核磁共振研究
MRI研究:核磁共振研究在術后3、6、9、12個月,用0.4T永磁儀。檢查系列包括T1(350/25),T2O(5000/119),視野150mm,5mm厚度層面,256*256矩陣,以及4個激發點。掃描時間為5-6分鐘。所有的動物在俯臥位掃描,頸段被放置在線圈的中央,位于靜態磁場的等中心點。
脊髓的橫斷面積和壓迫率,由運用MR圖像數字轉化儀,T1加權像矢狀面通過最大壓迫水平的區域獲得。壓迫率由前后直徑脊髓的橫斷面的直徑。將實驗組和對照組的脊髓的壓迫率和橫斷面積進行比較。
髓內高信號區域的有無用T2加權性像來檢查。定量測量由ROI技術來測量頸段脊髓的高信號。所有序列的SDNRS被用來評價頸段脊髓來評價脊髓和其椎管內的周圍組織。SDNRS由單獨測量脊髓的信號強度(平均ROI)評價和頸部外階段分碼方向,包括重影偽影。兩種獲得的變量的區別在于在同一圖像中。
組織病理學的檢查:
在MR圖像研究后,所有大鼠被處死用來做組織病理學檢查。所有的動物用4%的甲醛主動脈內灌注固定。頸脊柱被取下,并固定在相同溶液中1周。標本用0.5m乙二胺酸脫鈣,和用石標準程序蠟包埋。光學顯微鏡下標本從C2到C7,頭段到尾端橫斷面切除,共600片,每片5μm厚。每個的第10片尼氏染色,在每個染色片段顯微拍照包含整個腹角。
運動神經元,被識別出有大核仁,以及發育好的致密染色的尼氏體。核仁,正常中央,包含與周圍的細胞核正常分界。為了獲得,。為了獲得精確的神經元計數,沒有遺漏或重復,我們選擇切片5μm厚度,留下5微米的距離,基于以下立體考慮:典型的大核仁直徑大約5μm,而且這個直徑是一致;選擇切片的厚度和間隔厚度5μm球形核仁,這意味著每個切片將包含核仁的完整輪廓,他們的中央在在切片之外2.5μm之內。因此計數運動神經元的核仁,這些核仁出現在5μm厚度的視野中,這些核仁中央局限在5μm之內在每個切片中央的每邊上,因此在切片間留5μm的間隔意味著立體計數能夠避免運動神經元數目的遺漏或者重復。
統計分析:
數據統計:數據用均數+標準誤表達。BBB評分,最大跑步機速度,感覺評價,MR圖像研究的統計數據,運動神經元的數目運用非參數比較(Wilcoxon’s rank sum test),用spss11。p<0.05.
結果:術后,動物均體健,無任何感染。對照組和實驗組術后12個月的生存率分別在76.9%和71.4%。它們的體重增長快速,從手術時的51+-1.1克,三個月后到481.7
– 14.7 g (control rats), or to465.0 – 19.8 g (CCS model
rat)。隨后,兩組體重均增加,12個月后,對照組和實驗組體重分別增加至706.7 – 43.2 g and 679.1 – 43.9
g。兩組生長無顯著差異。
神經功能結果:
在術后3,6,9,12個月時,檢測神經功能。在3個月和6個月時,沒有大鼠出現脊髓病癥狀,BBB評分和最大跑步機速度類似于對照組。10只實驗組的大鼠中的2只出現了BBB評分和最大跑步機速度下降,術后12個月,所有實驗組的動物均出現了脊髓病癥狀。術后12個月實驗組BBB評分實驗組(17.3
–+ 1.6)低于對照組的(20.8 +– 0.4),實驗組的最大跑步機速度(21.7 – +4.5m/min),低于對照組的(33.3
–+3.5m/min)。在von frey
纖維測試中,實驗組的大鼠有著和對照組大鼠類似的過程,一直到術后6個月。3只出現了前肢和后肢的輕微的感覺麻木。隨后,12個月后,所有的實驗組模型,前肢的反應頻率下降了(26.0
–+12.6%),后肢的反應頻率下降了(21.0 –+ 23.8%)。
核磁共振:
核磁共振檢查在頸椎模型后3/6/12個月時進行。在MR圖像上,從6個月開始,CCS模型動物的脊髓逐漸變平,一直惡化至12個月時。從脊髓矢狀位T1像獲得的脊髓橫截面積減少,運動神經元數目的減少。(表1和圖片5)。在所有的CCS模型大鼠白質顯示髓鞘破壞,和海綿狀軸索退變。病理改變發生主要在壓縮區域下方。
組織病理結果:一種慢性頸段脊髓壓迫的大鼠模型的建立:神經功能行為、放射學及病理結果的變化
討論:
頸髓病是壓迫性脊髓病最嚴重的后果,例如椎關節強硬,韌帶骨化,椎管狹窄,和椎間盤突出癥,但是他的病理細節沒有被理解。一個原因就是實驗動物的滿意的慢性頸脊髓受壓模型沒有建立起來。目前為止,大量的方法運用于產生脊髓壓迫損傷;不管怎么樣,大多數有有用的模型僅僅適用于急性或亞急性壓迫損傷,運用錐板切除形成脊髓損傷,因此硬脊膜組織,血管損傷和疤痕組織形成。沒有合適動物模型用來分析慢性頸髓壓迫的效應。其他模型,包括腫瘤細胞的移植,螺釘的漸進性擰緊,擴張性薄片的移植,脊柱韌帶骨化基因大鼠。這些模型有一些缺點,例如腫瘤模型生長過快,硬膜外組織損傷在直接薄片或者螺釘移植、基因敲出小鼠壓迫點缺乏選擇性,可能發生在C1-C2以外的椎體。在我們模型,聚乙烯線利用椎管本身的生長,深陷在擴大的椎管中,這將漸進性脊髓壓迫。產生頸髓壓迫,而沒有在椎管上實施手術,因此硬膜外組織沒有損傷,錐板切除的疤痕組織沒有發生。大鼠和人類的骨成熟分別是大約3-4個月大,和13-16歲大。大鼠和人類的脊髓生長完成大約在出生后3個月和18歲因此,3周大小的大鼠和12個月相對應與人類的青少年和老年。一些研究已經發現了人類的壓迫性脊髓的形態學在CT或者MRI影像與臨床癥狀的關系。據報道,如果通過CT影像學和核磁共振成像確診時脊髓橫截面積少于55-75%時,脊髓就不能耐受。另外,人類頸髓壓迫的典型特點是,在引起脊髓壓迫后,臨床癥狀出現的的隱匿性和延遲性。在本項研究中,頸髓壓迫沒有導致脊髓的急性的持續的神經功能障礙。所有的動物在術后都恢復了正常的神經功能狀態。在核磁共振圖像上,頸椎管狹窄的脊髓逐漸扁平,從術后6個月開始。
結論:本研究建立了一種新的有效的,沒有直接損傷大鼠脊髓的慢性頸髓壓迫模型。在本實驗中,用聚乙烯線捆扎C4椎體的大鼠在9個月后出現了運動障礙及感覺障礙;但是,直到6個月時才出現臨床癥狀。這種隱匿性和延遲的癥狀正是脊髓慢性壓迫的最典型的特點之一。因此,本模型或許復制了人類慢性頸部脊髓壓迫的過程。