应用磁共振成像技术定量测量活体大鼠脑细胞外间隙的扩散参数

作     者：韩鸿宾 HAN Hong-bin

作者机构：北京大学第三医院放射科北京市磁共振成像设备与技术重点实验室北京100191 

出 版 物：《北京大学学报（医学版）》 (Journal of Peking University:Health Sciences)

年 卷 期：2012年第44卷第5期

页      面：770-775页

核心收录：

学科分类：0831[工学-生物医学工程（可授工学、理学、医学学位）] 100207[医学-影像医学与核医学] 1002[医学-临床医学] 08[工学] 1010[医学-医学技术（可授医学、理学学位）] 10[医学] 

基　　金：国家自然科学基金(30972811 81171080)资助~~ 

主　　题：脑 细胞外间隙 磁共振成像 示踪剂 

摘      要：目的:应用磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)技术开发一种活体、定量测量脑细胞外间隙扩散参数的新方法。方法:MRI示踪剂钆-二乙三胺五乙酸(gadolinium-diethylenetriaminepentaacetic acid,Gd-DTPA,2μL,10 mmol/L)导入6只SD成年雄性大鼠的尾状核内,在导入前及导入后不同时间点进行MRI扫描。大鼠脑内Gd-DTPA的浓度分布通过减影图像上信号强度增量转换得到,根据信号强度增量-时间变化曲线,利用经典扩散方程得到像素水平的脑细胞外间隙(extracellular space,ECS)内平均扩散参数。结果:示踪剂导入后,以(3.38±1.07)×10-4mm2/s的平均速率向前外方向扩散,在2 h后达到脑皮质边缘,示踪剂在尾状核区的微观清除率为(7.60±4.18)×10-5/s,在3 h开始引流入蛛网膜下腔清除,MRI图像显示12 h时示踪剂被基本清除。采用琼脂糖模拟法测量的自由水扩散系数为参考值,脑ECS迂曲度[λCn(agar)]为1.31±0.31。应用标准MRI扩散成像序列获得的自由水扩散系数为参考值,脑尾状核区ECS的迂曲度[λCn(MRI)]为3.12±0.73。结论:MRI示踪测量可实现对脑ECS生物物理学特征的定量分析与成像显示,脑细胞微环境的研究和阐释将为脑认知和脑病研究提供一种新的研究思路和方法。