应用多模态技术探讨脊髓损伤后微环境紊乱对大尺度神经环路的影响；评估神经胶原支架联合自体细胞移植作为脊髓损伤神经环路重建方案的临床应用效果。

选取48只雄性SD大鼠，体重180-220g，随机分为急性期组（0-3天）、慢性期组（7-28天）和假手术组（只暴露脊髓不损伤），每组各16只。建立脊髓损伤模型，每组随机选用8只大鼠在取材前用异氟烷麻醉下行尾静脉置管，待动物恢复清醒自由活动后，将13C标记的葡萄糖以指数递减的速率经尾静脉泵入，泵注结束即刻灌注取材。利用1H NMR方法对3组动物各脑区组织进行代谢组学分析，利用磁共振氢联合去耦技术（Proton observed carbon editing, POCE）技术对13 C标记的谷氨酸、γ-氨基丁酸和谷氨酰胺进行代谢动力学检测。每组其余8只在损伤后不同时期通过[13N]NH3 PET/CT和[18F]FDG PET/CT扫描进行活体显像，扫描后将大鼠处死、取材，取切面上下端1.5cm的脊髓，纵切面（5μm厚），进行Iba-1、TSPO免疫组织化学染色。利用BBB运动评分评价大鼠运动功能恢复情况。筛选出因外伤至宁夏医科大学总医院治疗的急性脊髓损伤患者4例，均为男性，年龄35-50岁，所选患者均在其或家属同意后开展“神经胶原支架联合自体细胞移植治疗脊髓损伤手术”进行治疗，患者术前术后应用多模态影像技术对其损伤及恢复情况进行监测。应用SPSS25.0统计软件进行统计分析，P<0.05认为差异具有统计学意义。

POCE分析结果显示，与假手术组相比，急性期、慢性期组各脑区代谢物浓度无明显统计学差异。急性期组大部分脑区代谢动力学均有明显改变(P<0.05)，尤以皮质、丘脑和延髓变化显著(P<0.01)。经过慢性期恢复，部分脑区（如颞叶、枕叶和延髓）的代谢动力学恢复至正常；[13N]NH3 PET/CT和[18F]FDG PET/CT活体示踪发现脊髓损伤后第7天血脊髓屏障开发最明显（P<0.01）；免疫组化结果显示脊髓损伤部位有明显的胶质瘢痕组织，同时可以检测到TSPO高表达，Iba-1染色的结果显示，脊髓损伤组有明显的小胶质细胞活化，峰值出现在第7天 (P<0.05)。术后随访发现4例患者脊髓功能均有改善，部分患者的二便功能得到显著改善，其中1例患者术后10个月在助行器的辅助下已经能独立行走，其余患者呈继续恢复趋势。

多模态分子影像技术可以有效地监测脊髓损伤后脊髓微环境的紊乱，同时发现紊乱的微环境导致其上游的脑区代谢功能发生显著的改变，从而大尺度的影响神经环路的重建，为脊髓损伤后神经修复策略从单一的神经元替代修复向多元素、复合的网络化修复方式转变提供理论支持。多模态分子影像技术可以动态地监测细胞移植作为脊髓损伤临床方案的安全性及有效性。