H2在组织中通过氧化成为氢离子,该过程产生的电子在局部可形成电流,而电流大小与局部H2分压成正比。由于H2是惰性气体,不能引起动静脉氧张力、二氧化碳张力和酸碱度的变化。H2被吸入后,通过血脑屏障迅速地分布到各个部位达到饱和。终止吸H2后,H2从组织中通过血循环被清除,组织清除率与被测组织的血流量成正比。插入脑组织的氢电极与H2接触后产生电流,经过放大与滤波后,可在生理记录仪上记录饱和与清除的曲线,按照公式计算出局部脑血流量F [ ml/(100g · min)]:其中λ为指示剂的分布系数,H2的λ = 1。另外,本法测得的脑血流量与其本身密切相关,当脑血流量低时,H2弥散的范围也较宽,所测得的血流量值偏低。
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