目的:基于多模态MRI结合多种组织学技术评估脑缺血再灌注损伤(CIRI)大鼠神经血管单元(NVU)损伤，为临床上CIRI提供可视化依据。方法:随机将28只健康雄性Sprague-Dawley大鼠分为假手术(Sham)组、CIRI组。模型建立24 h后，大鼠进行头部T2加权成像、弥散加权成像、水提取相位对比自旋标记-磁共振成像(MRI)及脑血流血氧监测。HE染色观察大脑皮质神经细胞形态变化。免疫荧光染色及透射电镜观察CIRI后NVU的变化。免疫组化染色与Western Blot检测大鼠大脑皮质claudin-5、ZO-1及基质金属蛋白酶9(MMP-9)表达。结果:MRI结果显示，CIRI组脑组织水肿，血流灌注量显著降低、BBB通透性较Sham组显著增加(P<0.01)。脑血流血氧监测结果显示，损伤侧大脑皮质血红蛋白氧饱和度显著低于Sham组(P<0.05)。HE染色结果显示，损伤侧大脑皮质神经细胞排列紊乱，核固缩。免疫荧光染色结果显示损伤侧大脑皮质NeuN、CD31阳性细胞数显著低于Sham组(P<0.01),大脑皮质及纹状体TUNEL阳性细胞数显著多于Sham组(P<0.05)。透射电镜观察结果显示损伤侧大脑皮质内皮细胞紧密连接破坏，神经元核固缩、星形胶质细胞胞体水肿。免疫组化染色结果显示损伤侧大脑皮质claudin-5、ZO-1阳性细胞数显著低于Sham组，MMP-9表达显著高于Sham组(P<0.01)。结论:大鼠CIRI可导致NVU损伤，破坏BBB,加重脑损伤，多模态MRI结合多种组织病理学技术可有效评估CIRI后NVU损伤。