Imaging and quantitative measurement of brain extracellular space using MRI Gd-DTPA tracer method

目的:观察钆喷酸葡胺(Gd-DTPA)在脑细胞外间隙(brain extracellular space,ECS)中扩散的磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)表现与规律,探讨应用MRI示踪法对ECS进行定量分析的可行性.方法:将8只雄性SD大鼠(280 g～320 g)麻醉后,参考脑立体定位图谱,选取冠状位苍白球为中心层面,以尾状核为靶点进行穿刺定位,导入Gd-DTPA 2 μL.于导入后1、3、6、9、12 h分别进行MRI扫描,观察MRI表现,测量示踪剂导入侧所在脑区与对侧相应脑区MR信号强度随时间的变化规律.于12 h MRI扫描结束后,对大鼠进行行为学评分.结果:MRI图像证实6只大鼠Gd-DTPA导入点位于尾状核区,2只位于外囊区.Gd-DTPA在尾状核区导入后呈均匀扩散,3 h扩散到达同侧大脑皮层,扩散后主要分布在大脑中动脉供血区的脑组织.随着扩散范围的增大,尾状核区的MRI信号强度逐渐下降,3 h后各个时间点相对MRI信号强度△s与1 h时△s间差异存在统计学意义(t=95.63,P<0.01),3 h后的各组△S间差异无统计学意义(P>0.05).△s的衰减规律呈指数形式[Y=1.7886x~(-0.1776)(R~2=0.94)].导入外囊区的Gd-DTPA在1 h的MRI上呈弧形沿自质纤维扩散,表现为各向异性.在3 h后呈扇形向相邻脑区扩散,6 h时扩散到达同侧皮层区.结论:应用MRI示踪法可动态观察Gd-DTPA在细胞外间隙的扩散与清除衰减规律,是在活体对ECS解剖与生理学参数进行定量研究的可行方法.国家自然科学基金; 北京市自然科学基金中文核心期刊要目总览(PKU)中国科技核心期刊(ISTIC)中国科学引文数据库(CSCD)02188-1914