磁共振成像在犬脊髓神經根損傷模型診斷中的應用

陳曉麗 ， 李少川 ， 石達友

(華南農業大學獸醫學院 ， 廣東 廣州 510642)

目前，對成年哺乳動物脊髓損傷導致的永久性功能缺陷問題，尚無有效的治療方法[1]。有關脊髓損傷臨床診斷、病情發展和預后情況等問題，目前尚未完全清晰，通過制造脊髓神經根損傷動物模型開展上述問題的研究工作具有重要意義。有研究表明，將球囊導管插入犬椎間孔硬膜外腔，以1.5 mL 的體積壓迫10 min，會引起犬不可逆的截癱[2]。本試驗通過植入壓迫方法，對比格犬進行半椎板切除術后用導尿管探入壓迫脊髓神經根，最終造成比格犬永久性脊髓神經根損傷模型。核磁共振影像(Magnetic resonance imaging,MRI)對脊柱脊髓損傷的診斷具有特征性，是所有影像診斷中最佳選擇方法[3]。本研究采用MRI技術分析比較犬脊髓神經根損傷模型不同時期的脊髓影像學表現，為臨床中犬脊髓損傷的MRI影像學診斷提供參考。

1 材料與方法

1.1 實驗動物 16只1.5歲體重為(10±1)kg的比格犬，購自肇慶比格犬動物實驗中心，定期驅蟲，注射疫苗，雌雄各半。隨機分為對照組(4只)、脊髓損傷模型組(12只)。

1.2 儀器和藥品 阿托品注射液(批準文號：獸藥字041032742)；止血海綿(福康森醫療)；丙泊酚(批準文號：獸藥字191377031)；異氟烷(批準文號：獸藥字101357015)。6 Fr硅膠雙腔導尿管球囊；骨科空心電鉆(天津希翼有限公司)；骨科手術器械和常規軟組織器械包本實驗室自備；動物麻醉機(北京金新斯盛遠科技有限公司)；電動吸引器(江蘇富林醫療設備有限公司)。

1.3 方法

1.3.1 造模前準備 手術前1周觀察比格犬的食欲、精神狀態、排便等生理情況，檢查實驗犬四肢的本位反射、膝反射、疼痛反應和運動情況均正常。術前12 h禁食，8 h禁水。

1.3.2 犬脊髓損傷模型建立 以第13胸椎(T13)和第2腰椎(L2)為中心備皮，將丙泊酚4 mg/(kg·bw)緩慢注入犬的前肢靜脈，誘導麻醉后插管連接呼吸麻醉機。用碘伏和酒精消毒T13和L2關節處后，用2支5 mL的注射器針頭分別定位在T13和L2關節處，迅速將麻醉后的犬帶到X線室拍攝側位X 線片，確定定位準確無誤后準備開始手術，如中插彩版圖1、2所示。

圖1 比格犬手術通路定位Fig.1 Location of surgical access in beagle dogs

圖2 比格犬手術通路定位X線片Fig. 2 Surgical access localization in beagle dogs by X-ray

本試驗模型主要是利用外部工具植入壓迫的方法制造比格成犬脊髓神經根損傷模型，向雙腔導尿管球囊內注入5 mL生理鹽水，壓迫時間是10 min。是在王雪喬等[4]模擬的椎間盤脫出引起急性重度持續性壓迫法與葉春欣[5]模擬的犬持久性脊髓損傷模型使用的脊髓球囊壓迫法的基礎上，加以改進的脊髓神經根癱瘓模型造模法。手術嚴格按照無菌操作進行，手術通路定位在第13胸椎至第 2 腰椎(T13～L2)棘突左側旁，做3～5 cm切口，將6 Fr雙腔導尿管沿硬膜向后伸至L2～L3的椎管內，向內緩慢注入5 mL生理鹽水，使其膨脹對背根神經節產生機械性的壓力。生理鹽水注入完成壓迫10 min后將導尿管氣囊中水抽走，拔出導尿管，進行分層縫合，縫合后用碘伏對創口進行消毒。

1.3.3 犬脊髓損傷模型評分 在造模前 1 天和造模后第 1、3、7、14、21、28 天共 7 個時間點對犬進行行為運動功能的評分，每個時間點每只犬測試 3 次，每次測試 5 min，2人記錄，以減少評分的主觀誤差，取平均值。評分方法是根據Faden等[6]的 8 點分級法和Behrmann等[7]的5點分級法加以改進，見表1。

表1 后肢運動評分Table 1 Hind limb movement scores

1.3.4 脊髓MRI觀察 MRI在脊髓損傷的診治中具有重要的意義，對指導創傷性脊髓空洞癥的治療也有重要的價值[8]。采用0.35 T永磁型MRI診斷儀，胸腰椎線圈，常規行自旋回波(SE)序列；T1WI矢狀位成像，TR為320 ms，TE為14 ms，T1WI軸位成像，TR為310 ms，TE為14 ms；快速自旋回波(FSE)序列；T2WI矢狀位成像，TR為3 200 ms，TE為120 ms。矢狀T1像和T2像均為3 mm層厚。在造模前1 天和造模后的第1、3、7、14、28、44 天，將每組比格犬送到廣州泰洋動物醫院進行MRI檢測，觀察脊髓的結構變化。

2 結果

2.1 臨床體征與評分 造模后，比格犬表現為本體反射缺失，兩后肢拖地行走，呈現癱瘓狀態。有研究表明，脊髓本身的損傷、神經結構的破壞以及繼發的病理改變均與脊髓中樞興奮性過高相關[9]。術后模型犬體溫略高，有關脊髓損傷患者體溫與電解質變化的關系的研究結果表明，脊髓損傷體溫的發熱與血鈉、氯、鈣水平有關[10]。在第 7 天評分發現，僅有 2 只處于 1 分無自發運動，夾后肢有逃避反應，其余均在0分，無自發運動，夾壓后肢也無反應。在第 14 天后評分發現，全部犬均 0 分，無自發運動，夾壓后肢也無反應。

2.2 MRI檢測 結果見中插彩版圖3。結果顯示：7 d內，每只造模比格犬脊髓損傷處T2均表現為高信號顯影，提示損傷處充血、水腫；第14天，T2信號變低，水腫有所緩解；第28天，T2信號顯影變淡，水腫消失，有4只出現脊髓空洞現象，提示脊髓液化；第44天，共有10只出現脊髓空洞現象，提示脊髓液化，無恢復現象。

3 討論

目前，創傷性脊髓損傷對患者的身體健康具有毀滅性，在病理生理上，最初的機械性創傷會滲透神經元和神經膠質，繼而在接下來的幾周內導致進行性細胞死亡和脊髓損傷[11]。本試驗通過模仿人類突發性截癱、高空墜落和車禍等意外引起的脊柱骨折與導致的急性脊髓損傷，利用外部植入壓迫方法，對比格犬進行半椎板切除術后用導尿管探入壓迫神經根，壓迫量為 5 mL，壓迫時間是 10 min，最終造成比格犬脊髓神經根損傷模型。半椎板切除術在臨床上較為常用[2]，可將脊髓周圍組織的損傷降低，也方便對脊髓所處的狀態進行客觀評價。在臨床上，球囊壓迫法常被用于鼻竇、靜脈、食道等器官狹窄的輔助治療,操作簡單、穩定性強，且能實現不同程度的壓迫[12]。本試驗將半椎板切除術與球囊壓迫法結合在一起，進一步加以改進，通過控制壓迫用量、壓迫時間，建立最高程度的急性脊髓神經根損傷模型犬。

核磁共振成像技術可以對神經、血管、淋巴管、肌肉、結締組織的腫瘤、感染、變性病變等進行準確的定位、定性的診斷[13]。MRI可在微結構水平上跟蹤神經元的變化，在脊髓損傷后采用常規 MRI 診斷有助于預測臨床結局[14]。有研究表明，用 MRI 作為脊髓損傷檢測方法更為敏感，其檢測結果能夠區分創傷性和非創傷性脊髓損傷[15]。利用核磁共振成像技術進行活體組織檢查、病理分析以及醫療診斷等，已經成為現代醫學常見的影像檢查方式[16]。本試驗采用 0.35 T 永磁型 MRI 診斷儀，胸腰椎線圈，常規行自旋回波(SE)序列；T1WI矢狀位成像，TR 為 320 ms，TE為 14 ms，T1WI軸位成像，TR為310 ms，TE為14 ms；快速自旋回波(FSE)序列；T2WI 矢狀位成像，TR為3 200 ms，TE為120 ms。矢狀T1像和T2像均為3 mm 層厚。對脊髓損傷模型進行掃描，獲得了不同時期脊髓損傷模型犬MRI圖像，結果顯示：7 d內，每只造模比格犬脊髓損傷處 T2 均表現為高信號顯影，提示損傷處出血、水腫。T2信號增加是脊髓損傷后的常見現象，與完全損傷和早期異位骨化有關[17]；第14天，T2信號顯影變淡，水腫有所緩解；第28天，T2信號顯影變淡，水腫消失，有4只出現脊髓空洞現象，提示脊髓液化；第44天，共有10只出現脊髓空洞現象。不同時期MRI影像特征對比臨床癥狀及改良評分具有一致性，說明MRI在犬脊髓損傷的影像診斷中具有重要的意義。