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研究背景和目的:随着高科技技术在军事领域的不断应用,现代战争与传统战争相比,爆炸伤、冲击伤逐渐取代了传统的弹片伤成为战场颅脑损伤的首要因素。随着防弹头盔的不断改进升级,虽有效防止了开放性颅脑损伤,但却使闭合性颅脑损伤的风险大幅增加,此类闭合性颅脑损伤的特点多为伤员颅骨未发生骨折,硬脑膜仍保持完整,但颅脑内存在创伤出血,即闭合性颅脑出血（Closed Craniocerebral Hemorrhage,CCH）。由于战场环境的复杂性和特殊性,主流的CCH临床检测手段,如:计算机断层成像（Computed Tomography,CT）、磁共振成像（Magnetic Resonance Imaging,MRI）、颅内压（Intracranial Pressure,ICP）监测和近红外光谱仪（Near Infrared Spectrum Instrument,NIRS）等,均不适用于火线抢救。目前战时火线卫生员主要通过格拉斯哥昏迷计分（Glasgow Coma Scale,GCS）结合各项生命体征对CCH进行经验性诊断,但其观察检测内容繁杂,且存在一定的主观性。本文提出的基于多通道微波的颅脑出血检测系统具有便携、低成本、无创和非接触的特点,在战时卫生员进行火线抢救过程中,有望对伤员是否存在CCH进行快速检测,以指导后续救治流程,以最大程度的保持战时部队作战能力和合理分配战时医疗资源。本文主要工作:第一部分:基于电磁场基本理论及微波检测技术,采用课题组研制的多通道微波检测实验系统,为了从理论上论证微波技术检测CCH的可行性,开展了以下主要研究工作:（1）系统分析了通过麦克斯韦方程组和生物组织的等效电路模型（Debye模型）,可以在理论上计算不同生物组织在各频率下的电导率和相对介电常数;（2）通过构建颅脑电导率四层球模型,分析了在CCH初期,随着颅脑内出血量的增加,颅脑整体的电导率（介电常数）呈下降趋势;（3）详细论述了多通道微波检测实验系统的构成,介绍了信号产生处理模块、信号采集模块和多路复用开关三大组成部分各自的构造和功能。系统最大输出功率10dbm,远小于《GB 8702-88电磁辐射防护规定》的最低安全标准。第二部分:物理模拟实验研究。以溶度分别为11.934（7）g/l（8）、17.082（7）g/l（8）、8.132（7）g/l（8）和5.353（7）g/l（8）的氯化钠溶液模拟血液、脑脊液、脑灰质和脑白质的电特性。利用课题组设计的基于微波的多通道颅脑出血检测系统分别对四种生物组织模拟溶液不同体积（0～10ml）进行测量,通过对测量的S21相位值的分析得到:系统在频率2.2GHz和2.85GHz时,模拟溶液体积每增加一个单位,S21相位变化值最大,即敏感性较好,定义这两个点为系统的特征频点;以模拟溶液的体积为自变量,特征频点下的S21相位值为因变量进行一元线性回归分析,分析16通道各自对体积变化的敏感性,p值均小于0.05,回归模型具有统计学意义;Friedman M检验结果显示4种不同电导率模拟液的S21相位值的差异具有统计学意义（p<0.05）,表明该检测系统可以实现对具有不同电导率的模拟液不同体积的区分。第三部分:基于微波的颅脑出血检测系统动物实验研究。对目前常用的动物颅脑致伤模型进行分析和比较,结合本实验所需要的家兔颅脑CCH模型的特点,利用陆军特色医学中心自主研制的BIM-II型卧式生物撞击机进行CCH动物模型制备。通过对20只家兔在不同撞击方式、撞击部位和撞击机撞击参数下撞击后颅脑的解剖学观察,构建了本实验所需的稳定的家兔颅脑致伤模型,致伤模型采用BIM-II型卧式生物撞击机对家兔颅脑顶部进行撞击,撞击压强0.9Mpa,撞击距离2.5cm,撞机头直径2cm。在此致伤模型下,对10只体重相近的家兔进行颅脑撞击实验,结合前期物理模拟实验的结论,通过对撞击前（t-1时刻）、撞击后t0时刻和撞击后t20时刻,三个时刻10只家兔在特征频点2.2GHz下S21相位测量值的―随机区组设计的方差分析‖,可知:16个通道方差齐同,时刻主效应检验p值均小于0.05;三个时刻LSD检验,所有p值均小于0.05。根据物理实验中系统在2.2GHz下16个通道各自对血液的敏感性赋予相应的权重值,通过对16通道加权求和后的S2 1相位值随时间变化的分析,可知:S21相位值随时间的变化逐渐减小,此变化与理论分析结果一致;撞击后20个时刻的S2 1相位值与撞击前的S21相位值作配对t检验,p值均小于0.05。通过动物实验表明利用该微波系统检测CCH是可行的。结论:（1）通过不同浓度氯化钠溶液的物理模拟实验,验证了该多通道微波颅脑出血检测系统可以通过对S21相位测量值的分析,来实现对具有同一电导率组织的不同体积以及不同电导率组织之间的区分,同时确定了本检测系统的特征频点,并分析了该特征频点下16通道各自对模拟血液的敏感性;（2）利用陆军特色医学中心自主研制的BIM-Ⅱ型卧式生物撞击机对家兔颅脑顶部进行撞击,在撞击压强0.9Mpa、撞击距离2.5cm和撞机头直径2cm的情况下,能构建稳定的家兔CCH模型（颅骨未骨折、硬脑膜保持完整）;（3）通过对家兔颅脑撞击实验的分析,验证了该多通道微波颅脑出血检测系统对颅骨保持完整未发生骨折情况下的家兔撞击后颅脑内出血具有检测能力和一定的监测能力。