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)識并診斷RI，有利于臨床及時修正放療方案和采取治療措施。
　　目前，檢測RI的主要方法有：核磁共振掃描、計算機體層攝影（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檢測方法的機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，因而檢出時間相對較晚，一般在輻照后3～4

2、周，且這類影像學(xué)檢測價格昂貴，難以普及；病理生理學(xué)檢測屬于靜態(tài)觀察，不能實時發(fā)現(xiàn)RI動態(tài)變化情況；生化、免疫組化和分子生物學(xué)手段雖能做到長期動態(tài)研究，但都是有創(chuàng)離體檢測。所以，尋找一種能夠盡早發(fā)現(xiàn)RI并實時、無創(chuàng)、價廉的檢測方法對臨床有效治療RI具有重要的意義。
　　電阻抗頻譜特性測量的基礎(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的頻率不同會發(fā)生較顯著的變化，阻抗的各部分在一個寬頻帶的驅(qū)動電流范

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量技術(shù)的不斷提高，在較寬頻帶內(nèi)測量生物組織的電阻抗逐漸實現(xiàn)，使生物組織的電阻抗頻譜精確測量成為可能。
　　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、尋找一種無創(chuàng)、實時、價廉的檢測早期急性放射損傷的新方法；
　　2、探索這種檢測早期放射損傷方法的可行性。
　　研究方法：
　?、俳⒒谒碾姌O阻抗測量方法進(jìn)行家兔肝組織放射損傷的復(fù)阻抗頻譜測量系統(tǒng)，該系統(tǒng)能在100

5、Hz到1MHz頻段內(nèi)準(zhǔn)確測量動物肝組織放射損傷復(fù)阻抗頻譜特性，測量頻率點41個，從100Hz以對數(shù)均勻遞增，每組測量時間2～3分鐘；
　?、谥苽潆娮杩诡l譜測量放射肝損傷模型，建立對照組和放射組，在體分別監(jiān)測12～24小時，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)生變化時的時間和變化的幅度以及對應(yīng)的放射劑量。對放射肝組織HE染色后做病理切片分析，研究分析病理學(xué)結(jié)果

6、；對所監(jiān)測電阻抗特性數(shù)據(jù)做統(tǒng)計學(xué)分析。
　　實驗結(jié)果：
　?、賹嶒烌炞C：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織在測量時間內(nèi)，電阻抗頻譜特性基本沒有改變。模值、實部、虛部絕對值稍微增大，最大的增幅不超過6％，特征頻率沒有改變。
　?、鄯派涓谓M織復(fù)阻抗頻譜特性隨驅(qū)動電流頻率的變化發(fā)生了顯著的改變：放射組織復(fù)阻抗隨驅(qū)動電

7、流頻率的增加，其實部從低頻電阻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程，虛部在低頻段10kHz以下幾乎不表現(xiàn)出來，從10kHz起虛部值開始增大，達(dá)到其最大值后開始減小，在1MHz處開始趨近于零。放射后，肝組織的模值、實部、虛部的絕對值都明顯增大，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，且趨勢顯著。
　　結(jié)論：
　　本實驗通過設(shè)計

8、對照組，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：
　　①在體正常肝組織復(fù)阻抗頻譜特性在12～24小時內(nèi)，沒有顯著性變化；
　　②同樣實驗條件下，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量方法可以檢測早期放射損傷。探討其主要原因可能在于