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基于运动诱发电位的大鼠脑干功能损伤程度研究

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基于运动诱发电位的大鼠脑干功能损伤程度研究

作者：连春晓重庆理工大学

学位级别：硕士

道路交通事故造成的人员伤残问题一直是国内外研究者致力解决的焦点之一。每年全球有多达五千万余人因交通事故导致伤残,在我国,随着经济的快速发展以及汽车保有量的急剧增加,我国每年发生的道路交通事故数量与日俱增,而其中交通事故所... 详细信息

道路交通事故造成的人员伤残问题一直是国内外研究者致力解决的焦点之一。每年全球有多达五千万余人因交通事故导致伤残,在我国,随着经济的快速发展以及汽车保有量的急剧增加,我国每年发生的道路交通事故数量与日俱增,而其中交通事故所导致的颅脑损伤是交通伤中致死、致伤的主要原因之一。由于颅脑具有极为复杂的解剖结构,同时包含了最重要的人体中枢神经系统,因此对颅脑损伤机制进行研究较为迫切,同时也存在相当的难度。道路交通事故所导致的颅脑损伤中,脑干是损伤的易发部位,常易于受到剪切/牵张作用而导致神经元轴索损伤。AIS(Abbreviate Injury Scale)简明损伤定级标准是以解剖学为基础、全球通用的损伤严重程度评分标准。它从损伤生物力学角度,将各种器官、组织的损伤程度进行量化分级。AIS是一种快速简明的评价方法和体系,其中对颅内及外周神经损伤的评级多以神经组织形态学结构的改变为主,这在诸多定性诊断领域存在其适用性与实用性。另一方面,在定量研究领域,神经作为生物体内主要负责信号传导、反馈、控制的组织,其发生损伤时,存在形态结构未发生明显可察觉变化而相应生理功能已发生变化的情况。基于此,本课题以交通伤为背景,采用运动诱发电位检测手段,对脑干因应变应变率加载导致的功能损伤程度进行定量探索研究。课题在颅脑撞击伤生物力学机制研究的基础上,结合神经电生理学的运动诱发电位(Motor Evoked Potential,MEP),分析脑干在不同应变应变率加载前后神经信号传导的变化规律。课题主要研究内容及结论如下:1)构建大鼠脑干力学损伤及神经电生理学检测模型。根据经典Marmarou撞击加速度模型以及韦恩州立大学改进的Marmarou模型相关参数建立大鼠脑干定量致伤模型。结论:根据韦恩州立大学改进的Marmarou模型相关参数,对建立的模型进行速度测试,保证在1.25m和2.25m冲击下的有效碰撞速度符合论文给出的速度区间;由于实验所采用的泡沫缓冲材料在冲击过程中会发生明显变形以延长冲击持续时间,从而吸收部分冲击能量,实验中对泡沫材料进行了压缩实验,与文献中的应力应变曲线相对比并确定泡沫缓冲材料型号,尽量减少实验存在的误差。2)对实验边界条件进行探索。在进行脑干损伤及神经电生理检测之前,存在麻醉剂、测量电极间距等对检测结果可能产生影响的方面。对麻醉后运动诱发电位进行测量,确保麻醉剂短时间内不会随着时间增加对实验结果产生影响。在进行运动诱发电位测量时其测量电极间距会对测量结果产生影响,所以通过实验确定出可行的测量电极间距的标准。结论:实验结果显示水合氯醛麻醉剂短时间内对大鼠脑干MEP的稳定性几乎无影响;确定运动诱发电位的测量电极间距标准定为5mm。3)依托课题组先前构建的力电效应平台,结合脑干锥体束解剖结构特点,采用脑立体定位仪确定大鼠脑干锥体束MEP检测刺激电极的位置,对脑干锥体束进行刺激,同时检测获取运动诱发电位信号波形。结论:结合脑干锥体束解剖特点,采用脑立体定位仪将MEP刺激电极布放于脑干锥体束前端,通过测量可以得到稳定MEP波形,因此得到刺激电极放置位置为与大鼠耳间平齐处。4)对大鼠分别进行高度为1.25m与2.25m冲击,使其产生TAI(Trauma Axonal Injury),本课题研究大鼠脑干运动诱发电位在损伤前后的信号变化。对运动诱发电位特征值分别在时域、频域、时频域上进行分析研究,结合已知的有限元仿真实验获得不同打击高度(1.25m与2.25m)撞击时对应的应变应变率,并对致伤应变应变率值与信号变化的关系进行探索。结论:在高度为1.25m冲击下(应变为13.8%,应变率为285s)运动诱发电位波幅值下降40.1%±2.1%,潜伏期上升42.03%±2.44%。在高度为2.25m冲击下(应变为16.8%,应变率为283s)运动诱发电位波幅值下降53.01%±4.5%,潜伏期上升53.85%±3.85%。通过频域分析,可以看出,损伤后运动诱发电位波幅的频谱峰值降低。通过时频域分析,损伤后的高频信号的作用时间明显降低。实验结果表明,随着应变应变率的增加,运动诱发电位波幅下降与潜伏期上升较为明显,进而反应大鼠脑干的功能损伤程度增加,即,在脑干损伤后,MEP信号在时域、频域以及时频域都有明显变化。综上所述,本文建立了SD大鼠脑干力学损伤及神经电生理学检测模型,分析了MEP信号变化与颅脑损伤力学参数之间的关系,探索了PSSR(Production of Strain and Strain Rate)与MEP波幅变化的关系,初步建立了二者的数学模型,期望后续可通过MEP值与该数学模型对脑干功能损伤程度进行定量评估。本课题有望为进一步探讨颅脑功能性损伤评判指标和交通伤等导致的颅脑损伤生物力学机制提供实验依据和数据支持。

关键词：交通事故脑干损伤运动诱发电位功能损伤

基于功能损伤的装备有效毁伤幅员仿真方法研究

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兵工学报 2020年第1期41卷 1-12页

作者：陈材石全尤志锋王亚东戈洪宇张芳陆军工程大学石家庄校区河北石家庄050003 中国白城兵器试验中心吉林白城137001 32178部队北京100012

为在装备战斗损伤试验中收集到足够多的有效损伤数据,提出利用装备有效毁伤幅员进行试验场地设置的新方法。建立有效毁伤幅员的求解模型,提出广义毁伤幅员和基于任务的装备功能损伤概率概念。针对广义毁伤幅员的求解,深入研究装备物理... 详细信息

为在装备战斗损伤试验中收集到足够多的有效损伤数据,提出利用装备有效毁伤幅员进行试验场地设置的新方法。建立有效毁伤幅员的求解模型,提出广义毁伤幅员和基于任务的装备功能损伤概率概念。针对广义毁伤幅员的求解,深入研究装备物理损伤建模与仿真问题,主要包括破片毁伤效能模型、面向破片损伤仿真的装备描述模型、装备破片损伤响应模型和装备损伤仿真过程模型。针对装备功能损伤概率的求解,分析装备功能损伤仿真模型的建立方法及步骤,提出装备损伤注入的概念,并对损伤注入的实施方法及步骤进行了分析。仿真实例分析结果表明,所提出的装备有效毁伤幅员求解方法是可行且有效的,对于优化装备战斗损伤试验方案设计、降低试验费效比具有十分重要的现实意义。

关键词：装备战斗损伤试验毁伤幅员物理损伤功能损伤损伤注入

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线粒体功能损伤对心肌细胞的影响

国际心血管病杂志 2023年第5期50卷 295-297页

作者：周逸然赵鹏军上海交通大学医学院 200025 上海交通大学医学院附属新华医院小儿心脏中心 200092

心脏是高耗能器官,为了提供足够的三磷酸腺苷,心肌细胞中有大量线粒体。线粒体功能障碍会影响心肌的能量供给和多种细胞活动。该文介绍氧化应激、线粒体动力学失衡、线粒体自噬失调、线粒体膜通透性转换孔异常和线粒体金属离子通道异常... 详细信息

心脏是高耗能器官,为了提供足够的三磷酸腺苷,心肌细胞中有大量线粒体。线粒体功能障碍会影响心肌的能量供给和多种细胞活动。该文介绍氧化应激、线粒体动力学失衡、线粒体自噬失调、线粒体膜通透性转换孔异常和线粒体金属离子通道异常对心肌细胞功能的影响。

关键词：心肌细胞线粒体功能损伤能量代谢

放射性唾液腺功能损伤的再生医学研究——从干细胞到无细胞治疗

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口腔颌面外科杂志 2022年第2期32卷 71-76页

作者：黄桂林遵义医科大学第五附属(珠海)医院口腔科广东珠海519180

头颈部肿瘤患者行放射治疗导致的唾液腺组织放射性功能损伤,是常见的并发症,并对患者造成终身影响。干细胞治疗在修复放射性唾液腺功能损伤的研究中取得了一定的效果,该方法能使患者口干症得到部分缓解。目前干细胞治疗的研究大多使用... 详细信息

头颈部肿瘤患者行放射治疗导致的唾液腺组织放射性功能损伤,是常见的并发症,并对患者造成终身影响。干细胞治疗在修复放射性唾液腺功能损伤的研究中取得了一定的效果,该方法能使患者口干症得到部分缓解。目前干细胞治疗的研究大多使用的是免疫原性较低的同种异体间充质干细胞(mesenchymal stem cells,MSCs)。然而,干细胞治疗也存在如干细胞来源不足、干细胞与靶器官融合并能否在体内长期存活、分化成功能细胞等问题。研究表明,MSCs在体内主要是通过细胞外囊泡(extracellular vesicles,EVs)或外泌体来调节宿主细胞(包括放射损伤组织中休眠的干细胞)的,以减轻炎症反应等达到组织再生的目的。因此,EVs或外泌体对放射性组织损伤进行无细胞治疗的概念逐渐引起了人们的关注。无细胞治疗不受外泌体剂量的限制,还具有安全、到达组织器官容易等优点,但也存在一些需要进一步研究的问题,比如MSCs外泌体的内容物并非恒定等。本文综述了干细胞治疗、无细胞治疗研究的相关文献,并对这些治疗的研究进行了展望。

关键词：辐射唾液腺功能损伤间充质干细胞无细胞治疗

高原急性胃肠黏膜屏障功能损伤与急性高原病并发多器官功能障碍综合征的关系

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中国病理生理杂志 2010年第A10期26卷 1972-1973页

作者：杨定周周其全第三军医大学高原军事医学系高原疾病学教研室国家教育部高原医学重点实验室重庆400038

青春期前大鼠睾丸扭转生精功能损伤与Fas/FasL mRNA的表达

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中华小儿外科杂志 2006年第2期27卷 111-112页

作者：刘子明郑新民杨志伟李世文武汉大学中南医院泌尿外科武汉430071

单侧睾丸扭转(unilateral testicular torsion,UTT)好发于青春期前小儿,即使手术复位后仍可能出现生精功能长期受损,并造成成年男子不育。

关键词：睾丸扭转生精功能 Fas/FasL 青春期前功能损伤大鼠 mRNA 缺血/再灌注损伤凋亡调控基因功能受损

褪黑素对链脲佐菌素所致大鼠胰岛β细胞结构及功能损伤的保护作用

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中华内科杂志 2010年第6期49卷 514-515页

作者：苏明丽邹俊杰刘志民上海长征医院内分泌科 200003

链脲佐菌素（STZ）对胰岛β细胞的毒性作用与氧化应激有关。褪黑素（melatonin，MLT）是一种有效抗氧化剂。研究表明，褪黑素可明显降低STZ大鼠胰腺内应激氧化水平，降低STZ所致的大鼠高血糖水平。本研究侧重观察MLT对STZ大鼠胰岛β细... 详细信息

链脲佐菌素（STZ）对胰岛β细胞的毒性作用与氧化应激有关。褪黑素（melatonin，MLT）是一种有效抗氧化剂。研究表明，褪黑素可明显降低STZ大鼠胰腺内应激氧化水平，降低STZ所致的大鼠高血糖水平。本研究侧重观察MLT对STZ大鼠胰岛β细胞结构及功能的保护作用。

关键词：胰岛β细胞链脲佐菌素大鼠胰腺保护作用细胞结构褪黑素功能损伤 STZ大鼠

力竭性游泳运动对大鼠肾脏线粒体功能损伤的影响

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体育科学 2001年第6期21卷 59-61页

作者：衣雪洁常波许豪文沈阳体育学院生理教研室辽宁沈阳110032 华东师大体育学系上海200062

研究目的:为了研究运动对肾脏损伤的发生机理,探讨力竭性运动引起的氧化应激对肾脏线粒体功能的影响。研究方法:30只SD大鼠随机分成4组,即对照组、运动即刻组、运动后1 h组和运动后24 h组,采用分光光度法、化学发光法和原子吸收光谱法... 详细信息

研究目的:为了研究运动对肾脏损伤的发生机理,探讨力竭性运动引起的氧化应激对肾脏线粒体功能的影响。研究方法:30只SD大鼠随机分成4组,即对照组、运动即刻组、运动后1 h组和运动后24 h组,采用分光光度法、化学发光法和原子吸收光谱法测定不同时相肾脏线粒体MDA、ATP合成能力和总钙的变化。研究结果:运动后各项指标与对照组比较,MDA含量在运动后即刻显著升高(p功能异常,这些可能是运动性疲劳发生的重要原因之一。

关键词：力竭性游泳运动大鼠肾脏线粒体功能损伤运动医学丙二醛三磷酸腺苷合成能力总钙运动性疲劳

HIV感染者B淋巴细胞功能损伤机制的研究进展

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中华微生物学和免疫学杂志 2011年第10期31卷 953-957页

作者：闫静静王万海徐建青张晓燕李亮助上海市公共卫生临床中心 201508 复旦大学附属公共卫生临床中心复旦大学生物医学研究院复旦大学上海医学院医学分子病毒学重点实验室中国疾病预防控制中心传染病预防控制国家重点实验室

1983年的一项研究首次揭示了AIDS病人的B细胞出现高活化和功能损伤等异常现象…，提示HIV感染不仅导致细胞免疫的功能缺陷，而且也能引起体液免疫的功能损伤。HIV感染诱导的B细胞变化主要表现在两方面：一方面是亚群上的变化，体现在未... 详细信息

1983年的一项研究首次揭示了AIDS病人的B细胞出现高活化和功能损伤等异常现象…，提示HIV感染不仅导致细胞免疫的功能缺陷，而且也能引起体液免疫的功能损伤。HIV感染诱导的B细胞变化主要表现在两方面：一方面是亚群上的变化，体现在未成熟／过渡型B细胞亚群、活化B细胞和浆细胞亚群、以及组织样记忆B细胞亚群增加，而初始和CD27记忆B细胞亚群减少＾[2-4]；另一方面是功能上的变化，包括高度异常活化、

关键词： HIV感染者 B淋巴细胞功能损伤机制 B细胞亚群活化B细胞 AIDS病人功能损伤功能缺陷