脑急性血液循环障碍性疾病包括急性脑缺氧、缺血和出血,在世界上是继癌症和心脏病后的第三大致死疾病,而在我国是继癌症后的第二大致死疾病,每年发病率超过200万例,致残率高达75%,能否及时发现、诊断并针对治疗是其预后的关键。大脑活动所必须的氧气和养分是由血液供应的,脑组织对缺血缺氧十分敏感,当急性缺血缺氧10min后即可发生永久性神经元坏死,因此,如果能在大脑发生急性血液循环障碍性疾病时即能做出诊断,并且立刻进行针对治疗,将极有利于病人的康复。但对于脑急性缺血缺氧有效的CT诊断,只能在发病6h左右才能诊断。脑出血形成血肿后CT等检查即可诊断,但仍存在时间差,对预后不利。生物电阻抗测量技术因具有无损伤和功能性检测优势,得到了众多学者的关注。用于脑血管疾病检测的研究是这一技术重要的也是最有应用前景的研究方向之一。目前,这些研究都是基于某一固定频率进行,而大脑是由不同的组织构成的,其具有不同的电阻抗频率特性,因此,本课题将阻抗频率拓宽,在100Hz-180kHz间进行监测,同时分析监测结果,研究其阻抗实部、虚部、模及其变化率的频率特性,以期找到最适合应用于脑急性血液循环障碍性疾病电阻抗监测频率范围,同时可对脑缺氧、缺血、出血的阻抗变化频率特性进行相关研究,寻找电阻抗技术诊断和鉴别脑缺氧、缺血、出血的方法。由于在临床中进行脑急性缺氧、缺血和出血发病期脑阻抗的监测实验比较困难,因此,本研究以兔为实验对象,通过建立动物模型的方式,对兔脑急性缺氧、缺血和出血发病期的阻抗进行监测。实验采用第四军医大学医学电子工程教研室研制的阻抗监护系统,在100Hz、200Hz、400Hz、600Hz、800Hz、1kHz、2kHz、4kHz、6kHz、8kHz、10kHz、20kHz、40kHz、60kHz、80kHz、100kHz、180kHz频率点,应用四电极法,对家兔急性脑缺氧、缺血及出血后的脑一维阻抗进行监测。1)脑缺氧监测对15只家兔,用窒息法建立兔脑缺氧模型后进行脑阻抗监测。监测结果表明,兔脑短时缺氧(150s)过程中,脑阻抗实部、虚部绝对值均明显升高,恢复供氧后,阻抗恢复初始状态。对兔脑阻抗缺氧前后数据进行配对t检验,具有显著性差异(P<0.001),有统计学意义。统计结果表明:在8kHz频率点,阻抗变化率最大(实部1.92%,模值1.94%)。2)脑缺血监测对9只家兔,用双侧颈总动脉阻断法建立兔脑缺血模型后进行脑阻抗监测。监测结果表明,兔脑缺血后,脑阻抗实部、虚部绝对值均明显升高。对兔脑阻抗缺血前后数据进行配对t检验,具有显著性差异(P<0.001),有统计学意义。缺血150s时,在8kHz频率点,阻抗变化率最大,实部1.36%,模1.38%; 900s时,在6kHz频率点,阻抗变化率最大,实部15.5%,模15.4%。阻抗最大变化率频率点随时间从8kHz向6kHz转移。3)脑出血监测对7只家兔,用注射自体血法建立兔脑实质出血模型后进行脑阻抗监测。监测结果表明,出血初期,阻抗实部明显下降,虚部变化不明显,但随时间推移,脑阻抗实部、虚部绝对值均明显升高。对兔脑阻抗出血前后数据进行配对t检验,具有显著性差异(P<0.001),有统计学意义。在150s时阻抗实部、虚部、模变化率绝对值随频率升高而升高; 900s时,在20kHz频率点,阻抗模变化率绝对值最大(|-3.12%|)。阻抗最大变化率频率点随时间推移向低频转移。以上实验结果表明,兔脑发生急性血液循环障碍性疾病(缺氧、缺血、出血)时的脑阻抗变化可以被监测到。对脑阻抗实部、虚部和模进行的相关分析表明,在脑阻抗变化趋势、阻抗变化率频谱特性和阻抗最大变化率频率点中,缺氧、缺血和出血都有其不同的表现。研究表明电阻抗测量技术应用于临床脑急性血液循环障碍性疾病监测的可行性,同时可根据脑阻抗变化趋势、阻抗变化率频谱特性和阻抗最大变化率频率点对缺氧、缺血和出血进行诊断识别的可行性,从而能够在缺氧、缺血和出血发生时即能发现并诊断,为提高病人的康复几率打下基础。随着时间推移,脑急性缺氧、缺血和出血后阻抗实部、虚部和模变化率的频谱特性也在变化中,这意味着以往单一频率的监测并不能全面反映脑急性缺氧、缺血和出血后阻抗变化信息,因此,对脑急性缺氧、缺血和出血后阻抗变化监测应当拓宽频率,以扫频的方式,全面监测分析其阻抗实部、虚部和模变化率频谱特性;随着时间推移,脑急性缺氧、缺血和出血后阻抗实部、虚部和模变化率频谱特性也在变化中,这意味着监测其频谱特性可以用于鉴别脑急性缺氧、缺血和出血的程度或鉴别其分期(急性期、亚急性期、慢性期)。