李上勛，山 黛，段祎杰，邢景軍，丁 楊，周亦武

（1.華中科技大學(xué)同濟(jì)醫(yī)學(xué)院法醫(yī)學(xué)系，湖北 武漢 430030；2.中國(guó)科學(xué)院武漢物理與數(shù)學(xué)研究所 波譜與原子分子物理國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 武漢磁共振中心，湖北 武漢 430071）

應(yīng)用磁共振彌散張量成像診斷大鼠錐體束損傷

李上勛1，山 黛2，段祎杰1，邢景軍1，丁 楊1，周亦武1

（1.華中科技大學(xué)同濟(jì)醫(yī)學(xué)院法醫(yī)學(xué)系，湖北 武漢 430030；2.中國(guó)科學(xué)院武漢物理與數(shù)學(xué)研究所 波譜與原子分子物理國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 武漢磁共振中心，湖北 武漢 430071）

目的 探索磁共振彌散張量成像（diffusion tensor imaging，DTI）在大鼠錐體束損傷中的應(yīng)用價(jià)值。方法 建立大鼠Marmarou模型，傷后3、12、24及72h行磁共振DTI掃描，探索大鼠雙側(cè)錐體束彌散參數(shù)、β-淀粉樣前體蛋白（β-amyloid precursor protein，β-APP）單位面積陽(yáng)性軸索數(shù)和陽(yáng)性染色軸索面積百分比、神經(jīng)絲（neurofilament，NF）68平均光密度和積分光密度改變規(guī)律。 結(jié)果 實(shí)驗(yàn)組錐體束軸向彌散（axial diffusivity，AD）、各向異性分?jǐn)?shù)（fraction anisotropy，F(xiàn)A）和相對(duì)各向異性（relative anisotropy，RA）呈持續(xù)性下降，傷后72h達(dá)到最低值（P＜0.05），此與β-APP及NF68免疫組織化學(xué)染色觀察指標(biāo)變化趨勢(shì)相對(duì)應(yīng)。相關(guān)分析證實(shí)AD、FA和RA與β-APP染色指標(biāo)均呈顯著負(fù)相關(guān)。 結(jié)論 DTI對(duì)錐體束損傷的早期診斷具有重要的應(yīng)用價(jià)值。

法醫(yī)病理學(xué)；顱腦損傷；錐體束；磁共振成像，彌散；大鼠

磁共振彌散張量成像（diffusion tensor imaging，DTI）是磁共振彌散加權(quán)成像（diffusion weighted imaging，DWI）的延續(xù)，通過(guò)檢測(cè)腦白質(zhì)內(nèi)水分子擴(kuò)散而反映白質(zhì)纖維束的微結(jié)構(gòu)信息，能無(wú)創(chuàng)性顯示白質(zhì)纖維束走行、方向、髓鞘化等信息的技術(shù)[1-2]。研究表明，DTI與常規(guī)的MRI技術(shù)相比能更有效地反映神經(jīng)軸索損傷及其嚴(yán)重程度，并被廣泛應(yīng)用于臨床白質(zhì)損傷診斷、神經(jīng)功能評(píng)價(jià)及預(yù)后評(píng)估等[2]。目前，該技術(shù)已被用于小鼠脫髓鞘損傷、多發(fā)性硬化、脊髓損傷及控制性皮層沖擊損傷（controlled cortical impact，CCI）后白質(zhì)損傷的研究[3-6]，其彌散參數(shù)改變與β-淀粉樣前體蛋白（β-amyloid precursor protein，β-APP）、神經(jīng)絲（neurofilament，NF）亞基，尤其神經(jīng)絲輕鏈NF68等軸索損傷生物標(biāo)記物密切相關(guān)[6-7]。本研究在建立大鼠創(chuàng)傷性腦損傷（traumatic brain injury，TBI）模型基礎(chǔ)上，應(yīng)用磁共振DTI技術(shù)、β-APP及NF68免疫組織化學(xué)染色，觀察大鼠TBI后錐體束彌散參數(shù)及免疫組織化學(xué)改變特征，探討DTI技術(shù)在錐體束損傷診斷及損傷時(shí)間推斷中的應(yīng)用價(jià)值。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物與分組

成年SD雄性大鼠25只（由武漢大學(xué)醫(yī)學(xué)部實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心提供），體質(zhì)量200～250g。隨機(jī)分為4組實(shí)驗(yàn)組（分別于傷后3、12、24及72h行DTI掃描）和1組對(duì)照組，每組5只。

1.2 儀器與試劑

免疫組化染色一抗為單克隆兔抗β-APP（1∶200，英國(guó)Abcam公司）和單克隆鼠抗NF68（1∶200，美國(guó)Sigma公司）。二抗為生物素化羊抗兔IgG、羊抗鼠IgM，染色方法為ABC法。ABC試劑盒由美國(guó)Vector實(shí)驗(yàn)室提供，二抗及其他試劑由武漢博士德生物工程有限公司提供，二抗及ABC滴度均為1∶400。

Bruker BioSpec 7T/20 cm動(dòng)物成像儀（德國(guó)Bruker公司），CM3050S型冷凍切片機(jī)（德國(guó)Leica公司），Nikon Eclipse 90i生物顯微鏡（日本尼康公司）。

1.3 TBI動(dòng)物模型制備

實(shí)驗(yàn)組參照Marmarou等[8-9]報(bào)道的方法建立大鼠TBI模型。10%水合氯醛（0.3mL/100g）腹腔麻醉生效后，在冠狀縫與人字縫之間作正中切口，分開(kāi)頭皮與骨膜，用EC膠將一直徑10mm、厚度3mm無(wú)銹鋼幣粘貼于前囟與人字縫之間。450g圓柱形鋼棒經(jīng)1 m長(zhǎng)有機(jī)玻璃管自由落體垂直落下，大鼠致傷后立即移開(kāi)以避免再次損傷。

對(duì)照組大鼠除未給予打擊，其他處理均與損傷組相同。

1.4 DTI掃描

磁共振成像在配備有直徑為70mm梯度線圈的7T/20 cm Bruker BioSpec scanner動(dòng)物成像儀上完成。DTI成像采用自旋平面回波DTI序列，掃描參數(shù)設(shè)定為：擴(kuò)散加權(quán)系數(shù)b=800 s/mm2，名義體素大小117μm×117μm×800μm，擴(kuò)散敏感梯度方向?yàn)?0，累加4次，回波時(shí)間26 ms，重復(fù)時(shí)間5 000.001 ms，激發(fā)角度90°，層厚0.8 mm，層間距0 mm，梯度脈沖間隔時(shí)間（Δ）14ms，擴(kuò)散梯度持續(xù)時(shí)間（δ）3ms，視野30mm×30mm，采樣矩陣128×128，成像總時(shí)間46min 40s 0ms。

1.5 腦組織處理及免疫組織化學(xué)染色

各組大鼠DTI掃描后，腦組織灌流固定，取出腦組織后置于4%多聚甲醛固定液過(guò)夜（16～18h）。次日，于下丘水平離斷大腦及腦干，于錐體交叉下緣2 mm切斷頸髓保留完整腦干，同時(shí)經(jīng)正中矢狀切口將腦干分為均等的左、右兩側(cè)。經(jīng)上述方法，腦干組織包含有大腦腳間區(qū)、腦橋、左或右側(cè)錐體束[8-9]。腦干組織塊置于30%蔗糖浸漬沉淀后冰凍切片，矢狀位切片，連續(xù)6片，片厚30 μm，腦片直接黏附于明膠TBS處理的切片上，切片時(shí)明確區(qū)分左、右側(cè)。由于單側(cè)錐體束寬度約為1.2mm[10]，因此單側(cè)腦干組織塊僅切36片。軸索染色陽(yáng)性結(jié)果為棕黃色，陰性對(duì)照不染色。

1.6 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)分析

經(jīng)雙盲法應(yīng)用Panavision 5.0軟件在各向異性分?jǐn)?shù)（fraction anisotropy，F(xiàn)A）圖上畫取左、右側(cè)錐體束，獲取DTI圖像及相應(yīng)彌散參數(shù)：λ1即軸向彌散（axial diffusivity，AD）、λ2、λ3、表觀彌散系數(shù)（apparent diffusion coefficient，ADC）、FA。由λ1、λ2和λ3求取徑向彌散（radical diffusivity，RD）及相對(duì)各向異性（relative anisotropy，RA）。ADC=（λ1＋λ2＋λ3）/3；RD=（λ2＋λ3）/2。每只大鼠可獲得7組錐體束彌散參數(shù)（單側(cè)）。首次畫圖后15 d，隨機(jī)選取部分DTI圖像再次畫左、右側(cè)錐體束，彌散參數(shù)經(jīng)雙尾t檢驗(yàn)，二者差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。

每張腦干切片，在生物顯微鏡40倍下觀察腹側(cè)錐體束區(qū)域，200倍下隨機(jī)獲取5個(gè)區(qū)域，利用NIS Element BR圖像分析系統(tǒng)計(jì)算單位面積（mm2）下β-APP陽(yáng)性軸索數(shù)及陽(yáng)性染色面積百分比、NF68平均光密度及積分光密度。

2 結(jié) 果

2.1 動(dòng)物行為學(xué)及腦干大體觀察

實(shí)驗(yàn)組大鼠傷后即出現(xiàn)短暫呼吸暫停，10～20 s后呼吸淺快夾雜數(shù)次深大呼吸，伴有全身抽搐發(fā)作（15～30 s）甚至角弓反張，傷后1 min左右呼吸、心搏逐漸平穩(wěn)。大鼠蘇醒后主動(dòng)活動(dòng)減少，行動(dòng)遲緩，反應(yīng)性下降。對(duì)照組大鼠蘇醒后活動(dòng)基本同麻醉前。

實(shí)驗(yàn)組大鼠未見(jiàn)顱骨骨折、硬腦膜外及硬腦膜下出血。腦干腹側(cè)及背側(cè)蛛網(wǎng)膜下腔出血發(fā)生率分別為95%、80%，呈不同程度彌漫性分布。對(duì)照組未見(jiàn)明顯異常。

2.2 DTI彌散參數(shù)改變

對(duì)照組大鼠FA圖錐體束呈均勻的高信號(hào)。實(shí)驗(yàn)組傷后3h即可發(fā)現(xiàn)FA圖信號(hào)減低、灰度增加，隨著損傷時(shí)間延長(zhǎng)FA灰度逐漸增加，傷后72 h，雙側(cè)錐體束灰度顯著增加，與周圍灰質(zhì)分界較為模糊。AD圖則僅在傷后3h發(fā)現(xiàn)明顯的灰度增加，而其余時(shí)間組間灰度改變不明顯。各組ADC、λ2和λ3圖像表現(xiàn)為均勻的灰度，各組間未見(jiàn)明顯灰度變化。

彌散參數(shù)定量分析結(jié)果示錐體束AD、FA和RA值傷后3h顯著下降，12～72h呈持續(xù)性下降，但趨勢(shì)較為平緩，72h均達(dá)到最低值（P＜0.05）。ADC值傷后顯著下降，傷后24 h達(dá)到最低值，24與72 h組間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。雙側(cè)錐體束RD、λ2和λ3值僅傷后72h與其余各組比較差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（表1）。同組各彌散參數(shù)左、右側(cè)錐體束間差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。

表1 雙側(cè)錐體束彌散參數(shù)改變特征 （n=5，±s）

表1 雙側(cè)錐體束彌散參數(shù)改變特征 （n=5，±s）

組別 AD λ2 FA左側(cè) 右側(cè) 左側(cè) 右側(cè) 左側(cè) 右側(cè) 左側(cè) 右側(cè)對(duì)照 1.6974±0.0398 1.7080±0.0381 0.8559±0.0232 0.8569±0.0145 0.6910±0.0172 0.6937±0.0085 0.4622±0.0152 0.4639±0.0123 3h 1.4931±0.0308 1.4900±0.0345 0.8561±0.0355 0.8600±0.0147 0.6890±0.0135 0.6856±0.0115 0.3967±0.0159 0.3957±0.0136 12h 1.4006±0.0311 1.4029±0.0257 0.8632±0.0142 0.8642±0.0125 0.6942±0.0133 0.6947±0.0142 0.3577±0.0143 0.3582±0.0137 24h 1.3434±0.0345 1.3460±0.0277 0.8564±0.0109 0.8558±0.0098 0.6964±0.0131 0.6988±0.0149 0.3356±0.0172 0.3357±0.0151 72h 1.3174±0.0395 1.3109±0.0384 0.8697±0.0125 0.8701±0.0097 0.7033±0.0115 0.7026±0.0116 0.3181±0.0169 0.3157±0.0164組別 ADC RD RA左側(cè) 右側(cè) 左側(cè) 右側(cè) 左側(cè) 右側(cè)對(duì)照 1.0815±0.0172 1.0862±0.0139 0.7735±0.0152 0.7753±0.0086 0.5579±0.0228 0.5616±0.0199 3h 1.0128±0.0165 1.0119±0.0138 0.7726±0.0193 0.7728±0.0103 0.4536±0.0203 0.4521±0.0190 12h 0.9860±0.0115 0.9872±0.0086 0.7787±0.0083 0.7794±0.0079 0.3992±0.0189 0.4000±0.0177 24h 0.9654±0.0114 0.9669±0.0099 0.7764±0.0080 0.7773±0.0093 0.3686±0.0218 0.3690±0.0188 72h 0.9635±0.0152 0.9612±0.0141 0.7865±0.0073 0.7863±0.0073 0.3477±0.0222 0.3444±0.0212 λ3

2.3 β-APP及NF68免疫組織化學(xué)染色觀察

對(duì)照組錐體束未檢見(jiàn)β-APP陽(yáng)性染色軸索。實(shí)驗(yàn)組雙側(cè)錐體束傷后3h即可檢見(jiàn)少量β-APP陽(yáng)性染色軸索或軸索膨體（axonal varicosities，AV），軸索迂曲腫脹、末端膨大，少量因軸索斷裂后軸漿溢出局部軸膜包繞形成的軸索收縮球（axonal retraction balls，ARB）。傷后12～72h，軸索損傷的形態(tài)改變更為突出，表現(xiàn)為軸索顯著腫脹、迂曲，β-APP陽(yáng)性AV或ARB數(shù)量及陽(yáng)性染色軸索總面積逐步增加，于傷后72 h達(dá)到高峰（圖1）。大鼠雙側(cè)錐體束不同組間β-APP染色的定量分析結(jié)果見(jiàn)表2，結(jié)果示大鼠腦損傷后β-APP單位面積陽(yáng)性染色軸索數(shù)和陽(yáng)性染色軸索面積百分比在傷后呈持續(xù)性升高，72 h達(dá)到峰值（P＜0.05）。

表2 雙側(cè)錐體束β-APP單位面積陽(yáng)性軸索數(shù)和陽(yáng)性染色軸索面積百分比 （n=5，±s）

表2 雙側(cè)錐體束β-APP單位面積陽(yáng)性軸索數(shù)和陽(yáng)性染色軸索面積百分比 （n=5，±s）

組別 單位面積陽(yáng)性軸索數(shù) 陽(yáng)性染色面積百分比/%左側(cè) 右側(cè) 左側(cè) 右側(cè)對(duì)照0 0 0 0 3h 256.91±60.72 263.61±60.00 0.7168±0.2375 0.7764±0.1843 12h 408.14±41.33 410.94±41.06 1.2171±0.1348 1.2358±0.1211 24h 562.14±57.37 561.62±56.91 1.7063±0.1637 1.7053±0.1528 72h 812.77±123.73 825.35±124.29 2.4452±0.4371 2.4572±0.4430

對(duì)照組錐體束NF68染色呈弱陽(yáng)性，TBI后3 h，神經(jīng)軸索NF68陽(yáng)性染色輕度增強(qiáng)，軸索輕度腫脹，扭曲；傷后12～72 h，軸索染色顯著增強(qiáng)，軸突顯著腫脹、扭曲，并可檢見(jiàn)少量AV，呈長(zhǎng)梭形或臘腸狀（圖2）。大鼠錐體束NF68染色平均光密度和積分光密度定量分析結(jié)果見(jiàn)表3，二者均在傷后3h升高，且隨著時(shí)間的延長(zhǎng)而逐步升高，在傷后72 h達(dá)到峰值（P＜0.05）。

表3 雙側(cè)錐體束NF68染色平均光密度和積分光密度 （n=5，±s）

表3 雙側(cè)錐體束NF68染色平均光密度和積分光密度 （n=5，±s）

組別 平均光密度 積分光密度左側(cè) 右側(cè) 左側(cè) 右側(cè)對(duì)照 0.3230±0.0199 0.3267±0.0176 388676.32±10642.15 388716.37±10835.51 3h 0.3773±0.0281 0.3747±0.0297 429534.81±10412.99 429648.30±10537.50 12h 0.3893±0.0259 0.3891±0.0258 451411.06±10672.47 451899.68±10683.38 24h 0.4179±0.0191 0.4259±0.0187 469387.02±10829.06 469603.31±10650.88 72h 0.4363±0.0191 0.4387±0.0235 487980.78±10566.05 488136.33±10678.56

2.4 DTI彌散參數(shù)與β-APP免疫組織化學(xué)結(jié)果相關(guān)分析

經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化處理的AD、FA和RA值（將實(shí)驗(yàn)組每只大鼠一側(cè)錐體束的AD、FA或RA均值分別除以對(duì)照組5只大鼠同側(cè)的AD、FA或RA的均值）[6]與β-APP單位面積陽(yáng)性軸索數(shù)均呈顯著負(fù)相關(guān)。左側(cè)錐體束AD、FA、RA與β-APP單位面積陽(yáng)性軸索數(shù)決定系數(shù)（R2）分別為0.815、0.833及0.828；右側(cè)錐體束AD、FA、 RA與β-APP單位面積陽(yáng)性軸索數(shù)R2分別為0.857、0.877及0.873。FA與β-APP單位面積陽(yáng)性軸索數(shù)的相關(guān)性優(yōu)于AD和RA。

3 討 論

DTI是一種特殊的磁共振技術(shù)，由Basser等[1]于1994年提出，其基本原理是應(yīng)用一個(gè)自旋回波序列加上一個(gè)對(duì)稱的梯度脈沖，該序列可以測(cè)量一段時(shí)間一個(gè)方向上的水分子位移情況；由于組織內(nèi)水分子擴(kuò)散程度的不同導(dǎo)致磁共振信號(hào)強(qiáng)度增衰程度的不同。該技術(shù)既可評(píng)價(jià)水分子的彌散大小，也能反映彌散的方向性。其彌散參數(shù)包括3個(gè)主要本征值（λ1、λ2及λ3）和4個(gè)衍生參數(shù)（RD、ADC、FA和RA）。在隨意微結(jié)構(gòu)的組織內(nèi)，水分子向各個(gè)方向擴(kuò)散的速度相同，稱為各向同性（isotropic）。在具有固定排列順序的組織中，水分子向不同方向的擴(kuò)散程度有差異，稱為各向異性（anisotropy）。中樞神經(jīng)系統(tǒng)白質(zhì)為非均勻的系統(tǒng)，生理狀態(tài)下水分子擴(kuò)散表現(xiàn)出顯著的各向異性[11-12]。實(shí)驗(yàn)組雙側(cè)錐體束AD值下降，其主要生物物理學(xué)機(jī)制為損傷局部軸膜收縮和封閉導(dǎo)致軸索內(nèi)水分子擴(kuò)散下降，AV和ARB形成減小細(xì)胞外間隙而導(dǎo)致軸索間水分子擴(kuò)散減小，此與β-APP單位面積陽(yáng)性軸索數(shù)及陽(yáng)性染色軸索面積百分比的時(shí)間變化趨勢(shì)相對(duì)應(yīng)。小鼠CCI模型將DTI彌散參數(shù)與β-APP、NF68結(jié)果對(duì)比分析，發(fā)現(xiàn)損傷組胼胝體AD下降與β-APP陽(yáng)性軸索呈顯著負(fù)相關(guān)[6]；亞急性期，AD逐漸恢復(fù)正常而RD升高，這些改變則與脫髓鞘和水腫有關(guān)[13]。在本實(shí)驗(yàn)條件下，實(shí)驗(yàn)組FA和RA值顯著下降，此與AD值降低或與AD值減低和RD值升高均有關(guān)，結(jié)合文獻(xiàn)，考慮原因?yàn)門BI早期錐體束僅表現(xiàn)為軸索損傷，隨著損傷時(shí)間延長(zhǎng)尤其傷后72h，由于軸膜通透性增加或局部髓鞘結(jié)構(gòu)降解而導(dǎo)致RD值輕度升高。ADC值下降主要反映細(xì)胞內(nèi)水腫（興奮性水腫），反之則主要反映細(xì)胞外水腫（血管性水腫）。錐體束損傷后，水分子快速進(jìn)入軸索內(nèi)導(dǎo)致軸索腫脹，從而導(dǎo)致ADC值在傷后出現(xiàn)顯著下降，然而ADC值還受到其他因素的影響包括局部纖維密度、方向、髓鞘損傷程度等[14]。因此判斷腦水腫類型及程度，評(píng)估軸膜和髓鞘損傷將有助于深入闡明DTI彌散參數(shù)改變的生物物理學(xué)機(jī)制。

β-APP是通過(guò)軸突快速轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制運(yùn)輸?shù)囊环N神經(jīng)元正常成分。通常在神經(jīng)元中表達(dá)水平很低，受機(jī)械性損傷、缺血缺氧、興奮性毒素等因素作用誘導(dǎo)而增高，并快速聚集于損傷的軸索內(nèi)，動(dòng)物TBI研究發(fā)現(xiàn)傷后2～6h即可在損傷軸索內(nèi)檢見(jiàn)β-APP陽(yáng)性染色[15-16]。NF亞基，尤其是NF68在TBI后可發(fā)生快速磷酸化和降解，傷后3 h既可檢見(jiàn)軸索NF68陽(yáng)性染色增強(qiáng)[17-18]，因此β-APP和NF68被廣泛用為TAI的診斷標(biāo)記物[7]。Marmarou模型造成的腦干軸索損傷主要集中于腦干縱行纖維束包括錐體束、內(nèi)側(cè)縱束等[8-9]。本研究發(fā)現(xiàn)TBI后3 h即可在雙側(cè)錐體束檢見(jiàn)β-APP陽(yáng)性染色軸索，NF68軸索染色顯著增強(qiáng)，且隨著損傷時(shí)間的延長(zhǎng)，軸索病理改變更為突出，此與之前的研究結(jié)果[7,15-18]相吻合，證明在本實(shí)驗(yàn)條件下該模型穩(wěn)定、可靠。橫向比較各組左、右側(cè)錐體束彌散參數(shù)及免疫組織化學(xué)染色結(jié)果發(fā)現(xiàn)，左、右側(cè)錐體束彌散參數(shù)和免疫組織化學(xué)染色結(jié)果差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，證明在建模過(guò)程中碰撞傾斜而導(dǎo)致能量分布不均，生物力學(xué)得到較為嚴(yán)格的控制。

本實(shí)驗(yàn)采用雙盲法，通過(guò)計(jì)算β-APP單位面積陽(yáng)性染色軸索數(shù)及陽(yáng)性染色軸索面積百分比而評(píng)估錐體損傷的嚴(yán)重程度，有研究[9]指出單根軸索可能出現(xiàn)多個(gè)β-APP陽(yáng)性染色的AV或ARB，因此可能高估軸索損傷的嚴(yán)重程度，另有部分軸索經(jīng)β-APP染色可能出現(xiàn)假陰性結(jié)果。鑒于此，NF68平均光密度值及積分光密度值則在一定程度上彌補(bǔ)了β-APP染色不足，二者聯(lián)合應(yīng)用可更為全面、客觀地反映軸索損傷的嚴(yán)重程度。采用更為先進(jìn)的技術(shù)如體式分析等將可能有助于更為客觀地定量分析軸索損傷的嚴(yán)重程度[19]。

綜上，大鼠TBI后DTI彌散參數(shù)可用于錐體束損傷的早期診斷，且能反映錐體束急性期損傷的時(shí)間信息，而針對(duì)軸索其他組分如軸膜、髓鞘等研究將有助于闡明TBI后DTI彌散參數(shù)改變的生物力學(xué)機(jī)制。

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2012-01-13）

（本文編輯：張建華）

Magnetic Resonance Diffusion Tensor Imaging for Diagnosis of Pyramidal Tract Damage in Rats

LI Shang-xun1,SHAN Dai2,DUAN Yi-jie1,XING Jing-jun1,DING Yang1,ZHOU Yi-wu1
（1.Department of Forensic Medicine,Tongji Medical College,Huazhong University of Science and Technology,Wuhan 430030,China;2.Wuhan Center for Magnetic Resonance,State Key Laboratory of Magnetic Resonance and Atomic and Molecular Physics,Wuhan Institute of Physics and Mathematics,Chinese Academy of Sciences,Wuhan 430071,China）

Objective To explore the applicability of magnetic resonance diffusion tensor imaging（DTI）for diagnosis of pyramidal tract damage in rats.Methods Marmarou’s model was set up,followed by DTI scanning at 3,12,24 and 72 h post trauma to acquire the dispersion parameter of bilateral pyramidal tracts.Moreover,axonal varicosities per square millimeter and the percentage of positive area of axons demonstrated by β-amyloid precursor protein（β-APP）immunostaining were obtained,as well as the mean density and sum density of neurofilament（NF）68 immunostaining.Results Axial diffusivity（AD）,fraction anisotropy（FA）and relative anisotropy（RA）in the pyramidal tract were significantly and continuously reduced and reached to the bottom at 72h post trauma（P＜0.05）in accord with the gradient of axonal damage verified by β-APP and NF68 immunostaining.Furthermore,the changes of AD,FA and RA showed a significant negative correlation with the β-APP immunohistochemical results.Conclusion DTI has important value for early diagnosis in pyramidal tract damage.

forensic pathology;craniocerebral trauma;pyramidal tracts;diffusion magnetic resonance imaging;rats

DF795.1

A

10.3969/j.issn.1004-5619.2012.04.004

1004-5619（2012）04-0256-05

教育部留學(xué)回國(guó)人員科研啟動(dòng)基金資助項(xiàng)目（2009-35）；中國(guó)科學(xué)院波譜與原子分子物理國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放基金資助項(xiàng)目（T152909）；上海市法醫(yī)學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放課題（KF1107）

李上勛（1985—），男，博士研究生，主要從事法醫(yī)病理學(xué)研究；E-mail：lishangxun@gmail.com

周亦武，男，教授，博士研究生導(dǎo)師，主要從事法醫(yī)病理學(xué)、神經(jīng)病理學(xué)研究；E-mail：yiwuhedi@sina.com