脑是机体的最高神经中枢，其代谢活动特别旺盛。脑需求的血液占心输出量的15-20％，耗氧量占整个机体耗氧量的20-25％，而脑组织无能量储藏，不论任何原因导致缺血或缺氧，将会产生一系列严重的神经功能伤害，导致严重后果。如果缺血/缺氧几分钟，即可引起脑神经功能障碍，完全缺血/缺氧超过30min，即可发生不可逆脑损伤。有调查显示，缺血/缺氧脑损伤已成为人类致残和死亡的主要原因之一。所以其早期的诊断是及时正确治疗、改善预后、减少病残和死亡的关键。 电阻抗断层成像（Electrical Impedance Tomography，EIT）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，根据驱动、响应信号的关系，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。若能利用EIT技术对脑功能变化进行监测和成像，即通过对局部或整体脑阻抗变化进行监测和成像，则可以对脑组织的缺血、出血、肿瘤生长等变化进行及时连续监测和定位，而且与现有的CT、MRI等技术相比，EIT具有实时性强，费用低廉，易于操作以及功能成像等优势，因此我们开展了用EIT技术对脑功能检测的研究工作。 本研究采用18只家兔作为实验动物，结扎颈动脉法制造缺血脑损伤，自制了用于定量测量离体生物组织的阻抗测量盒，通过Solartron 1255阻抗分析仪，分别用二电极、四电极法对正常、缺血家兔脑组织进行了在体、离体测量，测量频率为1Hz-1MHz，以 第四军医大学硕士学位论文研究脑缺血同脑阻抗变化之间的关系，分析脑组织的复电阻抗频率特性，并尝试利用 16电极 EIT系统对家兔缺血脑功能变化进行了动态成像。本研究还利用四电极法，测量了离体人颅骨组织“个个体，69个样本人 离体人脑组织Q个个体，15个样本）的复电阻抗频率特性，对它们的电阻抗特性进行了探索研究，以便为进一步的研究提供参考。 主要研究工作与内容如下：1．在体测量了缺血前后家兔脑组织电阻抗频率特性，频率范围 IHzJ，测量频率点61个，从IHz开始以对数形式递增， 每次测量时间4060秒（以下离体测量方法均与此相同）：2．离体测量了缺血前后家兔脑组织复电阻抗频率特性，并分析了 其复电阻抗频谱特性：3．利用我们的 EIT系统，采用 16电极对家兔大脑单侧缺血脑功 能变化进行了动态成像；4．测量了离体人颅骨组织复电阻抗频率特性，并分析了其复电阻 抗频谱特性、人颅骨组织电阻抗与不同解剖结构颅骨（含有板 障层和不含板障层＊ 的关系；5．测量了离体人脑组织复电阻抗频率特性，初步分析了离体人脑 组织的复电阻抗频谱特性。 主要研究结果与结论：1．家兔脑组织在体测量结果显示，缺血后脑阻抗明显增大，在体 电阻抗变化在IHz刁 频率范围可达乃％，在IKHz以上达 到 15％，提示用 EIT方法对脑缺血进行成像是可行的。 第4页 第四军医大学硕士学位伦文2。通过对离体家兔脑组织复电阻抗测量结果作进一步分析，得到 了离体家兔脑组织在IHz1MHz频率范围内的复电阻抗等效电 路模型。该模型的复电阻抗频谱特性（Cole（ole曲线人 幅频 特性及相频特性均较好地反映出了该组织的复电阻抗特性，为 进一步构建脑组织的等效电路模型提供了参考。3．与其它生物组织相比较，离体正常家兔脑组织复电阻抗特性比 较复杂，表现在： 1）离体家兔脑组织复电阻抗虚部的绝对值频率特性曲线，并末 呈现如其他生物组织一样的单峰走势，而是呈单调上升趋 势。 u离体家兔脑组织复电阻抗Cole（ole图，也并未呈现如其他 生物组织一样的圆弧状，而是呈单调下降趋势。 3）离体家兔脑组织复电阻抗等效电路结构复杂。 以上结果提示，所测离体家兔脑组织组成成分比较复杂， 在进一步的测量中应将组成脑组织的各个部分区分开来单独进 行测量，得出各自的复电阻抗等效电路模型。4．16电极 EIT成像系统对家兔单侧脑组织缺血成像结果显示，利 用EIT技术对脑功能进行监测是可行的，提示对于与脑部供血 变化相关的生理。病理变化，可以用EIT技术来进行成像和检 测。但要实现EIT的临床应用，还需在测量电极系统，脑部生 理、病理变化与脑阻抗的关系等多个方面做进一步研究。5．离体人颅骨组织电阻抗频率特性显示，在低频区域＊IKHZ） 其电阻抗较为平稳，在高频区域卜IKHZ）开始随着频率的增 第5页 第四军医大学硕士学位论文 高而减小，提示采用适当提高驱动电流频率的方?