張家文，姚振威，劉含秋，楊艷梅，黎元，張清波，秦少華，馮曉源

(復(fù)旦大學(xué)附屬華山醫(yī)院放射科，上海 200040)

CT灌注評價高碳酸血癥模型下正常大鼠腦組織血流動力學(xué)變化

張家文，姚振威，劉含秋，楊艷梅，黎元，張清波，秦少華，馮曉源

(復(fù)旦大學(xué)附屬華山醫(yī)院放射科，上海 200040)

目的 探討CT灌注評價高碳酸血癥模型下正常大鼠腦組織血流動力學(xué)變化的可行性;研究大鼠CT灌注參數(shù)變化率與α－SMA表達(dá)之間的相關(guān)性。方法 10只雄性SD大鼠，體質(zhì)量250～300 g，在吸入空氣和吸入高濃度CO2混合氣體(10%CO2和90%空氣組成)后15 min，分別使用GE 16層Light Speed CT掃描儀對大鼠腦尾狀核層面進(jìn)行CT灌注掃描，原始圖像經(jīng)GE ADW 4.2工作站Perfusion 3.0腦部灌注軟件處理后產(chǎn)生灌注曲線及偽彩圖像，兩次掃描前均測定大鼠的血液CO2分壓、pH值等血?dú)夥治鲋笜?biāo)。檢查結(jié)束后24 h內(nèi)，大鼠取腦固定，在尾狀核中心層面切片，進(jìn)行腦組織HE染色及鼠特異性SMA抗體免疫組化染色。應(yīng)用SPSS11.5統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件進(jìn)行分析:采用配對t檢驗(yàn)，比較正常大鼠右側(cè)尾狀核在吸入空氣和吸入高濃度CO2混合氣體后CT灌注參數(shù)腦血容量(CBV)、腦血流量(CBF)、血管表面通透性(PS)和平均透過時間(MTT)的變化有無差異;采用Pearson相關(guān)分析分別檢測大鼠右側(cè)尾狀核的SMA陽性血管染色計(jì)數(shù)與灌注參數(shù)CBV和CBF在CO2分壓升高前后的變化率相關(guān)性。結(jié)果 所有大鼠在吸入含10%CO2和90%空氣的混合氣體15 min后，動脈血CO2分壓均明顯升高 (t=9.39，P＜0.001)，血漿 pH值降低 (t=13.49，P＜0.001)。正常SD大鼠右側(cè)基底節(jié)區(qū)CBV、CBF、PS每100 g組織分別為(10.28±4.01)mL、(304.95±88.77)mL/min、(0.26±0.37)mL/min，MTT 值為(1.48±0.07)s;吸入 10%CO2和90%空氣的混合氣體后右側(cè)基底節(jié)區(qū)CBV、CBF值明顯增加，每100 g組織分別為(19.25±8.42)mL(t=4.92，P=0.001)和(507.33±167.94)mL/min(t=6.75，P＜0.001);吸入混合氣體前后 CBV、CBF增加百分比分別為(87.14±46.45)%、(65.75±22.05)%;PS及MTT變化不顯著(P均＞0.05)。大鼠腦組織 α－SMA陽性染色血管計(jì)數(shù)為(12.7±3.23)條/高倍視野。Pearson相關(guān)分析顯示，正常腦組織的 CBV和CBF變化率與其 α－SMA陽性計(jì)數(shù)之間呈顯著相關(guān)(r分別為0.652和0.890，P均＜0.05)。結(jié)論 CT灌注技術(shù)在改變血液CO2分壓的條件下可以反映腦組織血流動力學(xué)變化;大鼠正常腦組織高碳酸血癥前后CT灌注參數(shù)變化率與成熟血管數(shù)量相關(guān)。

大鼠;體層攝影術(shù)，X線計(jì)算機(jī);灌注;高碳酸血癥;平滑肌抗體反應(yīng)素

正常生理環(huán)境下，高碳酸血癥可以使腦血管擴(kuò)張，腦血流量增加;低碳酸血癥時腦血管收縮，血流量減少［1］。通過吸入不同含量 CO2混合氣體方法可以用于檢測腦血管反應(yīng)性，評價腦血管調(diào)節(jié)能力［2］。腦血流儲備的判斷以前主要用于腦血管性疾病的預(yù)后風(fēng)險預(yù)測及療效評價，近年來用于研究腦膠質(zhì)瘤新生血管功能和成熟度變化［3－5］。研究認(rèn)為，正常腦組織血管含有完整平滑肌細(xì)胞，在高碳酸血癥環(huán)境下血管擴(kuò)張，反應(yīng)敏感;而膠質(zhì)瘤組織由于具有較多的新生不成熟血管，缺乏完整的平滑肌細(xì)胞，血管舒張及收縮能力下降，對 CO2反應(yīng)敏感度下降。由此，高碳酸血癥下腦組織血流狀況發(fā)生變化與血管平滑肌數(shù)量可能相關(guān)。其中，MR灌注成像或 BOLD 可以反映腦血流灌注量的變化［5－9］，但是，MR灌注反映相對血流量的變化;而 CT灌注成像是近年來發(fā)展起來的新技術(shù)［10］，可以定量測定腦血流，并且CT掃描操作簡便，在評價腦血流量變化方面有著獨(dú)到的優(yōu)勢。本實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖茄芯扛咛妓嵫Y前后正常大鼠腦組織各項(xiàng)灌注值的變化特征，并與成熟血管標(biāo)記物－平滑肌抗體反應(yīng)素(alpha smooth muscle actin，α－SMA)染色陽性血管計(jì)數(shù)對照，分析CT灌注評價高碳酸血癥環(huán)境下腦組織血流動力學(xué)變化的可行性以及CT灌注參數(shù)與成熟血管標(biāo)記物的相關(guān)性。為CT灌注研究腦血流儲備以及膠質(zhì)瘤血管成熟度奠定基礎(chǔ)。

1 材料方法

1.1 大鼠高碳酸血癥模型的建立

1.1.1 實(shí)驗(yàn)動物:雄性 Sprgue Dawley(SD)大鼠10只，體質(zhì)量250～300 g;購于上海復(fù)旦大學(xué)實(shí)驗(yàn)動物科學(xué)部【SCXK(滬)2007－0002】，清潔級。

1.1.2 大鼠麻醉:10%水合氯醛(自配)，以3 mL/(kg·bw)劑量腹腔注射麻醉大鼠。

1.1.3 建立高碳酸血癥模型:實(shí)驗(yàn)大鼠仰臥，四肢固定，右側(cè)股靜脈處2%碘伏消毒，顯微鏡下用外科手術(shù)剪刀及顯微鑷子暴露股靜脈，靜脈留置24 G穿刺針用于注射CT造影劑;同時在左側(cè)股動脈留置24 G套管針采集血標(biāo)本監(jiān)測血?dú)庵笜?biāo)。準(zhǔn)備10%CO2和90%空氣的混合氣體鋼瓶，鋼瓶壓力為10 kPa，容量為40 L，小動物呼吸機(jī)進(jìn)氣端接鋼瓶，出氣端連接自制大鼠面罩，包裹大鼠口鼻，呼吸頻率90次/分鐘。

1.2 CT掃描程序

1.2.1 CT平掃:大鼠平放于CT檢查床，右側(cè)股靜脈套管接高壓注射器。CT機(jī)型為GE 16層 Light Speed掃描儀，先行CT常規(guī)平掃，矩陣512×512，管電壓100 kV，管電流120 mA，F(xiàn)OV為9.6×9.6 cm，層厚1.25 mm，全腦掃描。

1.2.2 CT灌注成像:CT平掃后，以尾狀核層面為中心，在吸入高濃度 CO2前后各行一次CT灌注掃描。CT灌注掃描采用電影模式，每圈0.5 s，層厚1.25 mm × 8層;矩陣512×512，管電壓100 kV，管電流120 mA，F(xiàn)OV為9.6 cm ×9.6 cm。經(jīng)右側(cè)股靜脈套管接高壓注射器注射非離子型對比劑(Ominipaque 300 mg I/mL)2 mL，注射速率0.5 mL/s;延遲2 s，曝光時間50 s;產(chǎn)生792層大鼠腦冠狀面圖像。二次掃描間隔時間為60～90 min，CT常規(guī)掃描腦內(nèi)造影劑廓清開始第2次灌注掃描。吸入高濃度CO2混合氣前及吸入15 min后，各用肝素化的密封注射器從股動脈采集0.3 mL血液，行 CO2分壓和血液pH值等血?dú)庵笜?biāo)測定。

1.3 圖像后處理及灌注參數(shù)計(jì)算

采用GE ADW4.2工作站中Perfusion 3.0灌注軟件中的腦部程序分析，流入動脈選擇大腦前動脈，流出靜脈選擇上矢狀竇，通過去卷積運(yùn)算獲得腦組織時間－密度曲線(time－density curve，TDC)。通過后處理，獲得反映腫瘤組織血流灌注狀態(tài)的腦血流量(cerebral blood flow，CBF)、腦血容量(cerebral blood volume，CBV)、血管表面通透性(permeability surface area product，PS)和平均通過時間(mean transit time，MTT)偽彩色參數(shù)圖像(彩圖代表參數(shù)值:紅色＞黃色＞綠色＞藍(lán)色)，在上述功能圖像上感興趣區(qū)(region of interest，ROI)測量最大實(shí)質(zhì)灌注區(qū)，平均每處ROI測量3次，取平均值，每個 ROI大小約30～50 pixels，測量時避開大血管。

1.4 病理學(xué)檢查

1.4.1 大鼠腦組織獲取:大鼠CT灌注檢查后24 h內(nèi)用10%水合氯醛麻醉處死，即刻剪開胸腔，暴露心臟，經(jīng)左心室插入大號注射針頭至升主動脈，接入生理鹽水200 mL快速沖洗血管內(nèi)血液有形成分，同時剪開右心房，以使血液流出;軀體變白后再灌注4%多聚甲醛固定腦組織，待四肢變硬后斷頭取腦，鼠腦再置入4%多聚甲醛溶液繼續(xù)固定24 h，觀察腫瘤大體形態(tài)學(xué)表現(xiàn)后用石蠟包埋，制成5 μm層厚的病理切片，HE染色，顯微鏡下進(jìn)行組織病理學(xué)觀察。

1.4.2 免疫組織化學(xué)檢查:α－SMA相關(guān)抗原染色試劑盒購于武漢博士德公司。α－SMA一抗為小鼠抗大鼠抗體;二抗為抗小鼠兔通用型抗體。采用免疫組化鏈酶親和素－生物素－過氧化物酶復(fù)合物(streptavidin－biotin－complex，SABC) 法作免疫組化染色。采用Weidner計(jì)數(shù)法:先在低倍鏡 (40×)下找出高血管密度“熱區(qū)”(hot spots)，再用高倍鏡(200×)進(jìn)行微血管計(jì)數(shù)。每個 α－SMA相關(guān)抗原染色陽性顯示為一個獨(dú)立棕褐色的血管腔。每個標(biāo)本觀察5個高倍視野，取平均值用于分析。

1.5 灌注參數(shù)統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

采用SPSS11.5統(tǒng)計(jì)學(xué)分析軟件，吸入高碳酸血癥前后 CBV、CBF、PS、MTT比較分別進(jìn)行配對 t檢驗(yàn);吸入高碳酸血癥前后 CBV、CBF變化率與 α－SMA的相關(guān)性用Pearson相關(guān)分析;P＜0.05有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 正常大鼠吸入高濃度CO2混合氣體前后血?dú)夥治?/h3>

所有大鼠在吸入含10%CO2和90%空氣的混合氣體15 min后，動脈血CO2分壓均明顯升高 (t=9.39，P＜0.001)，血漿 pH 值降低 (t=13.49，P＜0.001)。動脈血氧分壓以及血球壓積無明顯變化(P值均大于0.05)(表1)。

2.2 正常大鼠吸入高濃度CO2混合氣體前后CT灌注參數(shù)的變化

正常SD大鼠右側(cè)基底節(jié)區(qū) CBV、CBF、PS值(均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差)每 100 g組織分別為(10.28±4.01)mL、(304.95 ± 88.77)mL/min、(0.26 ±0.37)mL/min、MTT值為(1.48±0.07)s;吸入10%CO2和90%空氣的混合氣體后右側(cè)基底節(jié)區(qū)CBV、CBF值明顯增加，每100 g組織分別為(19.25±8.42)mL(t=4.92，P =0.001)和(507.33±167.94)mL/min(t=6.75，P ＜0.001)(表2，圖1－a－d);吸入混合氣體前后 CBV、CBF增加值每100 g組織各為(8.96±5.76)mL、(202.38±94.84)mL/min，CBV、CBF增加百分比分別為(87.14±46.45)%、(65.75±22.05)%;PS及MTT變化不顯著(P 均 ＞0.05)(圖 1－e－h(huán))。大鼠右側(cè)尾狀核的CBV、CBF、PS和MTT與對側(cè)比較無明顯差異(P均＞0.05)(表3)。吸入高濃度 CO2混合氣體后，右側(cè)尾狀核的CBV、CBF增加百分比分別為(88.16±35.14)%、(66.61±25.64)%;與左側(cè)尾狀核比較無明顯差異(t值分別為0.55，0.99;P均＞0.05)。圖1見封二。

表1 正常大鼠吸入高濃度CO2混合氣體前后血?dú)夥治?(n=10，±s)Tab.1 Results of blood gas analysis in the normal rat brain pre－and post－h(huán)ypercarbia(n=10，±s)

表1 正常大鼠吸入高濃度CO2混合氣體前后血?dú)夥治?(n=10，±s)Tab.1 Results of blood gas analysis in the normal rat brain pre－and post－h(huán)ypercarbia(n=10，±s)

血?dú)?Blood gas) 空氣(Air) 10%二氧化碳(10%CO2) t值(t value) P值(P value)pH值(pH value)7.37±0.04 7.07±0.02 9.39 ＜0.001 CO2分壓 (kPa)(PaCO2) 4.83±0.17 7.51±0.17 13.49 ＜0.001氧分壓 (kPa)(PaO2) 14.26±0.62 13.99±0.53 0.92 ＞0.05血球壓積(Hematocrit)35.32±1.47 34.60±1.55 1.45 ＞0.05

表2 正常大鼠右側(cè)尾狀核吸入高濃度CO2混合氣體前后CT灌注參數(shù) (n=10，±s)Tab.2 The CT perfusion values in normal rat right caudate nucleus area pre－and post－ hypercarbia(n=10，±s)

表2 正常大鼠右側(cè)尾狀核吸入高濃度CO2混合氣體前后CT灌注參數(shù) (n=10，±s)Tab.2 The CT perfusion values in normal rat right caudate nucleus area pre－and post－ hypercarbia(n=10，±s)

參數(shù)(Blood gas) 空氣(Air) 10%二氧化碳(10%CO2) t值(t value) P值(P value)CBV值(mL/100 g)(CBV value)10.28±4.01 19.25±8.42 4.92 0.001 CBF值(mL/min.100 g)(CBF value) 304.95±88.77 507.33±167.94 6.75 ＜0.001 PS值(mL/min.100 g)(PS value) 0.26±0.37 0.73±0.65 1.83 0.101 MTT值(s)(MTT value)1.48±0.07 1.53±0.05 2.07 0.069

表3 正常大鼠左側(cè)尾狀核吸入高濃度CO2混合氣體前后CT灌注參數(shù)(n=10，±s)Tab.3 The CT perfusion values in normal rat left caudate nucleus area pre－and post－h(huán)ypercarbia(n=10，±s)

表3 正常大鼠左側(cè)尾狀核吸入高濃度CO2混合氣體前后CT灌注參數(shù)(n=10，±s)Tab.3 The CT perfusion values in normal rat left caudate nucleus area pre－and post－h(huán)ypercarbia(n=10，±s)

參數(shù)(Blood gas) 空氣(Air) 10%二氧化碳(10%CO2) t值(t value) P值(P value)CBV值(mL/100 g)CBV value 10.26±3.59 18.93±7.60 5.65 ＜0.001 CBF值(mL/min.100 g)CBF value 292.12±77.50 485.60±135.60 8.42 ＜0.001 PS值(mL/min.100 g)PS value 0.44±0.43 0.32±0.33 0.76 0.47 MTT值(s)MTT value 1.49±0.05 1.50±0.03 1.14 0.27

2.3 正常大鼠吸入高濃度CO2混合氣體前后CT灌注參數(shù)變化率與α-SMA計(jì)數(shù)之間相關(guān)性

α－SMA抗體免疫組化染色部位在血管的平滑肌細(xì)胞，呈現(xiàn)棕褐色散在分布于腦組織內(nèi)，形態(tài)規(guī)則(圖2)，α－SMA陽性染色血管計(jì)數(shù)為(12.7±3.23)條/高倍視野(×200)。Pearson相關(guān)分析顯示，正常腦組織的CBV和CBF變化率與其α－SMA陽性計(jì)數(shù)之間呈顯著相關(guān) (r分別為0.652和0.890，P分別為0.041和0.001)。圖2見封二。

3 討論

腦血管反應(yīng)性(cerebrovascular reactivity)是指腦血管在各種影響血管運(yùn)動的因素的作用下能夠舒張和收縮的能力。最初通過檢測腦血管反應(yīng)性可以評價腦血管的調(diào)節(jié)能力及側(cè)支循環(huán)狀態(tài)，對缺血性腦卒中的早期診斷、治療以及預(yù)后評價均有重要意義。CO2是調(diào)節(jié)呼吸最重要的生理性體液因素，動脈血中一定水平的PaCO2是維持呼吸和呼吸中樞興奮性所不可缺少的條件。當(dāng)吸入氣中CO2含量增加到2%時，呼吸加深;增至4%時，呼吸頻率也增快，肺通氣量可增加1倍以上。由于肺通氣量的增加，肺泡氣和動脈血 PaCO2可維持在接近正常水平。當(dāng)吸入氣中CO2含量超過7%時，肺通氣量不能作相應(yīng)增加，導(dǎo)致肺泡氣、動脈血 PCO2明顯增高，CO2堆積，CO2可以透過血腦屏障進(jìn)入腦脊液，與H2O生成 H2CO3，由 H2CO3解離出的 H+對腦血管起舒張作用。

高碳酸血癥可以通過高濃度CO2吸入法達(dá)到，高濃度 CO2氣體來源方便，價格低廉，可以充分評價腦血管反應(yīng)。廣泛用于臨床和試驗(yàn)研究［1，3，10－14］。臨床上可以通過給予乙酰唑胺(acetazolamide，ACZ)和升高動脈CO2濃度來檢測患者的腦血流儲備。乙酰唑胺可以抑制碳酸酐酶，使CO2緩沖系統(tǒng)失衡，導(dǎo)致毛細(xì)血管前動脈擴(kuò)張，從而增加腦血流量。靜脈給予乙酰唑胺的劑量為15～18 mg/kg［15］后，由于腦血管的反應(yīng)性，腦血流可以增加與吸入高濃度CO2一樣有效，但其作用更穩(wěn)定，而且沒有吸入CO2的不良反應(yīng)。但是，現(xiàn)在國內(nèi)無ACZ針劑出售，必須從國外進(jìn)口，而且價格較高，限制了ACZ的應(yīng)用。本組實(shí)驗(yàn)應(yīng)用10%CO2和90%空氣混合氣體吸入方法模擬高碳酸血癥模型，吸入混合氣體15 min后，血液pH值明顯下降;PaCO2顯著上升，前后對比有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，而 PaO2及血球壓積無明顯差異。因而建立了穩(wěn)定的高碳酸血癥模型。

目前，臨床上已有多種影像學(xué)檢查方法來測量腦血管反應(yīng)性。經(jīng)顱多普勒超聲，通過測量吸入高濃度CO2或給予ACZ前后腦血管平均血流速率的變化，可以評價腦血管反應(yīng)性，提供更多的高灌注恢復(fù)過程中的信息，缺點(diǎn)是不能檢測腦血流本身，少數(shù)患者可能由于頭骨過厚而使信號效果差甚至不能探測到血流。正電子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層掃描(PET)，是當(dāng)今最先進(jìn)的核醫(yī)學(xué)影像技術(shù)，運(yùn)用腦血流灌注顯像可以測量出屏息、吸入CO2或給予ACZ前后腦血流量的變化，評價腦血管反應(yīng)性［2］，為測量腦血流量的“金標(biāo)準(zhǔn)”。盡管SPECT和PET在評價血流動力學(xué)狀態(tài)方面具有極佳的優(yōu)勢，但其價格昂貴、成像時間長、圖像空間分辨率差，有核放射性等缺點(diǎn)，限制了其臨床應(yīng)用［9，16］。MR 灌注成像，通過測定腦組織靜息狀態(tài)和激發(fā)實(shí)驗(yàn)中的差異，也能提供腦血流動力學(xué)信息，但MR灌注使用的EPI技術(shù)所產(chǎn)生順磁性偽影致使顱底成像質(zhì)量較差，受磁場不均一性影響大，成像時間較長，限制了MR灌注成像在血流儲備研究中的應(yīng)用。

CT灌注是近年來發(fā)展起來的新的測量組織器官血流狀況的無創(chuàng)性技術(shù)［3，10］。CT灌注成像是指在靜脈注射造影劑的同時，對選定的層面進(jìn)行連續(xù)多次掃描后獲得每一像素的TDC，利用TDC計(jì)算出像素的CBF、CBV、MTT和 PS值，據(jù)此產(chǎn)生多種相應(yīng)的功能性腦灌注CT圖像。

CT灌注成像的數(shù)學(xué)計(jì)算模型包括非去卷積模型(non－deconvolution)和去卷積模型(deconvolution)兩類［17］:非去卷積模型應(yīng)用 Fick原理，即組織器官中對比劑蓄積的速度等于動脈流入速度減去靜脈流出速度，此方法要求較高的對比劑注射速率。去卷積數(shù)學(xué)模型概念復(fù)雜，主要反映的是注射對比劑后組織器官中存留的對比劑隨時間的變化量，并不用對組織器官的血流動力學(xué)狀況預(yù)先做一些人為的假設(shè)，而是根據(jù)實(shí)際情況綜合考慮流入動脈和流出靜脈進(jìn)行數(shù)學(xué)處理，因此更真實(shí)反映組織器官的內(nèi)部情況，注射流率要求較低。目前，CT灌注軟件多采用去卷積模型來計(jì)算血流參數(shù)。本實(shí)驗(yàn)應(yīng)用GE公司提供的ADW 4.2 Workstation中的腦 Perfusion 3.0協(xié)議灌注軟件，計(jì)算 CBV、CBF、MTT血流灌注變化，并且，CT灌注可以測量PS值，對比劑經(jīng)由毛細(xì)血管內(nèi)皮進(jìn)入細(xì)胞間隙的單向傳遞速率，評價毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞的完整性。本研究結(jié)果表明，吸入10%CO2混合氣體后，腦組織 CBV、CBF均明顯增加，每100 g組織CBV平均增加(8.96±5.76)mL/［(87.14±46.44)%］，每100 g組織 CBF平均增加(202.38±94.84)mL/min［(65.75±22.05)%］。CT 灌注成像可以評價腦血流儲備［14，18，19］。研究顯示CBV、CBF增加百分比與α－SMA染色血管數(shù)量明顯相關(guān)，說明CT灌注參數(shù)CBV、CBF可以反映大鼠正常腦組織在高碳酸血癥前后血流量及血容量的變化，并且CBV、CBF的變化率與成熟血管數(shù)量有關(guān)，從而為CT灌注成像研究腦膠質(zhì)瘤血管成熟度提供基礎(chǔ)。研究也顯示PS值和MTT在高碳酸血癥前后變化不顯著。PS反映毛細(xì)血管通透性，正常腦組織成熟血管具有完整的血腦屏障，所以PS值理論上為0，所測得的PS值是灌注成像噪聲存在的結(jié)果;在高碳酸血癥狀況下，腦血管血腦屏障仍保持完整，因而PS值無顯著性變化。

(本文圖1，2見封二。)

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Functional Response to Hypercarbia in Normal Rat Brain Studied by Perfusion CT

ZHANG Jia－wen，YAO Zhen－wei，LIU Han－qiu，YANG Yan－mei，LI Yuan，ZHANG Qing－bo，QING Shao－h(huán)ua，F(xiàn)ENG Xiao－yuan
(Department of Radiology，Huashan Hospital of Fudan University，Shanghai 200040，China)

ObjectiveTo investigate the changes of CT perfusion values in normal rat brain tissue at hypercarbia and analyze the correlation between perfusion CT and the results of α－SMA immunohistochemical analysis.MethodsA total of 10 male SD rats，weighting 250－300 g were used in this study.Perfusion CT was performed pre－ and post－inhalation(15 minutes delay)of a mixture of 10%CO2and 90%air.Perfusion CT values(CBV，CBF，PS and MTT)were meas－ured at the right nucleus caudatus in the rat brain.The rats were killed and their brains were removed within 24 hours after perfusion CT.Tissue samples of the nucleus caudatus in the rat brain were examined by histology using HE and immunohistochemical staining for α－SMA.Paired t test was used to determine the differences in perfusion CT values at the right nucleus caudatus in normal rat brain pre－ and post－h(huán)ypercarbia.The differences in the changing rate(%)of CBV，CBF，PS and MTT between the right and the left caudate nucleus of rats inhaled 10%CO2mixture gas were determined using paried t test.Pearson correlation coefficients were used to assess the relationship between number of SMA positively stained vessels and changing rate(%)of CBV and CBF at right nucleus caudatus in the normal rat brain tissues.ResultsThe CBV，CBF，PS and MTT values(mean±SD)of normal rat right caudate nucleus area were(10.28±4.01)mL/100 g，(304.95±88.77)mL/min.100 g，(0.26±0.37)mL/min.100 g，and(1.48±0.07)s，respectively.After inhalation of a mixture of 10%CO2and 90%air，the CBV and CBF values of the right caudate nucleus area were significantly higher than those before hypercarbia(t=4.92，P=0.001 and t=6.75，P＜0.001).The increasing rates of CBV and CBF were(87.14±46.45)% and(65.75±22.05)%，respectively.However，no significant differences were detected for changes of PS and MTT after hypercarbia(P＞0.05 for both).The changs of CBV，CBF，PS and MTT of right caudate nucleus area were not significant compared with those of the contralateral brain tissues(P ＞0.05 for all).Immunohistochemical staining of normal SD rat brain tissues for SMA was all positively expressed in the smooth muscles of blood vessels，presenting as brown regular loops or tubes.The number for SMA positively stained vessels(mean ± SD)were 12.7 vessels per field±3.23.Significant correlations were observed between the number for SMA positively stained vessels and changing rates of CBV and CBF after hypercarbia in rat normal brain tissues(r=0.652 and r=0.89，respectively;P＜0.05 for both).ConclusionsPerfusion CT in the change in blood PaCO2can reflect the hemodynamic changes in normal rat brain tissues.These results demonstrate that changing rates of CBV and CBF correlate well with the number of mature vessels by means of changing blood PaCO2in normal rat brain tissues.

Rat;Tomography，X ray computed;Perfusion;Hypercarbia;α－SMA

R－81

A

1005－4847(2010)05－0361－06

10.3969/j.issn.1005－4847.2010.05.001

2010－01－06

注：a. 吸入空氣后正常大鼠腦CBV圖；b. 吸入10% CO215min 后CBV圖；c. 吸入空氣后正常大鼠腦CBF圖；d. 吸入10%CO215min 后CBF圖；e. 吸入空氣后正常大鼠腦PS 圖；f. 吸入10% CO215min 后PS 圖；g. 吸入空氣后正常大鼠腦MTT圖；h. 吸入10% CO215min 后MTT圖。
圖1 SD大鼠腦組織高碳酸血癥前后CT灌注彩色圖譜（灌注值：紅色＞黃色＞綠色＞藍(lán)色）
Note: a: CBV map after air inhalation; b: CBV map after inhalation of 10% CO2for 15 min; c: CBF map after air inhalation;d: CBF map after inhalation of 10% CO2for 15 min; e: PS map after air inhalation; f: PS map after inhalation of 10% CO2for 15 min; g: MTT map after air inhalation; h: MTT map after inhalation of 10% CO2for 15 min.
Fig.1 Normal rat brain CT perfusion maps (CTP values: red＞yellow＞green＞blue)

圖2 正常大鼠腦組織α-SMA免疫組化（黑箭頭）
Fig.2 α-SMA in normal rat brain tissue, immunohistochemical staining (black arrow)

國家自然科學(xué)基金(編號:30970805);衛(wèi)生部屬(管)醫(yī)院臨床學(xué)科重點(diǎn)研究項(xiàng)目基金(編號:衛(wèi)生部2007068)。

張家文(1971－)，男，副主任醫(yī)師，博士，主要研究方向:中樞神經(jīng)系統(tǒng)影像診斷。E－mail:zhangjw2000@126.com

馮曉源。E－mail:xyfeng@shmu.edu.cn