人體活性組織介電特性與表征方法研究

《人體活性組織介電特性與表征方法研究》是依託中國人民解放軍第四軍醫大學，由董秀珍擔任項目負責人的重點項目。

基本介紹

• 中文名：人體活性組織介電特性與表征方法研究
• 項目類別：重點項目
• 項目負責人：董秀珍
• 依託單位：中國人民解放軍第四軍醫大學

中文摘要

人類已經形成與自然電磁環境和諧的物理特性。現代人類生活在各種非自然多重電磁場中，這些場對生命固有的電磁特性構成巨大衝擊。研究表明對神經、循環、遺傳等系統造成了許多負面作用。對這種負面影響的研究主要集中在電磁場對生命影響的生物學實驗領域。因為對人活體組織自身介電特性了解不夠，導致從物理角度研究人為電磁場對生命的影響不能深入。當前各種電磁治療、電磁成像研究也亟須對人活性組織介電特性及其表征進行深入研究。而目前研究大多以動物或少數人屍體組織為對象，各自套用的技術方法條件都不規範，結果離散性較大，可靠性不能保證。本項目首先立足研究人體活性組織介電特性測量方法，建立規範的方法學，再以人體活性（離體不超過30min）組織為對象，系統地研究介電特性及其模型表征方法，建立人體活性組織介電特性資料庫和開放的網站，為促進電磁場生物效應、電磁成像、電磁治療等領域的研究提供可靠性高的人體介電特性數據和表征模型。

結題摘要

生物組織的介電特性是生物物質的被動電性能，是組織對外加電磁場的回響特性的基礎。研究並獲得人體活性組織介電特性具有重要的套用價值，而由於測量方法學和樣品的限制，目前研究大多以動物或少數人屍體組織為對象，各自套用的技術方法條件都不規範，結果離散性較大，可靠性不能保證。而針對人體活性組織介電特性的相對系統的研究尚未見報導。 本項目在前期研究工作的基礎上，首先通過系統研究，建立了適於10Hz-100MHz生物活性組織介電特性測量的測量平台，並研究了活性生物組織介電特性測量過程中的主要影響因素，確定了規範化的人體活性組織介電特性測量方法。在此基礎上，以人體活性組織為目標，系統地測量並分析了人腦、肝、腎、肺等重要臟器以及乳腺、甲狀腺等重要體表腺體組織中的正常與常見病變組織的介電特性，建立了各相關組織的介電特性數學模型，對比分析了人體各正常活性組織與失活、病變及動物相應組織的介電特性差異，確定了各相關組織介電特性分布範圍。 在以上研究的基礎上，本項目還探索性地開展了活性組織樣本的介電特性隨離體時間的延長和活性程度的降低的變化過程，研究了介電特性模型參數與組織微觀形態指標間的對應關係。 此外，針對人體二維與三維電磁場分布與重構研究需要，本項目還研究了基於現代醫學圖像處理技術的組織真實邊界獲取、重建與有限元剖分、建模方法研究，並在此基礎上，完成了可模擬人腦顱骨電阻抗分布的物理模型。 以上研究為促進電磁場生物效應、電磁成像、電磁治療等領域的研究提供了可靠性高的人體介電特性數據支持，同時也為相關疾病與組織生理狀態檢測提供了依據。研究中的所建立的生物組織介電特性分析與建模方法也為相關研究提供了參考。