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生物组织的阻抗频谱特性(Impedance Spectroscopy)是生命固有的生物物理特性,包含丰富的生理、病理信息,表现为生物组织的阻性和容性成分随加载电信号频率的不同而发生较显著变化。本研究包括几个方面:定量分析不同空气含量的人体肺组织介电特性;研究相同空气含量下人体正常组织与肺癌组织阻抗频谱特性的差异;研究不同癌变类型的肺癌组织阻抗频谱的差异;建立肺组织阻抗频谱数据库系统。这些研究都将为基础医学和临床诊断提供理论依据和数据参考。本文围绕人体活性肺组织阻抗频谱测量方法及特性展开研究:(1)以肺部肿瘤切除手术切下的患者肿瘤组织和周围正常组织为样本,控制测试舱的温度和湿度,在100Hz~100MHz频率范围内,采用Agilent公司的4294A阻抗分析仪对人体肺离体组织进行阻抗测量。基于Cole-Cole模型利用最小二乘曲线拟合方法提取两种组织的阻抗特征参数,建立阻抗频谱参数模型。针对正常肺组织,根据空气含量不同定义了空气填充系数F(由样本的质量和体积决定),结果表明,频率一定时,肺组织的介电特性为填充系数F的函数,且随填充系数F的增加而减小。针对肺癌组织,比较不同癌变类型的肺癌组织阻抗频谱特性,发现小细胞癌与其它三种上皮性癌差异明显,从生物物理学的角度区分这两大类型的肺癌,为临床诊断和治疗提供参考。(2)比较正常组织与肺癌组织的介电特性和阻抗频谱特征参数。通过计算可知,填充系数为0.1781时,肺癌组织相对介电常数为正常组织的1.2~3倍,电导率为正常组织的1.6~2倍,且在1kHz时二者的差异均为最大。提取二者阻抗频谱的特征参数R0、 R、、及f c,低频电阻R0差异最为显著,且肺癌组织的阻抗谱图明显向低阻抗方向移动。这为生物电磁成像技术应用于肺功能成像提供了理论基础。(3)以VC++和Access数据库为平台建立了肺组织阻抗频谱数据库系统,编写了友好的界面通过ADO技术与后台数据库管理系统连接,实现了数据的共享,方便了数据的检索和使用。