誘發(fā)電位將出現(xiàn)潛伏期延長,波幅減小)。基于此,我們研究了不同旋轉(zhuǎn)頻率及不同作用時間的旋轉(zhuǎn)磁場對大鼠體感誘發(fā)電位的影響,現(xiàn)將研究內(nèi)容詳細闡述如下。 第一部分不同頻率的旋轉(zhuǎn)磁場對大鼠體感誘發(fā)電位的影響 [目的]觀察不同頻率的旋轉(zhuǎn)磁場對大鼠體感誘發(fā)電位潛伏期(Latency)和波幅(Amplitude)的影響,探討旋轉(zhuǎn)磁場鎮(zhèn)痛的神經(jīng)電生理機制。 [方法]在進行體感誘發(fā)電位記錄前,需先在大鼠顱骨上放置硬膜外電極,然后再對納入實驗的大鼠進行分組,各組大鼠按照分組情況給予相應的處理,分別在處理前、后記錄體感誘發(fā)電位。 引導電極的放置方法：以10%水合氯醛按300mg/Kg體重對大鼠進行腹腔麻醉,麻醉滿意后取俯臥位,牢固固定于大鼠腦立體定位儀上,予動物用剃毛器剃除顱頂周圍毛發(fā),予碘酊消毒頭皮2次,75%酒精脫碘3次,在顱頂皮膚作一長約2cm的正中切口,紗布壓迫止血,予組織剪剪開筋膜,暴露骨膜及顱骨,找到前囟及矢狀縫,予血管鉗夾持一花生米大小的棉球從中線向兩旁將骨膜與顱骨進行鈍性分離,紗布壓迫止血。在腦立體定位儀下找到大鼠右后肢在第一體感皮層代表區(qū)相對應于顱骨的位置(坐標為前囟后2.5mm,中線偏左2mm),此點即為記錄電極的放置點,同理確定參考電極的放置點(前囟前l(fā)0mm,中線偏左lmm),確定鉆孔點后,先將電動顱骨鉆鉆頭深度設為2mm,(大鼠顱骨厚度大約為2mm,防止鉆穿顱骨后鉆頭插入顱內(nèi)損傷大腦皮層),予小號無菌鉆頭小心進行鉆孔,邊鉆入邊觀察深度及顱骨情況,剛突破顱骨內(nèi)板時立即停止深入。將兩顆尖端直徑為1mm,阻抗為350-400Ω,長度為5mm的滅菌不銹鋼螺釘小心地擰入鉆孔內(nèi)(螺釘擰入深度約為2mm),使螺釘尖端剛好接觸硬腦膜,而不對大腦組織產(chǎn)生壓迫。電極放置完成后,用3-0可吸收縫線采用單純間斷縫合方法縫合頭皮切口,75%酒精再次消毒切口周圍皮膚。預防大鼠因失血出現(xiàn)低血容量,術(shù)后每只大鼠均皮下注射生理鹽水2m1,為確保實驗結(jié)果的可靠性,對所有的大鼠操作過程均相同且由同一術(shù)者完成。術(shù)后大鼠在溫暖舒適的環(huán)境中單籠飼養(yǎng),自由進食、進水,加速術(shù)后恢復。為防止術(shù)后大鼠傷口及顱內(nèi)感染,予硫酸慶大霉素按12mg/Kg體重每日肌注一次,持續(xù)7天。 實驗分組方法：共70只Sprague-Dawley純種雄性大鼠接受了引導電極放置手術(shù),至術(shù)后第7天時,納入實驗的大鼠共60只(未納入本實驗的10只大鼠中,其中2只因不能耐受手術(shù)死亡；2只飼養(yǎng)至第4天時頭皮電極脫落；另外6只因擰入螺釘電極過深至大腦組織受損,大鼠術(shù)后出現(xiàn)右下肢癱瘓癥狀)。將納入實驗的60只大鼠隨機分為6組,每組10只。各組分別為：(1)對照組：旋轉(zhuǎn)磁場發(fā)生器上的環(huán)形磁鐵換為大小及外形相同的鋁塊,該組大鼠接受旋轉(zhuǎn)頻率為100Hz的無磁性的鋁塊處理,余與實驗組完全相同；(2)100Hz組：接受旋轉(zhuǎn)頻率為100Hz的磁場處理；(3)125Hz組：接受旋轉(zhuǎn)頻率為125Hz的磁場處理；(4)150Hz組：接受旋轉(zhuǎn)頻率為150Hz的磁場處理；(5)175Hz組：接受旋轉(zhuǎn)頻率為175Hz的磁場處理；(6)200Hz組接受旋轉(zhuǎn)頻率為200Hz的磁場處理。上述各組的處理時間均為30分鐘。對照組大鼠以10%水合氯醛按300mg/Kg體重進行腹腔麻醉,分別記錄大鼠麻醉后10mins、20mins、30mins、45mins、60mins時體感誘發(fā)電位,以觀察麻醉對大鼠體感誘發(fā)電位的影響。同時記錄對照組大鼠在旋轉(zhuǎn)頻率為100Hz的無磁性的鋁塊處理前、后的體感誘發(fā)電位。實驗組大鼠以10%水合氯醛按300mg/Kg體重進行腹腔麻醉后,按實驗分組情況分別接受旋轉(zhuǎn)頻率為100Hz、125Hz、150Hz、175Hz、200Hz的磁場處理,并于磁鐵旋轉(zhuǎn)前和磁鐵旋轉(zhuǎn)停止即刻記錄大鼠體感誘發(fā)電位,在磁鐵旋轉(zhuǎn)前記錄的體感誘發(fā)電位作為各組的基線值。體感誘發(fā)電位記錄方法：于大鼠右后肢大腿中部后側(cè)坐骨神經(jīng)行程部位插入兩根22-gauge的銀針電極,作為刺激電極,兩電極相距5mm,并與刺激器相連接。在大鼠尾根部插入一根22-gauge的銀針電極,作為接地電極并連接于放大器上,分別將記錄電極和參考電極連接于放大器上。采用波寬0.1mms,頻率3Hz,強度0.4～1mA的電壓方波脈沖刺激大鼠右后肢,以使后肢出現(xiàn)明顯抖動的強度為準,所有數(shù)據(jù)使用Neuroscan的Synamps2放大器(Compumedics公司,澳大利亞)記錄,采樣率為20kHz,濾波范圍為10-500Hz,分析時間為30ms,平均100次。 [結(jié)果]對照組中的10只大鼠在10%水合氯醛按300mg/Kg體重進行腹腔注射麻醉后,在60mins時間范圍內(nèi),各記錄時間點之間體感誘發(fā)電位潛伏期(F=3.515,P=0.083)、和波幅(F=3.459,P=0.058)無顯著差異。 磁場處理前,各組實驗大鼠的體感誘發(fā)電位潛伏期之間無顯著差異(F(5,54)=1.192,P=0.325),經(jīng)磁場處理后,各組實驗大鼠的體感誘發(fā)電位潛伏期之間存在顯著差異(F(5,54)=3.477,P=0.009),其中各實驗組體感誘發(fā)電位潛伏期與對照組相比,均存在顯著性差異(P0.01)各實驗組之間體感誘發(fā)電位潛伏期無顯著性差異(P0.05)；經(jīng)旋轉(zhuǎn)磁場處理后,各實驗組大鼠體感誘發(fā)電位潛伏期與基線值(處理前的SEPs潛伏期)相比,差異具有顯著性(P0.01)；對照組大鼠的體感誘發(fā)電位潛伏期與基線值相比無顯著差異(P=0.687)；Spearman相關(guān)性分析提示磁場旋轉(zhuǎn)頻率與體感誘發(fā)電位潛伏期之間存在顯著正相關(guān)關(guān)系(r=0.287,P=0.026)。 磁場處理前,各組實驗大鼠的體感誘發(fā)電位波幅之間無顯著差異(F(5,54)=1.563,P=0.186),經(jīng)磁場處理后,各組實驗大鼠的體感誘發(fā)電位波幅之間存在顯著差異(F(5,54)=8.139,P0.01),其中150Hz組、175Hz組、200Hz組的實驗大鼠體感誘發(fā)電位波幅與對照組相比,差異具有顯著性,且該三組之間存在顯著性差異(P0.01)；100Hz組、125Hz組的實驗大鼠體感誘發(fā)電位波幅與對照組相比,差異無顯著性(P0.05)；經(jīng)旋轉(zhuǎn)磁場處理后,各實驗組大鼠體感誘發(fā)電位波幅與基線值(處理前的SEPs波幅)相比,差異具有顯著性(P0.01)；對照組大鼠的體感誘發(fā)電位波幅與基線值相比,差異有顯著性(P0.01)；Spearman相關(guān)性分析提示磁場旋轉(zhuǎn)頻率與體感誘發(fā)電位波幅之間存在顯著負相關(guān)關(guān)系(r=-0.678,P=0.000)。 [結(jié)論]在本實驗中,10%水合氯醛按300mg/Kg體重進行腹腔注射麻醉對實驗大鼠的體感誘發(fā)電位潛伏期和波幅均無顯著影響,實驗中體感誘發(fā)電位的變化與麻醉無關(guān)。在一定的旋轉(zhuǎn)頻率范圍內(nèi),作用相同的時間,旋轉(zhuǎn)磁場對大鼠體感誘發(fā)電位具有顯著的抑制作用,隨著磁場旋轉(zhuǎn)頻率的增高,體感誘發(fā)電位受抑制程度增大,且磁場旋轉(zhuǎn)頻率與體感誘發(fā)電位的波幅之間的相關(guān)性要強于其與潛伏期之間的相關(guān)性。對同一旋轉(zhuǎn)頻率的磁場,體感誘發(fā)電位潛伏期要比波幅敏感。 第二部分旋轉(zhuǎn)磁場作用時間對大鼠體感誘發(fā)電位的影響 [目的]觀察旋轉(zhuǎn)磁場作用時間對大鼠體感誘發(fā)電位潛伏期(Latency)和波幅(Amplitude)的影響,探討旋轉(zhuǎn)磁場鎮(zhèn)痛的神經(jīng)電生理機制。 [方法]在進行體感誘發(fā)電位記錄前,需先在大鼠顱骨上放置硬膜外電極,然后再對納入實驗的大鼠進行分組,各組大鼠按照分組情況給予相應的處理,分別在處理前、后記錄體感誘發(fā)電位。 引導電極的放置方法：詳見實驗一。 實驗分組方法：共75只Sprague-Dawley純種雄性大鼠接受了引導電極放置手術(shù),至術(shù)后第7天時,納入實驗的大鼠共70只(未納入本實驗的5只大鼠中,其中1只因不能耐受手術(shù)死亡；2只飼養(yǎng)至第3天時頭皮電極脫落；另外2只因擰入螺釘電極過深至大腦組織受損,大鼠術(shù)后出現(xiàn)右下肢癱瘓癥狀)。將納入實驗的70只大鼠隨機分為7組,每組10只。各組分別為：(1)對照組：旋轉(zhuǎn)磁場發(fā)生器上的環(huán)形磁鐵換為大小及外形相同的鋁塊,該組大鼠接受無磁性的旋轉(zhuǎn)鋁塊處理10mins,余與實驗組完全相同；(2)10mins組：接受旋轉(zhuǎn)磁場處理10mins;(3)20mins組：接受旋轉(zhuǎn)磁場處理20mins;(4)30mins組：接受旋轉(zhuǎn)磁場處理30mins;(5)停后10mins組：接受旋轉(zhuǎn)磁場處理30mins停后10mins;(6)停后20mins組：接受旋轉(zhuǎn)磁場處理30mins停后20mins;(7)停后30mins組：接受旋轉(zhuǎn)磁場處理30mins停后30mins.由實驗一可知,磁場旋轉(zhuǎn)頻率高于150Hz的實驗組大鼠體感誘發(fā)電位潛伏期和波幅均發(fā)生顯著變化,因此在本實驗中,各實驗組的磁場旋轉(zhuǎn)頻率設為175Hz。分別記錄各組在磁場處理前和處理后相應的各時間點的體感誘發(fā)電位,磁場處理前獲得的體感誘發(fā)電位數(shù)據(jù)作為基線值。 體感誘發(fā)電位記錄方法：于大鼠右后肢大腿中部后側(cè)坐骨神經(jīng)行程部位插入兩根22-gauge的銀針電極,作為刺激電極,兩電極相距5mm,并與刺激器相連接。在大鼠尾根部插入一根22-gauge的銀針電極,作為接地電極并連接于放大器上,分別將記錄電極和參考電極連接于放大器上。采用波寬0.1ms,頻率3Hz,強度0.4-1mA的電壓方波脈沖刺激大鼠右后肢,以使后肢出現(xiàn)明顯抖動的強度為準,使用Neuroscan的Synamps2放大器(Compumedics公司,澳大利亞)記錄數(shù)據(jù),采樣率為20kHz,濾波范圍為10-500Hz,分析時間為30ms,平均100次。 [結(jié)果]磁場處理前,各組實驗大鼠的體感誘發(fā)電位潛伏期之間無顯著差異(F(6,63)=2.220,P=0.052),經(jīng)磁場處理后,各組實驗大鼠的體感誘發(fā)電位潛伏期之間存在顯著差異(F(6,63)=5.896,P=0.000),其中10mins組、20mins組、30mins組、停后10mins組與對照組相比,體感誘發(fā)電位潛伏期具有顯著性差異(P0.01)；停后10mins停后30mins組與對照組相比,差異無顯著性(P0.05)；10mins組、20mins組、30mins組、停后10mins組之間體感誘發(fā)電位潛伏期無顯著性差異(P0.05)；經(jīng)旋轉(zhuǎn)磁場處理后,各實驗組大鼠體感誘發(fā)電位潛伏期與基線值(處理前的SEPs潛伏期)相比差異具有統(tǒng)計學意義(P0.01)；對照組大鼠的體感誘發(fā)電位潛伏期與基線值相比,差異無顯著性；Spearman相關(guān)性分析提示：磁場處理時間(0、10、20、30mins)與體感誘發(fā)電位潛伏期之間存在顯著正相關(guān)關(guān)系(r=0.440,P=0.005),磁場處理后各時間點(處理后10、20、30mins)與體感誘發(fā)電位潛伏期之間存在顯著負相關(guān)關(guān)系(r=-0.524,P=0.003)。 磁場處理前,各組實驗大鼠的體感誘發(fā)電位波幅之間無顯著差異(F(6,63)=1.249,P=0.294),經(jīng)磁場處理后,各組實驗大鼠的體感誘發(fā)電位波幅之間存在顯著差異(F(6,63)=16.367,P=0.000),除停后30mins組外,余實驗組大鼠體感誘發(fā)電位波幅與對照組相比,差異具有統(tǒng)計學意義(P0.01)；停后30mins組與10mins組、20mins組、30mins組、停后10mins、20mins組相比,差異具有顯著性(P0.01)；經(jīng)旋轉(zhuǎn)磁場處理相應的時間后,各實驗組大鼠體感誘發(fā)電位波幅與基線值(處理前的SEPs波幅)相比,差異具有顯著性(P0.01)；對照組大鼠的體感誘發(fā)電位波幅與基線值相比,差異無顯著性(P0.05)；Spearman相關(guān)性分析提示：磁場處理時間(0、10、20、30mins)與體感誘發(fā)電位波幅之間存在顯著負相關(guān)關(guān)系(r=-0.579,P=0.000),磁場處理后各時間點(處理后10、20、30mins)與體感誘發(fā)電位波幅之間存在顯著正相關(guān)關(guān)系(r=0.689,P=0.000)。 [結(jié)論]一定頻率的旋轉(zhuǎn)磁場處理大鼠一定時間后,大鼠體感誘發(fā)電位被顯著抑制,其抑制程度隨旋轉(zhuǎn)磁場作用時間延長而增大；旋轉(zhuǎn)磁場停止處理后,隨著恢復時間延長大鼠體感誘發(fā)電位可緩慢恢復至磁場處理前水平,其中潛伏期恢復要比波幅早。
[Abstract]:......
【學位授予單位】：南方醫(yī)科大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：R402

【參考文獻】

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本文編號：2092781