人大脑组织复电阻抗频率特性及其等效电路模型(英文)

背景:电阻抗断层成像技术是对人体施加无伤害的电信号,通过体表测量其响应信号,用一定的重构算法得到人体内部的电阻抗或其变化的分布。在电阻抗断层成像中,各种组织的电阻抗频率特性对于利用电阻抗断层成像技术对病灶进行成像、定位或监测至关重要。目的:测量出人脑组织的电阻抗频率特性,并与已知的人体其他生物组织已知谱线和家兔脑组织曲线相比较。设计:观察性实验。单位:解放军第四军医大学生物医学工程系医学电子工程教研室。对象:实验于2000-04/06在解放军第四军医大学生物医学工程系医学电子工程教研室电阻抗断层成像实验室完成。两例人脑组织来自解剖教学用新鲜尸体,死亡时间<12h,成年男性。干预:分割2个人脑组织共得到15个样本,利用英国Solartron 公司频率响应分析仪(1255B),阻抗接口(1294)以及自制的测量盒,采用4电极分别测量出0.1～1×106H z频率范围内离体脑组织的复电阻抗频率特性。主要观察指标:在0.1～1×106Hz频率范围内电阻率频率特性曲线,复电阻抗实部、虚部频率特性曲线,复电阻抗等效电路模型。结果:人脑组织电阻率在0.1～100H z频率范围内约为1200Ω·cm ,在100～1×106Hz频率范围内随着频率的增高而减小至650Ω·cm 。人脑组织复电阻抗实部在0.1～100H z频率范围内比较稳定,在100～1×106Hz频率范围内随着频率的增高而减小。人脑组织复电阻抗虚部绝对值的频率特性曲线呈单调上升趋势。结论:人脑组织电阻率、复电阻抗实部频率特性曲线与其他生物组织(如肌肉、肝、肾、肺等)的谱线一致。人脑组织复电阻抗虚部绝对值的频率特性曲线同已知的其他动物组织(肌肉、肝、肾等)的复电阻抗虚部频率特性相比不同,但与离体家兔脑组织的曲线一致。脑组织的复电阻抗等效电路模型比已知的生物组织等效电路模型要复杂。

在体兔脑组织电阻抗频率特性测量及电阻抗断层成像(英文)

背景:电阻抗断层成像技术是对人体表施加无害电信号,体表测量其响应,用重构算法得到人体内部的电阻抗或其变化的分布图像。与现有的CT,MRI等技术相比,电阻抗断层成像技术具有实时性强、费用低廉、便于连续监测和功能成像等优势。目的:在体测量兔脑组织在缺血前后的电阻抗频率特性,并对缺血脑组织进行电阻抗断层成像技术,验证电阻抗断层成像技术对脑功能变化成像的可能性。设计:单一样本实验。单位:解放军第四军医大生物医学工程系医学电子工程教研室。材料:实验于2001-08/09在解放军第四军医大学生物医学工程系医学电子工程教研室电阻抗断层成像实验室完成。选择成年健康家兔10只用于实验。方法:采用颈总动脉结扎法制造脑缺血动物模型,对缺血前后的脑组织电阻抗特性进行在体测量。利用电阻抗断层成像系统对单侧脑组织供血变化进行成像。主要观察指标:①缺血前后的脑组织在0.1Hz～1MHz频率范围内电阻抗频率特性曲线。②单侧脑组织供血变化电阻抗断层成像结果。结果:1只家兔钻透硬脑膜,9只家兔结果进入分析。①在缺血脑损伤发生后,脑阻抗明显增大,在10Hz以下脑阻抗变化率可达75%,在1kHz～1MHz频率范围脑阻抗变化率约为15%且比较稳定。②初步的动态成像结果显示,脑组织供血变化一侧与其电阻率变化位置相一致。结论:缺血前后脑组织阻抗变化率满足成像要求,可以将其作为一个成像变量。