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第一部分猴局部急性脑缺血模型的构建背景:脑缺血具有很高的发生率、致残率和致死率,严重威胁着人类的健康。建立与临床特征最相符的脑缺血动物模型,对其病理改变和临床研究具有重要意义。目前,对于脑缺血模型的研究主要建立于啮齿类动物、兔子及狗上。猴子与人类接近,但由于购买程序复杂、成本高,介人手术及配套检查要求高、药品及设备使用费用高,因此建模中使用较少。临床上,脑缺血发病主要由血栓栓塞引起,且约85%的脑缺血都是由血栓栓塞大脑中动脉(middle cerebral artery,MCA)引起。因此,建立一种理想的脑缺血动物模型,反映人体临床特征是至关重要和必要的。目的:构建恒河猴局部急性脑缺血的模型,为脑缺血的早期诊断、治疗与评价提供理想的实验模型及研究方法。方法:选择8只健康恒河猴,术前行CT平扫及介入血管造影排除脑血管及颅内病变并对血管及其走形进行评估;在DSA引导和监测下,经股动脉将微导管插入至MCA M1分支,再将自体白色血栓导入,阻断血流。栓塞完成后及栓塞后24h,用DSA、MRI成像进行评估。栓塞24h后,处死2只猴子,进行灌注、固定。两周后,开颅取脑行病理学检查。结果:1例在插管过程中死亡,7例恒河猴脑缺血模型成功构建。建模成功后,自体白色血栓被导入至MCA M1段,血流阻断,相应部位脑缺血形成。栓塞即刻及栓塞后24h,DSA、MRA提示MCA闭塞,MRI多序列成像显示急性局部脑缺血病灶。病理大体标本及HE染色显示深部脑组织梗死病灶形成,MCA分支内可见血栓,梗死灶与正常脑组织界限清楚。结论:用自体血栓介入法可建立理想有效的猴局部急性脑缺血模型,对脑缺血疾病的相关基础和临床研究有重要的应用价值。MRI、DSA可对建模效果进行评价,确保建模的精准性和有效性。第二部分超声在猴急性脑缺血模型中的评价作用背景:超声医学发展飞速,超声影像技术在脑血管疾病诊治中的作用也越来越重要。新型的颅脑声学造影、颅脑三维成像、能量多普勒显像以及二维多普勒显像等,使得脑血管病变研究技术实现了较大创新。临床多年以来,颅脑血管病变的判断以DSA、CT、MRI检查居多。DSA虽是诊断缺血性脑血管病的“金标准”,但其有创伤且多配合介入治疗;常规的MRI不能早期发现小的梗死灶,尤其是在发病6h内的病灶,同时不方便便携,往往不能配合床边诊治。因此,我们采用超声对脑栓塞动物模型进行诊断,探讨其在脑栓塞动物模型中检测与评估作用。由于恒河猴与人类不同的生物学特性,如体积小、颅内血管细以及颞骨厚小等,且考虑到声学骨窗不足(inadequate acoustic bone windows,IABW)等特点,此章节中,我们选取经颅彩色超声检查(transcranial color-coded sonography,TCCS)和经颅超声造影检查(contrast-enhanced transcranial sonography,CE-TS)进行建模前、后评价,探讨超声在急性脑缺血模型中的的成像特点及评价作用。目的:探讨超声在恒河猴局部脑缺血模型中的评价作用。方法:选择8只健康恒河猴,术前行CT平扫及介入血管造影排除脑血管及颅内病变并对血管及其走形进行评估;模型构建方法同实验一部分。猴子取侧卧位,选取颞窗为透声窗,采用TCCS及CE-TS对猴子建模前、后的颅内血管进行超声检查。结果:栓塞前,TCCS清晰显示MCA,其血流充盈佳,并可录得正常低阻MCA频谱;CE-TS示:造影剂充盈良好,不仅显示MCA,还可显示清晰完整的大脑动脉环结构。栓塞后,TCCS显示MCA内未见明显血流信号通过,且录不到正常动脉频谱;CE-TS显示,大脑中动脉局部造影剂充盈缺损。病理大体标本及HE染色显示深部脑组织梗死病灶形成,大脑中动脉分支内可见血栓,梗死灶与正常脑组织界限清楚。结论:TCCS和CE-TS可实时、动态评价颅内大动脉。在脑栓塞时,又可给予快速、便捷的诊断及评价,在脑缺血疾病的研究中有着切实的临床价值。第三部分超声超分辨成像技术在猴脑血管的应用初探(与西安交通大学合作课题的共同研究成果)背景:从我们第二部分的研究发现,超声仅对颅内的大血管等显示较理想,对于颅内的微小血管及末端血管显示不佳,即使借助了造影剂的增强显示作用,成像依旧不理想。近年来,超分辨成像技术取得了理论上的重大进展。目前国际上最新常用的超快平面波超声多普勒脑功能成像[1]和基于超声造影微泡的超分辨成像技术[2]已推进到能对小鼠等小动物脑小血管及血流进行成像,但还未对猴与更大的活体动物脑微小血管成像。在国内,超分辨成像技术取得了一些初步研究成果,其在大动物的基础实验和临床实验甚少。近年来,我们与西安交通大学进行联合研究,尝试探索这项新技术在大型动物脑血管病诊断中的应用与性能评价。目的:用超分辨微泡成像技术对恒河猴颅内血管进行成像,探索其成像特点及较传统经颅超声的成像优势。方法:首先,通过模体仿真验证超分辨成像技术的有效性和可行性,在离体实验基础上,对该成像参数进行相应调整。最后,采用2只恒河猴进行活体脑微小血管成像实验。结果:离体实验表明,相对于传统的特征空间自适应波束所合成的超快速主动空化成像,超分辨成像的计算复杂度明显降低,且轴向分辨率增益提高3倍,空化组织比提高2d B;相对于常规平面波成像,超分辨成像对脑微小血管的辨识内径可达到1mm,甚至0.7 mm,且能提取到其血流信息。与此同时,造影噪声比提高了5.625d B,分辨率提高了约30倍。恒河猴实验的结果表明,超分辨微泡成像对脑微小血管成像的最佳分辨率可达到微米级别,且成像深度超过35mm。结论:超分辨成像技术能够实现对组织损毁过程中微泡的高分辨率、快速计算的监控成像。该高空时分辨成像方法也将成为本文后续微泡成像研究的基础,也为非侵入性的经颅超声临床应用提供了重要的实验依据。