目的和意义：脑卒中（Stroke）具有高发病率、高致残率和高致死率，是当前严重威胁人类健康的三大主要疾病之一。对脑卒中的发病机理、早期诊断、治疗方法研究已经成为神经生物学、神经病学和医学影像学等研究的主要课题。对于缺血性脑卒中，除发病4.5小时内可以进行溶栓治疗之外，目前还缺乏有效的治疗手段，因此利用小动物（鼠）脑卒中模型进行临床前研究对于开创脑卒中的新疗法至今仍旧十分重要。然而，由于鼠的脑血管大多在100μm以下，现有的影像学手段难以对其进行动态活体研究。如何建立有效的动物模型、并以直观的活体动态观察手段进行实时监测，是当今脑卒中基础实验研究中亟待解决的问题。本文利用上海同步辐射光源开展小动物缺血性脑卒中模型的原位活体动态研究，探索鼠脑微血管的活体动态高分辨率成像的可行性，力求突破脑卒中研究中的瓶颈，为解决脑卒中发生发展过程中微小血管改变的问题提供新的思路和手段。研究方法：首先调整成像参数，通过使用两种不同造影剂（碘和硫酸钡造影剂）进行成像，实现在体及活体观察处于正常生理状态下的大鼠脑部微血管结构，确立活体成像所需的实验条件。随后围绕大鼠缺血性脑卒中模型，应用同步辐射光源成像体系进行一系列实验动物脑部微血管成像研究：1）通过对大鼠脑部微小血管的实时动态观察成像，并与TTC染色组织学结果比较，对现有的脑卒中线栓模型进行优化，以保证实验动物模型的可重复性；2）实时动态观察脑卒中动物模型中咬肌区域的侧枝循环，结合解剖学资料及磁共振成像信息对结果进行分析；3）对大鼠脑卒中造模后进行不同时间点随访，利用同步辐射活体动态成像观察其自发血管新生进程，结合Micro-CT成像技术，探索定量分析血管新生的方法；4）通过对部分成年至老年高血压大鼠的随访，对不同年龄段大鼠脑血管进行直径测量及形态特征分析。实验结果：研究发现，造影剂在基于吸收成像的同步辐射血管成像中具有重要作用；硫酸钡适用于大鼠在体血管的观察；非离子型碘造影剂可用于大鼠活体实时脑血管成像；通过实验，基本确立了大鼠活体成像所需参数；采用时间减影法大大提高了图像在细节观察方面的质量，降低了背景及骨骼等对图像的影响。此后在围绕大鼠缺血性脑卒中模型的一系列同步辐射光源成像研究结果认为：1）优化后的脑卒中大鼠线栓模型更稳定，操作方法易学，易推广。2）在脑卒中动物模型的咬肌区域微血管成像发现，切断颈外动脉后，翼腭动脉分支会与颈外动脉供应咬肌分支建立起局部的侧枝循环，保证咬肌的供血。3）在大鼠大脑中动脉短暂性脑缺血后不同时间点的随访中发现：脑缺血后1天，缺血侧皮质支及皮层穿支血管扩张；3天时皮层穿支动脉多而密集，而纹状体区血管纤细扭曲；7天纹状体区小血管襻呈簇状改变，皮层穿支动脉少而稀疏；14天可见皮层穿支动脉稀疏，纹状体区微血管聚集、密度增加；28天见皮层穿支动脉数量及管径趋向正常，皮质支结构重新出现，纹状体区穿支血管结构逐渐清晰，与正常大鼠纹状体区血管形态相仿，但相对僵硬走行欠自然。4）在对部分成年至老年高血压大鼠随访中，随年龄增长可见颈内动脉系统分支远端管径趋向变细，微动脉等阻力血管显影，形态扭曲。结论：研究结果证明非离子型碘造影剂适用于活体大鼠脑部微血管成像；改良后的线栓法大鼠大脑中动脉阻塞脑缺血模型更稳定；大鼠咬肌区域局部侧枝循环建立的活体动态依据将为今后经侧枝循环治疗缺血性脑卒中提供实验基础；大鼠大脑中动脉短暂性缺血后存在局域性的微血管重构，提示内源性血管新生的存在；高血压大鼠的脑部微血管随年龄变化存在形态改变。同步辐射光源是研究活体实验动物脑血管尤其是微小血管的变化是无可替代的、极高分辨率的成像手段，是有效进行活体动物脑血管结构随访观察的有力工具，为在动物模型中研究脑缺血后微血管的变化或其他脑血管性病变提供了新方法和新途径。