本文介绍了一种结合激光多普勒血流成像（LDPI）和激光多普勒血流监测（LDPM）的方法，用于测量脊髓局部血流量和氧饱和度（SO2），以及一种在大鼠中建立脊髓损伤的标准化操作流程。
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摘要
摘要
激光多普勒血流仪（LDF）是一种用于测量血流（BF）的无创方法，因此更适合用于测量脊髓微循环的变化。本文中，我们的目标是同时使用激光多普勒成像和监测技术，分析脊髓损伤后血流的变化。实验中同时采用了激光多普勒图像扫描仪和探头/监测仪来获取各项读数。激光多普勒灌注成像（LDPI）的数据提供了血流的局部分布情况，可全面了解损伤部位周围的灌注状态，并便于对不同位置的血流进行比较分析。通过在一段时间内对探测区域进行连续测量，使用组合式探头可同时测量脊髓的血流和氧饱和度，从而反映脊髓整体的灌注和氧气供应情况。LDF技术本身存在一些局限性，例如仅能提供相对流量值、对运动敏感以及存在生物零点信号等问题。然而，由于其设备简单且血流测量速度快，该技术已被广泛应用于临床和实验研究中。
引言
脊髓组织具有丰富的血管分布，对脊髓损伤（SCI）所引起的缺氧极为敏感。我们先前的研究表明，脑震荡损伤后脊髓的血流量显著降低1,2，这可能与运动功能障碍有关。近期研究显示，SCI 后血管结构的完整性与感觉运动功能的改善密切相关3。已有报道指出，血管化程度的改善可能挽救白质，从而间接促进功能恢复4。因此，维持损伤后脊髓的灌注对于保护组织存活能力和功能完整性显得尤为重要。
许多研究者已在脊髓损伤（SCI）的实验模型中采用多种技术，考察了各种治疗对SCI后灌注的影响5,6,7。激光多普勒作为一种成熟的技术，在多项动物和人体研究中被证实是量化灌注的有效方法8,9,10,11。该技术基于测量运动中的红细胞对入射光所引起的多普勒频移
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方案
涉及实验动物的动物实验方案遵循美国国立卫生研究院（NIH）制定的指南，并经首都医科大学动物护理与使用委员会批准。
以下介绍的脊髓损伤（SCI）建模及使用激光多普勒设备测量脊髓血流（BF）的操作步骤，已在已发表的研究中应用1。
1. 手术准备
- 用生理盐水配制3% (w/v) 戊巴比妥钠溶液，并以35 mg/kg剂量给药 。
注意：戊巴比妥钠为管制药品，应详细记录使用情况，并将溶液存放于安全、上锁的场所。 - 对器械进行灭菌并准备手术区域。
- 按以下步骤清洁手术器械：先用75%乙醇清洁，然后在121 °C下高压灭菌30分钟，再于60 °C烘箱中过夜干燥。用75%酒精对手术区域进行消毒。
2. 大鼠手术前准备
- 通过腹腔注射戊巴比妥钠（35 mg/kg）对大鼠进行麻醉。整个操作过程应耗时30至40分钟，包括手术、血流（BF）测量和缝合。
- 将大鼠从下背部至颈部的背部区域毛发剃除，毛发应尽可能剪短。将大鼠置于40 °C加热垫上，以维持恒定的体温。
3. 脊椎板切除术与脊髓挫伤
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结果
采用激光多普勒灌注成像（LDPI）测量脊髓中的血流（BF），并通过提取线性轮廓沿脊髓头尾轴进行定量分析（图4）。图5A 和 图5B 分别表示假手术组和脊髓损伤（SCI）组脊髓的血流灌注成像结果。图5C 和 图5D 分别表示假手术组和SCI组沿脊髓头尾轴血流（BF）的变化情况。通过比较 图5A 与 图5B 可知，脊髓损伤（SCI）导致血流（BF）减少，且损伤中心部位的血流量低于头侧和尾侧脊髓。
LDPM 显示了时域 LD 信号以及 SO
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讨论
进行本实验方案时应注意一些细节。首先，麻醉和手术过程应尽可能迅速且娴熟地完成，以最大限度减少对动物造成的应激。为减少对实验结果的干扰，应使动物保持相对平静和稳定的状态。其次，在使用激光多普勒仪器进行测量时需特别注意出血情况，因为血液可能干扰读数。最后，在数据记录过程中，应将动物置于温度可控的环境中，以避免因温度波动导致结果不一致。
研究人员在使用激光多普勒扫描时应考虑几个重要因素。如实验方案中所述，为了获得可比较的结果，扫描距离应在整个实验过程中保持一致。对于较小区域，我们建议采用高分辨率并进行多次扫描，以获得可靠的血流（BF）数据。此外，我们建议在手术区域覆盖带有标记动物方向的无菌纱布，并仅留出一个小窗口暴露脊柱，以进一步最小化背景干扰。
探头定位是在调整和实施监测方案时的关键考虑因素。探头应垂直于被测表面，并避免施加过大的压力。为实现这一目标，必要时可通过在动物身下垫入泡沫塑料来拉直并调平大鼠脊柱，同时应使用仪器和坐标定位探头，以确保测量位置大致相同。
正如我们在之前.......
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披露
作者无任何利益冲突需要披露。
材料
| 姓名 | 公司 | 目录编号 | 评论 |
|---|---|---|---|
| 激光多普勒线扫描仪 | Moor Instruments | moorLDLS2 | |
| 激光多普勒血流监测仪 | Moor Instruments | moorVMS-LDF | |
| 监测仪探头 | Moor Instruments | VP3 | 钝针端输送探头 |
| 撞击器 | Precision Systems and Instrumentation | IH-0400 | |
| 苯巴比妥钠 | Sigma-Aldrich | P3761 | |
| 丁丙诺啡 | Sigma-Aldrich | B-908 | |
| 注射器 | Becton Dickinson Medica (s) Pte.Ltd | 300841 | |
| 带缝合线的外科缝合针 | 上海浦东金环医疗用品有限公司 | 18T0329（批号）/4-0 | |
| 手术刀 | 上海医疗器械有限公司手术器械厂 | J11030 4# | |
| 手术刀片 | 上海医疗器械有限公司手术器械厂 | J12130 20# | |
| 眼科镊 | 上海医疗器械有限公司手术器械厂 | JD1040 | |
| 止血钳 | 上海医疗器械有限公司手术器械厂 | J31050 | |
| 青霉素钠 | 华北制药股份有限公司 | F6072116（批号） | |
| 75% 酒精 | 德州安捷高科消毒制品有限公司 | 150421R（批号） | |
| 碘伏 | 山东利尔康医疗科技股份有限公司 | 20170102（批号） | |
| 大鼠 | 军事医学科学院实验动物中心 | Sprague-Dawley（大鼠品系） |
参考文献
- Jing, Y. L., Bai, F., Chen, H., Dong, H. Meliorating microcirculatory with melatonin in rat model of spinal cord injury using laser Doppler flowmetry. Neuroreport. 27 (17), 1248-1255 (2016).
- Jing, Y. L., Bai, F., Chen, H., Dong, H.
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