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模拟急进高原环境下小型猪创伤性脑出血的颅脑多模式监测研究

作　者: 朱海涛
导　师: 林江凯
学　校: 第三军医大学
专　业: 外科学
关键词: 高原闭合性颅脑创伤创伤性脑出血继发脑损伤动物模型小型猪多模式监测脑水肿颅内压脑组织氧脑血流量微透析代谢半暗带
分类号: R651.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

背景和目的:闭合性颅脑创伤（closed brain injury）在现代战争及普通社会生活中十分常见,而创伤性脑出血（traumatic intracerebral hemorrhage, tICH）是闭合性颅脑创伤一个重要的组成部分。随着社会经济的发展,前往高原地区开发和旅游的人口逐年增加,创伤性脑出血也成为严重威胁进驻高原地区人群健康的疾病之一。但高原环境下tICH后继发脑损伤的机制目前了解的并不多。本研究旨在将颅内压（intracranial pressure, ICP）、脑组织氧分压（brain tissue oxygen pressure, PbtO₂）、局部脑组织血流量（regional cerebral blood flow, rCBF）、脑组织间液微透析（cerebral microdialysis, CMD）、无创脑水肿监测（non-invasive cerebral edema monitoring, NCEM）等颅脑多模式监测（multimodal monitoring）方法运用于模拟急进高原环境下小型猪tICH模型,综合观察tICH后168h内ICP的变化以及血肿周围脑组织的PbtO₂、rCBF、CMD改变,并结合计算机断层扫描（computerized tomography scaning, CT）、磁共振成像（magnetic resonance imaging, MRI）等影像技术以及病理学检查,进一步研究高原环境下tICH后继发脑损伤演变过程和病理生理机制,并期望通过无创脑水肿监测仪能够便捷有效的监测特殊环境下tICH的发生及继发脑损伤的发展。方法:（1）选择雄性成年贵州从江小香猪29只,采用随机数字表法将小型猪随机分为平原注血组（plain blood infusion group, PI）、高原注血组（high altitude blood infusion group, HI）、平原假手术组（plain sham operation group, PS）、高原假手术组（high altitude sham operation group, HS）,PI和HI组各11只,PS组3只,HS组4只;（2）利用动物低压氧舱模拟4000m高原环境（舱内压力61. 6kPa,舱内温度19℃）,通过CT确认将动物自体动脉血3 ml（按比例计算相当于人脑内60ml血肿）注入右侧基底节区建立高原tICH动物模型。平原组动物在低压氧舱外饲养,HS和PS组动物手术操作同注血组,但不注血;（3）进行体重、血糖、平均动脉压、肛温及动脉血气分析等基础生理指标监测,判断模拟高原环境是否成功,HI组与其他组是否存在可比性; （4）利用体视学法分别观察计算HI、PI两组组动物模型制备后2h及168h的血肿体积,利用Purdy评分法分别观察四组动物模型制备前2 h和模型制备后24 h、72h、168h各时相点的动物行为学,实验结束行血肿周围脑组织HE、Nissl染色等病理学观察,确定模型建立的可靠性;（5）分别观察四组动物模型制备前2 h和模型制备后2 h、6 h、24 h、72h、168h各时相点ICP、PbtO₂、rCBF、CMD、NCEM的发展变化,动态MRI观察,实验结束时血肿周围脑组织脑含水量测定及透射电镜观察。结果:（1）本实验均选择雄性小型猪,排除雌激素对tICH周围脑组织的保护作用。高原组的主要血气值SaO2、PaO2均显著低于平原组（P<0.05）,高原环境模拟成功。（2）监测体重、血糖、平均动脉压、肛温等基础生理指标,PI、HI两组之间的差异没有统计学意义（P>0.05）,两组之间其他脑颅监测结果存在可比性。（3）注血后立即行头颅冠状CT平扫,显示血肿呈高密度影,位于右侧基底节区,脑室受压,中线向左偏移,168 h后的大体切片显示血肿仍然存在。HI、PI两组血肿体积各自前后差异显著（P<0.05）,而在相同时间点上两组的血肿体积的差异不显著（P>0.05）。（4） HI组注血后3个时相点的神经功能得分均高于PI和HS组,差异具有统计学意义（P<0.05）,而HI组各个时相点神经功能得分与前一个时相点的差异也均有统计学意义（P<0.05）。（5） ICP监测发现HI、PI两组均存在注血后2h出现ICP高峰但两组之间无显著差异（P>0.05）,之后逐渐下降,但24h后HI组显著高于PI组（P<0.05）,至168h实验结束时HI组ICP仍明显高于基线数值（P<0.05）和其他三组（P<0.05）。（6） PbtO₂监测发现注血后PI、HI两组的PbtO₂均较各自假手术组显著减低,差异有统计学意义（P<0.05）,之后缓慢升高,至168h实验观察结束时仍低于各自假手术组,差异具有统计学意义（P<0.05）。注血后的各个观察时相点,HI组的PbtO₂均低于PI组,两组之间的差异均有统计学意义（P<0.05）。（7） rCBF监测发现注血后PI、HI两组的rCBF均较假手术组显著减低（P<0.05）,之后缓慢升高,至168h实验观察结束时HI组仍低于HS组,差异具有统计学意义（P<0.05）。注血后的各个观察24h及72h时,HI组的rCBF低于PI组,两组之间的差异有统计学意义（P<0.05）。（8）血肿周围CMD监测发现,在各时相点上,HI、PI两组之间比较,葡萄糖浓度的差异均无统计学意义（P>0.05）。注血后2h、168h时,HI组的乳酸浓度高于PI组,差异均有统计学意义（P<0.05）。注血后24h、72h、168h时,HI组的丙酮酸浓度高于PI组,差异有统计学意义（P<0.05）。注血后各时相点,HI组的L/P值均高于PI组,差异均有统计学意义（P<0.05）。注血后除了24h外,其余各时相点时HI组的谷氨酸浓度均高于PI组,差异均有统计学意义（P<0.05）。（9） NCEM监测发现,注血后2h、6h、24h时,PI组的无创脑水肿值均低于pre2h基值及PS组,差异有统计学意义（P<0.05）;而注血后2h、6h时, HI组的无创脑水肿值均低于pre2h基值及HS组,差异有统计学意义（P<0.05）。PI、HI两组之间相比较,24h时的无创脑水肿监测值的差异有统计学意义（P<0.05）。（10）脑含水量测定发现,注血后168h,PI、HI两组血肿周围脑组织含水量均高于各自假手术组,差异均有统计学意义（P<0.05）。同时,HI组脑含水量也高于PI组,差异也有统计学意义（P<0.05）。（11） HE染色、尼氏染色和透射电镜均发现HI组血肿周围脑组织水肿和神经元损伤较PI组明显。（12） MRI检查发现,注血后24 h,PI、HI两组血肿呈等T1信号,等或略长T2信号,中线向左偏移,并且HI组血肿周围出现长T2信号水肿带。168 h时,PI、HI两组血肿中心层呈等T1、短T2信号,血肿外层呈短T1、短T2信号,血肿周围呈长T1、长T2信号环,与24h相比,冠状位T2WI显示水肿范围扩大。结论:（1）本实验通过动物低压氧舱模拟4000m高原环境,右侧基底节区二次注射自体动脉血制备急进高原小型猪tICH模型。此模型血肿形成稳定,成功率高,动物易存活,可操作性强,可重复性好,能够较好地模拟tICH演变过程。（2）高原tICH继发脑损伤的程度较平原环境更重,并且导致更加严重的神经功能损害。（3）缺氧、能量代谢障碍及谷氨酸异常释放在高原tICH后继发性脑损伤中扮演了重要角色。（4）无创脑水肿监测仪可以在颅脑创伤后监测急性颅内血肿的发生,并可用于监测继发脑损伤的发展,有利于指导早期救治;且方便携带、实时监测、无创的优点能够弥补大型检查设备的不足,适合于高原、野外等特殊环境使用。

全文目录

英文缩写词一览表  4-6
英文摘要  6-10
中文摘要  10-13
前言  13-15
材料与方法  15-23
结果  23-45
讨论  45-56
结论  56-57
致谢  57-58
照片  58-65
参考文献  65-73
文献综述高原颅脑创伤的研究进展  73-81
  参考文献  78-81
研究生期间主要发表论文  81

模拟急进高原环境下小型猪创伤性脑出血的颅脑多模式监测研究

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