Analiza zmian temperatury powierzchni mózgu podczas wymuszonych zmian przepływu krwi w korze mózgowej szczura

摘要

This study was aimed at verifying the hypothesis that changes in the temperature of the rat brain surface assessed with a thermal imaging camera are correlated with changes of the microflow in cerebral cortex. The experiment was performed on a rat intubated and anaesthetized with 2.5% isoflurane in 30%O_2/70%N_2O. The SC5600 thermovision camera equipped with a lens with focal length of 54 mm (angle field of view 10° x 8°) and a matrix of cooled detectors InSb 640x480 with a sensitivity of 25 mK was used to record changes in the temperature of the dura matter-covered cerebral cortex, supplied by the middle cerebral artery (MCA). The microflow was measured with a laser-Doppler flowmeter positioned in the same territory [4]. Changes in the microflow (LDF) were elicited either by the increase in CO_2 content in the blood or by occlusion/reperfusion of the MCA. Increase in the LDF by 81% during hypercapnia (Fig. 3) was accompanied by the rise in the brain temperature by 0,9 ℃ (Fig. 5). During decrease of the LDF by about 80% due to the occlusion of the MCA (Fig. 6), the temperature decreased on average by 0.5 ℃ (Fig. 7). Reperfusion resulted in the hyperemia, which was demonstrated as the increase in the LDF by 300% in comparison with the pre-occlusion value and the rise in the brain temperature by 1,6 ℃ (Fig. 7). Moreover, a significant correlation was found between the LDF and brain temperature changes (Fig. 8). To the best of our knowledge, this is the first study which directly demonstrates a correlation between the microflow and temperature changes in the brain cortex.%Celem badań było sprawdzenie czy zmiany temperatury powierzchni mózgu szczura rejestrowane za pomocą kamery termowizyjnej korelują ze zmianami mózgowego przepływu krwi. Przepływ krwi mierzono w korze mózgowej za pomocą sondy laser-Doppler w warunkach podstawowych oraz w czasie wymuszonych zmian ukrwienia mózgu takich jak: zwiększenie całkowitego przepływu krwi pod wpływem wzrostu stężenia dwutlenku węgla we krwi tętniczej oraz zmniejszenie/zwiększenie lokalnego przepływu krwi w wyniku czasowego zamknięcia/udrożnienia tętnicy środkowej mózgu. Przeprowadzono analizę dynamiki zmian rozkładu temperatury wykazując istotną dodatnią korelację tych zmian ze zmianami mikroprzepływu. Otrzymane wyniki potwierdzają możliwość wykorzystania kamery termowizyjnej jako nieinwazyjnej aparatury pomiarowej umożliwiającej oszacowanie zmian ukrwienia mózgu.