关键词:
组织病理学
运动诱发电位
脑干锥体束
头部损伤指标
轻度颅脑损伤
摘要:
随着机动车数量的激增,交通事故导致的创伤性脑损伤(Traumatic Brain Injury,TBI)案例总量也日益增大,其中,轻度创伤性脑损伤(mild Traumatic Brain Injury,mTBI)占TBI总量的60%~90%,该数据在中国的比例为62%,mTBI可导致亚急性肢体功能、认知和情绪障碍。与中度、重度、极重度TBI相比,mTBI缺乏明显的临床神经影像学、形态学(没有颅骨骨折和肉眼可见出血等)表现,常规苏木精-伊红(Hematoxylin Eosin staining,HE)染色也不明显,所以对于交通伤中mTBI的研究存在一定难度且未得到大面积开展。对于mTBI的诊断和识别,目前有少量文献报道组织病理学、神经电信号以及分子水平的研究显示出了较好的效果。另外,交通伤中颅脑继发性损伤较为常见,且脑干是颅脑损伤的好发部位。此外,对于颅脑损伤程度的评估分析,目前核心的指标仍然是经典的头部损伤准则(Head Injury Criterion,HIC);但是HIC准则只纳入了头部前后向(Anterior Posterior,AP)的载荷数据,而未考虑头部在侧向(Lateral-Medial,LM)受到撞击的情况,目前对于颅脑侧向碰撞损伤的评估是直接套用前后向的HIC指标,结果存在偏差。因此,有必要对交通伤中脑干mTBI及其继发伤特点进行研究,并构建轻度碰撞损伤下AP-LM方向HIC值之间的数学关系模型,从而实现对mTBI下侧向HIC值的合理修正,并使得轻度损伤下侧向HIC值能够准确评估其脑损伤程度。
目的:通过运动诱发电位(Motor Evoked Potential,MEP)和β-淀粉样前体蛋白(β-Amyloid Precursor Protein,β-APP)免疫组化(Immunohistochemistry,IHC)互相验证结合的方法,对轻度损伤情况下脑干锥体束损伤程度进行综合量化,通过对AP-LM不同HIC致伤能量下的大鼠脑损伤程度进行量化映射分析,研究轻度交通伤中颅脑前后向和侧向碰撞下HIC值的等效转换关系及数学模型,对轻度损伤下颅脑侧碰HIC值的合理修正进行探索。
方法:健康成年雄性大鼠100只,随机分为对照组、0.5 m前后向和0.5 m侧向实验组、1 m前后向和1 m侧向实验组(每组20只,IHC组12只,MEP组8只),对照组不进行致伤实验。IHC组在致伤后和对照组一起进行过量麻醉取材,制作β-APP免疫组化染色切片,并测定切片的脑干锥体束区域内阳性细胞面积占比和积分光密度值(Integral Optical Density,IOD)。MEP组在致伤后和对照组一起进行MEP波幅检测。之后,使用归一化先对数据进行预处理,将不同维度的数据转换到一个量纲。随后,对数据使用因子分析,得到不同因子的权重指标,将预处理过的数据赋以对应的权重值,得到不同的综合加权损伤程度值,依此构建两个方向的HIC值数学关系模型。
结果:随致伤能量的增加,实验组MEP幅值下降率、阳性细胞面积占比及IOD也明显增大。致伤能量较小时,对于灵敏度而言,IHC组比MEP组的更高;对于稳定性而言,MEP结果波动较小,更加稳定,IHC由于个体差异等原因稳定性相对MEP略差。此外,损伤程度一样时,侧向HIC值小于前后向;HIC值一样时,侧向的损伤程度大于前后向。
结论:本课题使用MEP-IHC两种方法对AP-LM方向轻度碰撞损伤下颅脑损伤进行综合量化,初步获得了轻度损伤下大鼠颅脑AP-LM损伤与HIC值的映射关系,并构建了轻度损伤下两个方向的HIC值数学关系模型,从而可有效地对mTBI下侧碰HIC值进行合理修正,扩大了HIC准则的适用范围,为进一步研究颅脑碰撞损伤生物力学机制提供实验模型与数据支持。