早期放射性肝損傷的電阻抗頻譜特性研究.pdf

1、研究背景：
　　放射療法可有效地抑制、殺死癌細(xì)胞，但是，正常組織也不可避免的受到放射損傷（RI）。盡早認(rèn)識(shí)并診斷RI，有利于臨床及時(shí)修正放療方案和采取治療措施。
　　目前，檢測(cè)RI的主要方法有：核磁共振掃描、計(jì)算機(jī)體層攝影（CT）、病理生理、生化、免疫組化及分子生物學(xué)手段。核磁共振掃描和CT檢測(cè)方法的機(jī)制均是由于組織輻射損傷后出現(xiàn)局灶性水腫，導(dǎo)致受照區(qū)與非受照區(qū)組織內(nèi)水分含量出現(xiàn)差異，因而檢出時(shí)間相對(duì)較晚，一般在輻照后3～4

2、周，且這類影像學(xué)檢測(cè)價(jià)格昂貴，難以普及；病理生理學(xué)檢測(cè)屬于靜態(tài)觀察，不能實(shí)時(shí)發(fā)現(xiàn)RI動(dòng)態(tài)變化情況；生化、免疫組化和分子生物學(xué)手段雖能做到長(zhǎng)期動(dòng)態(tài)研究，但都是有創(chuàng)離體檢測(cè)。所以，尋找一種能夠盡早發(fā)現(xiàn)RI并實(shí)時(shí)、無(wú)創(chuàng)、價(jià)廉的檢測(cè)方法對(duì)臨床有效治療RI具有重要的意義。
　　電阻抗頻譜特性測(cè)量的基礎(chǔ)及可行性：
　　生物組織具有電阻抗，其阻性和容性成分的值隨著加載電信號(hào)的頻率不同會(huì)發(fā)生較顯著的變化，阻抗的各部分在一個(gè)寬頻帶的驅(qū)動(dòng)電流范

3、圍內(nèi)表現(xiàn)出一些特性，這種特性被稱為阻抗頻譜特性。對(duì)于不同的組織，相應(yīng)的參數(shù)值也各不相同，因而可以用來(lái)作為各組織的判別依據(jù)，并可被用于分析判斷組織的生理病理狀態(tài)。
　　根據(jù)早期有關(guān)研究成果，Lapicque提出了反映細(xì)胞阻抗的“三器件模型”，Cole-Cole模型是較為成功的生物電阻抗數(shù)學(xué)模型，八十年代后期隨著測(cè)量技術(shù)的不斷提高，在較寬頻帶內(nèi)測(cè)量生物組織的電阻抗逐漸實(shí)現(xiàn)，使生物組織的電阻抗頻譜精確測(cè)量成為可能。
　　早有研究表

4、明，放射損傷早期即可引起細(xì)胞組織的生理、病理發(fā)生改變，而電阻抗頻譜特性方法可用于分析判斷組織的生理病理狀態(tài)。因此電阻抗頻譜特性方法作為檢測(cè)早期放射損傷的新手段具有可行性。
　　研究目的：
　　1、尋找一種無(wú)創(chuàng)、實(shí)時(shí)、價(jià)廉的檢測(cè)早期急性放射損傷的新方法；
　　2、探索這種檢測(cè)早期放射損傷方法的可行性。
　　研究方法：
　?、俳⒒谒碾姌O阻抗測(cè)量方法進(jìn)行家兔肝組織放射損傷的復(fù)阻抗頻譜測(cè)量系統(tǒng)，該系統(tǒng)能在100

5、Hz到1MHz頻段內(nèi)準(zhǔn)確測(cè)量動(dòng)物肝組織放射損傷復(fù)阻抗頻譜特性，測(cè)量頻率點(diǎn)41個(gè)，從100Hz以對(duì)數(shù)均勻遞增，每組測(cè)量時(shí)間2～3分鐘；
　?、谥苽潆娮杩诡l譜測(cè)量放射肝損傷模型，建立對(duì)照組和放射組，在體分別監(jiān)測(cè)12～24小時(shí)，觀察正常和放射肝組織從100Hz～1MHz的復(fù)阻抗頻譜特性，并比較兩種情況下肝組織的復(fù)阻抗頻譜是否發(fā)生變化，發(fā)生變化時(shí)的時(shí)間和變化的幅度以及對(duì)應(yīng)的放射劑量。對(duì)放射肝組織HE染色后做病理切片分析，研究分析病理學(xué)結(jié)果

6、；對(duì)所監(jiān)測(cè)電阻抗特性數(shù)據(jù)做統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。
　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果：
　　①實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：放射肝組織與正常的肝組織，其復(fù)阻抗頻譜特性表現(xiàn)出較大的差異，這種差別可以由它們復(fù)阻抗頻譜的Cole-Cole圖直接觀察到。
　?、谡＝M織在測(cè)量時(shí)間內(nèi)，電阻抗頻譜特性基本沒(méi)有改變。模值、實(shí)部、虛部絕對(duì)值稍微增大，最大的增幅不超過(guò)6％，特征頻率沒(méi)有改變。
　　③放射肝組織復(fù)阻抗頻譜特性隨驅(qū)動(dòng)電流頻率的變化發(fā)生了顯著的改變：放射組織復(fù)阻抗隨驅(qū)動(dòng)電

7、流頻率的增加，其實(shí)部從低頻電阻R0，降低至高頻電阻R∞，在低頻段0.1K～10kHz變化最為顯著；復(fù)阻抗的虛部經(jīng)歷了從零到最大值又到零的過(guò)程，虛部在低頻段10kHz以下幾乎不表現(xiàn)出來(lái)，從10kHz起虛部值開(kāi)始增大，達(dá)到其最大值后開(kāi)始減小，在1MHz處開(kāi)始趨近于零。放射后，肝組織的模值、實(shí)部、虛部的絕對(duì)值都明顯增大，平均增幅在32％以上。放射組織的特征頻率發(fā)生了改變，出現(xiàn)向高頻移動(dòng)，且趨勢(shì)顯著。
　　結(jié)論：
　　本實(shí)驗(yàn)通過(guò)設(shè)計(jì)

8、對(duì)照組，探索研究正常、放射兩種情況下肝組織的復(fù)阻抗頻譜特性，并由以上研究證實(shí)了放射可引起電阻抗頻譜特性的變化，確認(rèn)了電阻抗頻譜特性測(cè)量方法在發(fā)現(xiàn)早期放射損傷的可行性，并得到了如下提示性的結(jié)論：
　?、僭隗w正常肝組織復(fù)阻抗頻譜特性在12～24小時(shí)內(nèi)，沒(méi)有顯著性變化；
　?、谕瑯訉?shí)驗(yàn)條件下，加入放射因素，在體肝組織放射后短期內(nèi)復(fù)阻抗頻譜特性發(fā)生了顯著變化。提示我們電阻抗頻譜特性測(cè)量方法可以檢測(cè)早期放射損傷。探討其主要原因可能在于