【www.zhangdahai.com--开题报告】
李宽正 杨天明 钱志余 戴丽娟 李 荣 [摘要]目的利用内置双光纤微创探头的近红外测量(NIRs)技术观察高渗脱水药物对大鼠脑皮质优化散射系数(μ"s)的影响。方法将sD大鼠随机分成3组：对照组(n=15)尾静脉推注0.9％氯化钠，甘露醇组(n=15)尾静脉推注20％甘露醇，7.5％氯化钠组(n=15)尾静脉推注7.5％氯化钠；剂量均为10ml・kg-1。使用内置双光纤微创探头活体在位连续动态观察大鼠局部脑皮质μ"s的变化情况。结果对照组静脉推注0.9％氯化钠前后大鼠脑皮质μ"s未见明显变化，甘露醇组和7.5％氯化钠组μ"s分别下降了(2.67±0.35)％和(5.62±0.46)％；甘露醇组与7.5％氯化钠组与对照组之间、甘露醇组与7.5％氯化钠组之间差异均有统计学意义(P"s可以作为高渗药物脱水作用的评估指标之一。
关键词 高渗药物；优化散射系数；近红外光谱
临床在治疗脑外伤、脑水肿、脑出血等颅内压增高患者时多选用甘露醇静脉推注。近年来，高渗盐水的脱水作用也引起了人们浓厚的兴趣。由于完整的血脑屏障对甘露醇和高渗盐水通透性低，因此使用甘露醇和高渗盐水后形成了跨血脑屏障的渗透压差，并将脑组织中的水分吸收进循环系统，使脑组织内含水量下降，从而降低颅内压，缓解临床症状。脱水作用使脑组织的水分含量下降和脑细胞皱缩，导致脑组织的相关光学参数发生改变。作者通过特制光学探头观察使用高渗脱水药物后大鼠脑皮质优化散射系数(μ"s)的变化情况，从而为将μ"s用于脑组织脱水评估提供参考。
1 材料与方法
1.1 实验仪器和材料
1 根特制Y型双光纤微探头训(将两根半径均为0.1mm单模光纤前端融合进一外径为0.6mm不锈钢管，分别作为传输和接收光纤)，1个卤素光源，1个光纤光谱仪，自动步进系统，立体定向仪，MID-7604步进电机驱动器，PCI-7344控制器，计算机和相关软件。实验仪器结构。
1.2 实验动物
sD大鼠45只，体重(250±20)g，雌雄不限。随机分成3组：对照组(n=15)于尾静脉推注0.9％氯化钠，其他两组作为高渗组(均n=15)分别静脉推注20％甘露醇和7.5％氯化钠，剂量均为10ml-kg-1。
1.3 实验方法
1.3.1 近红外光学测量麻醉前30min肌肉注射阿托品0.05mg以抑制呼吸道分泌，并在实验过程中每小时肌肉注射阿托品0.05mg维持。腹腔注射戊巴比妥40ml・kg-1进行麻醉。2％利多卡因在耳根局部麻醉，将大鼠固定于江湾I型立体定向仪上，暴露前囟，以前囟为原点，向后1.5mm、向右旁开3.0mm，用牙科磨钻打一直径l mm小孔，保护硬脑膜完整。使用20％原始悬乳液对近红外测量系统定标，再将内置双光纤微探头安装到立体定向仪上。开启自动步进及采集系统，设定步长为0.1mm，从颅骨表面开始进针0.6mm至硬脑膜表面，进行活体在位组织光学参数的测量，测量频率为2Hz。先监测5min，再分别给予尾静脉注射0.9％氯化钠、20％甘露醇和7.5％氯化钠，继续动态活体在位测量，持续60min。
1.3.2 脑组织水分含量测定给药后1.5h断头取脑，分离大小脑及脑干，用电子分析天平测量湿重(WW)，再将标本放于80度烘箱48h，至恒重后测干重(DW)。脑组织含水量按公式(ww－DW)／ww×100％计算。
1.4 统计学处理
每个大鼠体每分钟测得数据120次，取其均值为该时间段的测量值，组内均值表示，用SPSS10.0及Excel软件进行统计处理，结果采用￡检验，P"s变化曲线
对照组大鼠脑皮质的μ"s值在给药前后无明显改变；甘露醇组大鼠脑皮质的μ"s值在给药后出现下降，并且随观察时间的延长继续下降，在给药后约20min下降变缓，平均下降最大幅度为(2.67±0.35)％：7.5％氯化钠组μ"s值下降持续约50min，下降幅度更大，为(5.62±0.46)％。7.5％氯化钠组与对照组大鼠脑皮质的μ"s值在给药后出现差异，在第14min差异呈现统计学意义(P"s值在给药后出现差异，在第17min差异呈现统计学意义(p"s值在给药后20min呈现统计学意义(P"s远大于吸收系数(μa)，μ"s的变化更为敏感，故我们选取μ"s进行研究。μ"s与脑组织的物质组成有关，当脑组织中水分含量下降时，脑组织对光的散射特性也会出现变化，μ"s则发生相应变化。本实验结果显示，在先期无干预时3组大鼠大脑皮质的μ"s值无明显变化。
传统的观察药物对脑组织脱水作用的方法主要是测量大鼠大脑的干湿比，但此方法需处死大鼠，因此传统方法有以下缺点：只能采样1次，且采样时长(3―5min)；大鼠处死时间多选择在给药后12、24、36h等，缺少短期内药物作用的观察指标及数据；所测得值是大脑、小脑整体的观察指标及数据，解剖操作误差大，缺乏较好的空间分辨率。使用近红外双光纤微创探头可以连续动态测量相关光学参数，故有望突破上述困境。
我们使用特制的内置双光纤微探头，其传输光纤与接收光纤相距400μm，探头实际测量范围为探头前0.5-1.5mm组织的细小空间，即测量的主要是硬脑膜下大鼠脑皮质光学参数。虽然本实验微创探头只在硬脑膜表面进行测量，但可以根据需要将光纤探头从适当的角度插入脑组织内的目标区域；同时，由于其 探测空间小，可对具体目标核团进行活体研究，这就突破了无创NIRS技术在测量深度方面的局限性，并提高了空间分辨率。
本实验中静脉注射0.9％氯化钠后，大鼠脑皮质局部的μ"s值未见明显改变。由于0.9％氯化钠是等渗溶液，静脉注射少量0.9％氯化钠只引起有效循环量的前负荷增加，循环系统通过改变心脏每搏输出量自动调节，因此不会引起渗透性脱水作用，脑局部组织的水分含量也无明显改变。
当给予20％甘露醇和7.5％氯化钠静脉注射后，由于高渗作用使脑组织脱水，脑组织中的水分含量下降，其相应的光学参数μ"s值随之下降。在甘露醇组μ"s值的变化幅度是注射前的(2.67±0.35)％，在推注甘露醇后呈反“s”形，μ"s的值下降趋势在给药后20min变缓，与对照组的差异在第17min即有统计学意义。
7.5％氯化钠组大鼠μ"s值的变化趋势与甘露醇组类似，与对照组的差异在第20min即有统计学意义，说明高渗盐水降颅压的起效时间虽不比甘露醇早，但7.5％氯化钠组μ"s值下降幅度更大(5.62±0.46)％，提示其脱水作用较20％甘露醇更强，较甘露醇更能有效降低颅内压。这一结果与文献报道的一致。
我们通过双光纤探头首次实时在位获得了高渗溶液脱水后大鼠脑皮质的μ"s变化数据，发现在给药后很短的时间内就可以观测到μ"s的下降的趋势，并与脱水作用呈正相关性，药物起效时间明显早于以往文献报道，说明μ"s的时间分辨率较干湿比指标更高。同时可连续、动态、活体在位地观察到给药后μ"s值的变化，重复采样数据量大，对大鼠生理影响小，也优于干湿比指标。
综上所述，高渗溶液脱水后可引起脑局部μ"s降低，而μ"s的变化可以通过NIRs技术被实时在位连续动态地观测。相对于干湿比指标，μ"s作为脑部脱水作用的观察指标更为灵敏，可短期动态观测，这为今后脑组织脱水评估提供了一种指标。
