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摘要本实验应用多种脑功能成像技术，研究全身麻醉药对脑局部葡萄糖代谢、脑信号强度及相关脑区内神经递质的变化，以探讨全麻药敏感的靶位及可能机制，为进一步阐明全身麻醉的机理提供理论依据。 第一部分应用PET技术研究全麻药对健康志愿者脑能量代谢的影响目的：应用PET成像技术，研究全麻药七氟醚、氯胺酮对人脑能量代谢的影响，探讨全麻药作用的敏感脑区，为进一步阐明全麻机理提供理论依据。方法：七氟醚组每位志愿者分别做三次PET扫描，采用PHILIPSCPETPlus扫描仪及18F-FDG标记技术测定CMRglu，第一次在清醒状态下扫描作为对照，第二、三次分别吸入0.5MAC和1.0MAC浓度七氟醚。氯胺酮组每位志愿者分别在氯胺酮血浆药物浓度为0.2ug/ml(镇静状态)和1.1ug/ml(意识消失)时注射18F-FDG显像剂，并进行PET扫描。结果：①七氟醚组：与清醒时相比，0.5MAC时全脑CMRglu降低了17.0％(P＜0.05)，1.0MAC时降低了31％(P＜0.01)，主要降低的区域是丘脑、楔叶、楔前叶和扣带回(P＜0.05)；与0.5MAC时相比，1.0MAC时rCMRglu显著降低(P＜0.05)，降低顺序同1.0MAC七氟醚。其中丘脑降幅最大为46％。结果：②氯胺酮组：镇静状态下全脑CMRglu降低了12.5％，CMRGlu降低在额叶、枕叶和颞叶区域最为明显(P＜0.05)；在意识消失状态下全脑CMRglu降低了18.5％(P＜0.05)，其中丘脑、海马、颞叶、枕叶和额叶降低更为显著(P＜0.05)；其它区域没有明显的变化。结论：吸入七氟醚麻醉后全脑及各脑区CMRglu均可显著降低，不同脑区CMRglu也有显著降低，尤其是丘脑、楔叶、楔前叶和扣带回对吸入七氟醚麻醉更敏感。氯胺酮低剂量时首先影响皮层区，较高剂量时不仅影响皮层区域的能量代谢，也影响皮层下结构，特别是丘脑和海马等区域，这些区域可能是麻醉作用的关键靶位，两种麻醉剂敏感脑区间存在一定差异。 第二部分全麻药对犬脑功能影响的fMRI显像研究目的：应用磁共振成像技术，研究全麻药七氟醚、氯胺酮对犬脑磁共振信号强度变化的影响，探索麻醉药在脑内的可能作用部位。方法：刺激程序采用清醒—镇静—意识消失—苏醒的动态过程，扫描为60个动态。七氟醚麻醉组按吸入1.0MAC，氯胺酮麻醉组按2mg/kg通过采用恒速泵静脉注射，用药方式为持续吸入和输注。采用1.5TPhilipsGyroscan磁共振系统，运用单次激发EPI扫描序列进行脑功能BOLD法成像并应用Functool软件进行功能分析。结果：①七氟醚组：七氟醚麻醉可抑制下丘脑信号，r值为0.64，信号变化强度为21.2％；可降低运动皮层信号，r值为0.72，信号降低强度为36.5％；感觉皮层信号也受到抑制，r值为0.73，信号变化强度为33.8％。基底节区信号也受到抑制，r值为0.57，信号变化强度为35％。其它区域的信号强度没有发现明显的变化。②氯胺酮组：氯胺酮麻醉可降低感觉皮层、运动皮层的信号强度，其r值分别为0.79、0.81，信号变化强度分别为19.5、16.6％；丘脑和扣带回区信号也受到抑制，r值分别为0.66、0.68，信号变化强度为4.5、4.7％。上述4个区域信号的抑制变化过程同步；皮层下其它区域包括海马基底节区未引出激活点。结论：七氟醚麻醉抑制运动皮层、感觉皮层、下丘脑、基底节区，这些区域可能是七氟醚麻醉作用的靶位。氯胺酮麻醉抑制感觉皮层、运动皮层、丘脑和扣带回区域信号强度，而这些区域则可能是氯胺酮作用的靶位。 第三部分全麻药对犬不同脑区神经递质代谢的1H-MRS显像研究目的：探讨全麻药七氟醚、氯胺酮麻醉时犬皮层区和丘脑内多种神经递质的动态变化，揭示七氟醚、氯胺酮麻醉中枢作用的可能机制。方法：麻醉方法和浓度同第一部分。每只犬先后行三次MRS扫描，第二、三次分别吸入0.5MAC和1.0MAC七氟醚，氯胺酮组每只犬分别通过恒速泵静脉输入氯胺酮1mg/kg(镇静)和2mg/kgl(意识消失)，采集感兴趣区域内(ROI)波谱。分析测定N-乙酰基天门冬氨酸(NAA)、谷氨酸(Glu)、γ-氨基丁酸(GABA)、胆碱类化合物(Cho)和肌酸(Cr)的动态变化。每次扫描选择的VOI为皮层区和丘脑区。扫描采用PhlipsInteraMaster1.5T磁共振成像系统，1H-MRS采用T2WI轴位定位选取正方体VOI，体素大小为15mm×15mm×15mm，并在轴位、矢状位和冠状位上观察，选择点解析波谱序列(PRESS)分别定位于上述2个区域采集波谱，以各波谱峰下面积计算NAA、Glu、GABA、Cho和Cr在各脑区的动态变化。结果：①七氟醚组：与清醒状态比较，镇静状态下NAA、Glu、GABA、Cho在皮层区、丘脑区无显著性变化，在意识消失状态下，NAA、Glu在皮层区、丘脑区均呈下降的趋势，其中在丘脑下降更为显著(P＜0.05)；Cho在皮层没有明显的变化，在丘脑区域明显降低(P＜0.05)；GABA在皮层和丘脑区域显著升高(P＜0.05)；两种状态下，Cr在上述5个区域的变化无统计学意义。②氯胺酮组：与清醒状态相比，氯胺酮镇静状态下，NAA、Glu、Cho在丘脑、皮层呈下降趋势，并具有统计学意义(P＜0.05)；而GABA、Cr在上述2个区域均无显著变化。与清醒状态相比，氯胺酮麻醉状态下，NAA、Glu、Cho在皮层和丘脑显著下降，并具有显著的统计学差异(P＜0.01)；Cr、GABA在皮层和丘脑没有明显的变化。结论：皮层和丘脑内多种递质代谢的变化与吸入七氟醚麻醉的作用密切相关，其中对Glu的抑制作用和GABA系统的促进作用可能是其主要机制；而氯胺酮的麻醉作用主要是对NAA、Glu、Cho的抑制作用。