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目的:利用7.0T高场磁共振弥散加权成像(DWI)及氢质子磁共振频谱(1H-MRS)研究急性酒精中毒大鼠脑组织表观弥散系数值(ADC值)以及前额叶脑代谢物演变情况,对照病理形态学变化,探讨酒精中毒后乙醇对大鼠脑水肿及脑代谢物变化的影响。 方法:60只大鼠随机分为2组,DWI组(n=30)及MRS组(n=30),每组30只大鼠再随机分成正常对照组(n=5)及急性酒精中毒实验组(n=25),急性酒精中毒组大鼠以15ml/kg体质量一次性灌胃制作大鼠急性酒精中毒模型,实验组大鼠造模后随机分成1h、3h,6h、12h及24h五个亚组,每组(n=5),使用7.0TMRI扫描仪(Agilent Vnmr J 3.1)对正常对照组和造模后实验组大鼠进行全脑常规磁共振(MRI)、DWI及前额叶MRS检查,测量前额叶、海马、丘脑和小脑ADC值。利用LCmodel软件对采集的前额叶频谱数据进行后处理及定量分析。频谱分析代谢物包括胆碱复合物(Cho),牛磺酸(Tau),谷氨酸(Glu),N-乙酰门冬氨酸(NAA),肌酸复合物(Cr+PCr),肌醇(Ins)。乙醇(EtOH)量值由EtOH与Cr峰高比值表示,表示为EtOH/Cr+PCr。完成影像学检查后,牺牲大鼠,取前额叶、海马、丘脑和小脑进行HE染色。 结果: 1.急性酒精摄入后,各脑组织ADC值随时间变化趋势有显著统计学意义(rmANOVA,P<0.001),前额叶、海马、丘脑、小脑半球四个脑区ADC值随时间变化趋势相同(rmANOVA,P>0.05),变化趋势表现为1~3h持续下降,于3h下降达最低点,随后逐步回升,12h回升接近对照组。各时间点组内比较,急性酒精中毒后1h、3h大鼠前额叶、海马、丘脑、小脑半球各脑区脑组织与对照组比较ADC值呈显著下降改变(P<0.05,P≤0.01)。酒精摄入后3h,前额叶ADC值明显低于与其他脑区(P<0.05)。 2.EtOH/Cr+PCr、Cho、Tau、Glu浓度值随时间变化有统计学意义(rmANOVA,P<0.05),Ins、NAA、Cr浓度值随时间变化无明显统计学意义(rmANOVA,P>0.05),线性回归分析结果,TSEtOH/Cr+PCr与TSCho、TSTau呈显著正相关,TSEtOH/Cr+PCr与TSGlu呈负相关,TSEtOH/Cr+PCr与TSADC值呈显著负相关。 3.病理结果:正常组大鼠脑组织细胞排列整齐规则,细胞之间分界清楚,胞浆染色清晰,胞核染色适中。中毒组大鼠脑组织细胞肿胀,细胞核及胞浆淡染。 结论:急性酒精中毒大鼠脑组织ADC值的演变反映了脑细胞毒性水肿的变化过程,1H-MRS检测脑组织代谢物随时间变化的特征,以及EtOH/Cr+PCr与其它代谢物之间的相关性直接反映了酒精对脑细胞代谢的生物学影响机制,前额叶EtOH/Cr+PCr与ADC值的相关性,有利于我们从代谢层面直观理解乙醇所诱导脑细胞毒性水肿的发生和发展。