一种小鼠脑缺血再灌注模型的优化及败果评价方法技术

本发明专利技术属于小鼠脑缺血再灌注模型技术领域，公开了一种小鼠脑缺血再灌注模型的优化及败果评价方法，所述小鼠脑缺血再灌注模型的优化及败果评价系统包括：视频监控模块、时间模块、主控模块、麻醉模块、消毒模块、切割模块、插入模块、拔出模块、脑血管三维构造模块、症状监测模块、显示模块。本发明专利技术通过脑血管三维构造模块显示小鼠脑缺血再灌输术后脑血管情况，不仅能够有效分割脑血管粗大分支，而且还能精确提取脑血管细小结构；同时，通过术中生命体征(包括体温、脉搏、呼吸、血压)监测，提高小鼠生存率，通过术后症状监测模块能给出小鼠脑缺血再灌注后神经功能损伤的定量评价，对缺血性脑卒中的预防、疗效评价等均具有重要意义。

Optimization of a model of cerebral ischemia-reperfusion in mice and evaluation of its failure

The invention belongs to the technical field of mouse cerebral ischemia-reperfusion model, and discloses an optimization and evaluation method of mouse cerebral ischemia-reperfusion model. The optimization and evaluation system of mouse cerebral ischemia-reperfusion model includes video monitoring module, time module, main control module, anesthesia module, disinfection module, cutting module, insertion module, pull-out module and cerebrovascular module. Three-dimensional construction module, symptom monitoring module and display module. The three-dimensional structure module of the cerebrovascular system can show the cerebrovascular condition after cerebral ischemia and reperfusion in mice, which can not only effectively segment the large branches of the cerebrovascular system, but also accurately extract the fine structure of the cerebrovascular system. At the same time, the survival rate of the mice can be improved by monitoring the vital signs (including body temperature, pulse, respiration and blood pressure) during the operation, and the brain can be given by the symptoms monitoring module after the operation. Quantitative evaluation of neurological impairment after ischemia-reperfusion is of great significance to the prevention and evaluation of therapeutic effect of ischemic stroke.

【技术实现步骤摘要】
一种小鼠脑缺血再灌注模型的优化及败果评价方法
本专利技术属于小鼠脑缺血再灌注模型
，尤其涉及一种小鼠脑缺血再灌注模型的优化及败果评价方法。
技术介绍
脑血管病是临床常见疾病，具有高致残率、高死亡率等特点，其中缺血性脑血管病是最常见的病例，也是国内外医学的专家和科研人员重点研究和亟待解决的问题，目前的方法是通过动物试验的方法来探索新的治疗的方法，也就是说，通过对动物的实验，在动物的体内建立一种类似人类疾病的模型，企图寻找解决深层治疗脑血管病的方法。小鼠脑缺血再灌注模型在大鼠的颈部将颈动脉的颈总动脉切开一个小口，然后插入一根线栓(材料为尼龙线、钓鱼线等)送至大脑中动脉形成堵塞造成脑缺血，一至两小时之后，将线栓取出拉回，此时，小鼠大脑中动脉实现再次疏通，从而建立了脑缺血再灌注的模型。然而，现有小鼠脑缺血再灌注模型过程中不能准确监测小鼠生命体征及缺血区域，不能准确提取术后脑血管结构；同时，术后监测单一，神经功能缺损评价不准确。综上所述，现有技术存在的问题是：(1)现有小鼠脑缺血再灌注模型过程中不能准确监测小鼠生命体征及缺血区域；不能准确提取术后脑血管结构；同时，术后监测单一，神经功能缺损评价不准确。(2)现有技术中通过摄像头实时监控小鼠脑缺血再灌注模型过程状况的过程中，由于图像信号的采集、传输和处理时延的影响，使得目标不能处在摄像头的最佳观测位置，从而产生数据缺失，造成分析结果滞后，导致摄像头运动控制误差较大。(3)现有技术中采用传统的线栓法，造模成功率低，增加术中出血、线结容易脱落。(4)现有技术中利用红外线热呈像仪器监测每只小鼠术中脑缺血区域的过程中，使脑缺血区域轮廓不全，变得模糊。(5)现有技术中没有进行分离脑血管和背景噪声处理，不利于小鼠脑缺血再灌输术后脑血管情况的清晰、无误的显示。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种小鼠脑缺血再灌注模型的优化及败果评价方法。本专利技术是这样实现的，一种小鼠脑缺血再灌注模型的优化及败果评价方法，所述小鼠脑缺血再灌注模型的优化及败果评价方法包括：步骤一，利用摄像头基于卡尔曼滤波算法实时监控小鼠脑缺血再灌注模型过程状况；利用红外线热呈像仪器确定是否缺血再灌注；步骤二，利用麻醉机对小鼠进行麻醉操作；利用消毒模块对小鼠进行消毒；利用手术刀对小鼠颈内动脉血管进行切开一个切口操作；步骤三，采用改良后的线栓法，在颈内动脉血管切口插入线栓，在小鼠大脑中动脉供血区域形成缺血病灶；在插入线栓形成脑缺血1小时之后，将线栓拔出，同时在颈内动脉内保留可重复注射药物的导管注射囊；步骤四，利用图像处理软件构建的树状结构脑血管，并进行分离脑血管和背景噪声处理，高效显示小鼠脑缺血再灌输术后脑血管情况；步骤五，术后利用医疗设备对小鼠的血脂4项、肾功3项、心电图信号进行监测；进行神经功能缺损情况评价；基于得分的近红外线与可见光图像融合算法，获得清晰、准确，轮廓全的脑缺血区域，提供红外线热呈像仪器的识别性能；步骤六，利用显示器显示监控视频、时间、监测参数信息。进一步，所述步骤一中摄像头基于卡尔曼滤波算法实时监控小鼠脑缺血再灌注模型过程状况；具体为：(1)由定律系统状态x(j)基于前k次观测点z(1)，z(2)，z(3)，…，z(k)，的线性最小方差估计应为x(j)在zk＝[zT(1)，…，zT(k)]T上的正交投影即：x(j|k)＝E[x(j)|zk]，当j＝k时，x(k|k)为最优滤波估计：x(k|k)＝E[x(k)|zk]；若令k＝t，x(t|)＝E[x(t)|zt]；(2)将上式具体展开，且考虑估计误差问题，按递推计算方式即可得Kalmax滤波方程，求得真实序列的最优估计；(3)在已知基础上，求得摄像头目标跟踪线性离散系统状态向量x(t+H)的最优预测，指在已知观测值z(1)，z(2)，…，z(t)的情况下求x(t+H)，H＞0的最优估值为：x(t+H|t)＝Φ(t+H，t)E[z(1)，…，Z(t)]；在得到估计值通过上式预测进一步，所述步骤三中采用改良后的线栓法，具体对线栓法进行改良的方法为：(1)对小鼠全身麻醉5min，将小鼠放置于手术板上；(2)对小鼠口咽部，进行消毒，然后固定门齿，消毒颈部皮肤3-6次，在颈部正中部位纵行切开约2～3cm长的切口，钝性分离皮下组织，分离左侧颈部血管神经束，找到颈总动脉分叉处，分离颈总动脉和颈内动脉；(3)对距分叉4mm处结扎第1根手术线，在线结的远心端2mm处结扎第2根手术线，在两结扎处之间用高频电刀电凝夹闭血管，眼科剪剪断血管；(4)分离颈内动脉第一分支枕动脉并电凝灼断血管，分离颈内动脉，微动脉夹夹闭颈内动脉、颈总动脉，颈内动脉起始处置一手术线，打单结不收紧，紧靠残端线结处眼科剪垂直血管剪口；(5)将侵泡过生理盐水中的鱼线，将颈内动脉残端线结与颈内动脉成一直线，从剪口处插进鱼线达颈内动脉夹闭处，收紧颈内动脉起始处的手术线，松开颈内动脉的动脉夹，推进鱼线；(6)插入鱼线17mm，直到遇到阻力时停止，结扎颈内动脉起始处的手术线，松开夹闭颈总动脉的动脉夹；(7)缺血90min后缓慢拔出鱼线，观察无内出血后逐层缝合伤口，乙醇消毒，对皮。进一步，所述步骤四中利用图像处理软件构建的树状结构脑血管，并进行分离脑血管和背景噪声处理，具体方法为：(1)从CT或者MRA设备获取三维脑血管体数据场；(2)采用分割算法分离脑血管和背景噪声；(3)计算脑血管骨架线；(4)根据骨架线构建树状脑血管拓扑结构；(5)根据骨架线采用弹性球算法计算每个节点脑血管半径；(6)将构建的树状结构脑血管进行三维显示。本专利技术的另一目的在于提供一种实现所述小鼠脑缺血再灌注模型的优化及败果评价方法的小鼠脑缺血再灌注模型的优化及败果评价系统，所述小鼠脑缺血再灌注模型的优化及败果评价系统包括：视频监控模块，与主控模块连接，用于通过摄像头实时监控小鼠脑缺血再灌注模型过程状况；时间模块，与主控模块连接，用于通过时间表显示灌注时间；主控模块，与视频监控模块、时间模块、麻醉模块、消毒模块、切割模块、插入模块、拔出模块、脑血管三维构造模块、症状监测模块、显示模块连接，用于通过单片机控制各个模块正常工作；麻醉模块，与主控模块连接，用于通过麻醉机对小鼠进行麻醉操作；消毒模块，与主控模块连接，用于通过消毒模块对小鼠进行消毒；切割模块，与主控模块连接，用于通过手术刀对小鼠颈内动脉血管进行切开一个切口操作；插入模块，与主控模块连接，用于在颈内动脉血管切口插入线栓，在大鼠颈内形成脑缺血；拔出模块，与主控模块连接，用于在插入线栓形成脑缺血1-2小时之后，将线栓拔出，同时在颈内动脉内保留可重复注射药物的导管注射囊；脑血管三维构造模块，与主控模块连接，用于通过图像处理软件构建的树状结构脑血管并显示小鼠脑缺血再灌输术后脑血管情况；症状监测模块，与主控模块连接，用于通过医疗设备对小鼠的脉搏波、血压波、心电图进行监测；利用红外线热呈像仪器监测每只小鼠术中脑缺血区域，提高缺血区域的一致性；显示模块，与主控模块连接，用于通过显示器显示监控视频、时间、监测参数信息。本专利技术的优点及积极效果为：本专利技术通过脑血管三维构造模块显示小鼠脑缺血再灌输术后脑血管再通情况，不仅能够有效分割脑血管粗大分支，而且还能精确提取脑血管细小结构。本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种小鼠脑缺血再灌注模型的优化及败果评价方法，其特征在于，所述小鼠脑缺血再灌注模型的优化及败果评价方法包括：步骤一，利用摄像头基于卡尔曼滤波算法实时监控小鼠脑缺血再灌注模型过程状况；利用红外线热呈像仪器确定是否缺血再灌注；步骤二，利用麻醉机对小鼠进行麻醉操作；利用消毒模块对小鼠进行消毒；利用手术刀对小鼠颈内动脉血管进行切开一个切口操作；步骤三，采用改良后的线栓法，在颈内动脉血管切口插入线栓，在小鼠大脑中动脉供血区域形成缺血病灶；在插入线栓形成脑缺血1小时之后，将线栓拔出，同时在颈内动脉内保留可重复注射药物的导管注射囊；步骤四，利用图像处理软件构建的树状结构脑血管，并进行分离脑血管和背景噪声处理，高效显示小鼠脑缺血再灌输术后脑血管情况；步骤五，术后利用医疗设备对小鼠的血脂4项、肾功3项、心电图信号进行监测；进行神经功能缺损情况评价；基于得分的近红外线与可见光图像融合算法，获得清晰、准确，轮廓全的脑缺血区域，提供红外线热呈像仪器的识别性能；步骤六，利用显示器显示监控视频、时间、监测参数信息。

【技术特征摘要】
1.一种小鼠脑缺血再灌注模型的优化及败果评价方法，其特征在于，所述小鼠脑缺血再灌注模型的优化及败果评价方法包括：步骤一，利用摄像头基于卡尔曼滤波算法实时监控小鼠脑缺血再灌注模型过程状况；利用红外线热呈像仪器确定是否缺血再灌注；步骤二，利用麻醉机对小鼠进行麻醉操作；利用消毒模块对小鼠进行消毒；利用手术刀对小鼠颈内动脉血管进行切开一个切口操作；步骤三，采用改良后的线栓法，在颈内动脉血管切口插入线栓，在小鼠大脑中动脉供血区域形成缺血病灶；在插入线栓形成脑缺血1小时之后，将线栓拔出，同时在颈内动脉内保留可重复注射药物的导管注射囊；步骤四，利用图像处理软件构建的树状结构脑血管，并进行分离脑血管和背景噪声处理，高效显示小鼠脑缺血再灌输术后脑血管情况；步骤五，术后利用医疗设备对小鼠的血脂4项、肾功3项、心电图信号进行监测；进行神经功能缺损情况评价；基于得分的近红外线与可见光图像融合算法，获得清晰、准确，轮廓全的脑缺血区域，提供红外线热呈像仪器的识别性能；步骤六，利用显示器显示监控视频、时间、监测参数信息。2.如权利要求1所述的小鼠脑缺血再灌注模型的优化及败果评价方法，其特征在于，所述步骤一中摄像头基于卡尔曼滤波算法实时监控小鼠脑缺血再灌注模型过程状况；具体为：(1)由定律系统状态x(j)基于前k次观测点z(1)，z(2)，z(3)，…，z(k)，的线性最小方差估计应为x(j)在zk＝[zT(1)，…，zT(k)]T上的正交投影即：x(j|k)＝E[x(j)|zk]，当j＝k时，x(k|k)为最优滤波估计：x(k|k)＝E[x(k)|zk]；若令k＝t，x(t|)＝E[x(t)|zt]；(2)将上式具体展开，且考虑估计误差问题，按递推计算方式即可得Kalman滤波方程，求得真实序列的最优估计；(3)在已知基础上，求得摄像头目标跟踪线性离散系统状态向量x(t+H)的最优预测，指在已知观测值z(1)，z(2)，…，z(t)的情况下求x(t+H)，H＞0的最优估值为：x(t+H|t)＝Φ(t+H，t)E[z(1)，…，Z(t)]；在得到估计值通过上式预测3.如权利要求1所述的小鼠脑缺血再灌注模型的优化及败果评价方法，其特征在于，所述步骤三中采用改良后的线栓法，具体对线栓法进行改良的方法为：(1)对小鼠全身麻醉5min，将小鼠放置于手术板上；(2)对小鼠口咽部，进行消毒，然后固定门齿，消毒颈部皮肤3-6次，在颈部正中部位纵行切开约2～3cm长的切口，钝性分离皮下组织，分离左侧颈部血管神经束，找到颈总动脉分叉处，分离颈总动脉和颈内动脉；(3)对距分叉4mm处结扎第1根手术线，在线结的远心端2mm处结扎第2...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘震乾，
申请(专利权)人：徐州矿务集团总医院，
类型：发明
国别省市：江苏,32