基于多模态MRI的兔失神经后骨骼肌损伤的演变机制

Long term denervation of skeletal muscle can cause muscle irreversible injury, which impair recovery of muscle function. At present, the mechanisms of pathological changes in denervated skeletal muscle (DSM) is still not fully clear. Puncture biopsy is an invasive examination and have a limitation in the specimen, this technique cannot fully and completely reflect the pathological evolution of denervated skeletal muscle. Multimodal MRI（IDEAL-IQ, T2-mapping, DWI/DTI, and DCE）have the potential to monitor skeletal muscle atrophy, necrosis, pimelosis, fibrosis, and blood perfusion in vivo. Our preliminary experiment found that there was a relationship between MRI parameters (T2 value, Dslow, Dfast, FA，Ktrans，and Vp）and pathological changes. Therefore, in this study, we will establish various nerve injury in rabbit models, and used multimodal MRI to observe DSM atrophy, necrosis, pimelosis, fibrosis, and blood perfusion in different time points. Combined with pathological examination, to reveal the evolution process of denervated skeletal muscle. We believe that the proposed techniques will be of benefit for early diagnosis and monitoring the evolution process of denervated skeletal muscle.

骨骼肌长时间失神经支配后可引起肌肉不可逆损伤，导致肌肉功能恢复障碍，其演变机制尚不完全清楚。传统穿刺活检为有创检查，并取材局限，不能全面、全程反应失神经骨骼肌（Denervated skeletal muscle，DSM）病理演变过程。多模态MRI（IDEAL-IQ 、T2-mapping、DWI/DTI及DCE）可在活体下监测骨骼肌肌纤维萎缩、坏死、脂肪化、纤维化及血流灌注变化。我们前期动物实验发现MRI定量参数（T2 value、Dslow，Dfast、FA、Ktrans、Vp）与DSM病理改变相关。本课题拟通过构建不同神经损伤程度DSM动物模型，以多模态MRI为手段，在不同时间点观察DSM血流灌注、肌纤维萎缩、坏死、脂肪化及纤维化程度，并与病理对照，阐述其演变机制，评价多模态MRI对DSM进程的早期预测及监测作用。

骨骼肌长时间失神经支配后可引起肌肉不可逆损伤，导致肌肉功能恢复障碍，其演变机制尚不完全清楚。传统穿刺活检为有创检查，并取材局限，不能全面、全程反应失神经骨骼肌（Denervated skeletal muscle，DSM）病理演变过程。多模态MRI（IDEAL-IQ 、T2-mapping、DWI/DTI及DCE）可在活体下监测骨骼肌肌纤维萎缩、坏死、脂肪化、纤维化及血流灌注变化。我们前期动物实验发现MRI定量参数（T2 value、Dslow，Dfast、FA、Ktrans、Vp）与DSM病理改变相关。本课题通过构建不同神经损伤程度DSM动物模型，以多模态MRI为手段，在不同时间点观察DSM血流灌注、肌纤维萎缩、坏死、脂肪化及纤维化程度，并与病理对照，阐述其演变机制，评价多模态MRI对DSM进程的早期预测及监测作用。. 我们选用新西兰大白兔作为不同神经损伤程度的DSM模型动物，我们发现神经损伤越重，靶肌肉T2WI上信号越高。所有神经损伤组的T2值、D*、D、FA、Ktrans、Vp、Ve变化和神经损伤程度呈明显相关性。神经损伤后肌肉T2值、D*、D、Ktrans、Vp、Ve/FA在术后就开始逐渐升高/降低。伤侧下肢功能评分与神经损伤程度也存在明显相关性。伤侧下肢功能评分时间曲线与MRI参数曲线类似。细胞外间隙百分比、单位面积内毛细血管数目从坐骨神经完全离断后第1天至第6周逐渐增高，第8-12周持续维持在高水平。T2信号改变、T2值与ESP和CN均存在明显正相关（r = 0.925、0.919）；D*和CN存在明显正相关（r = 0.975）；D和ESP存在明显正相关（r = 0.97）；Ktrans和CN、ESP存在明显正相关（r = 0.982，0.969）；Vp和CN存在明显正相关（r = 0.987）；Ve和ESP存在明显正相关（r = 0.972）。. 多模态磁共振可以早期诊断失神经骨骼肌，可以用来判断失神经骨骼肌神经损伤程度和预测去神经骨骼肌预后。失神经骨骼肌多模态磁共振MR改变的病理基础包括两个方面：骨骼肌失神经后肌纤维萎缩，导致细胞外间隙增大；骨骼肌失神经后，组织内毛细血管量增加。