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1、在体动物组织复阻抗频谱的测量及初步结果心脏杂志(CldnHeartj)2003,15(3)在体动物组织复阻抗频谱的测量及初步结果.付峰,,臧益民.,董秀珍,王跃民.,尤富生,刘锐岗,史学涛(第四军医大学:1.生物医学工程系,2.基础部生理学教研室,陕西西安710032)摘要:目的:探索测量在体动物组织复阻抗频谱的方法.方法;系统采用频率响应测量原理和四电极法.结果;实现了生物组织复阻抗频谱的测量系统,设计了用于在体组织测量的电极,利用这一系统进行了部分在体动物组织复阻抗频谱的测量.初步测量结果表明:在体动物组织在缺血
2、前后,阻抗频谱变化显着.结论:动物组织复阻抗频谱在供血正常状态及缺血后有显着变化,且缺血前后的变化与随离体时间的变化性质完全不同.关奠词:电阻抗频谱,潮量,在体中图分类号:E318.6文献标识码{A文章编号:1009-7236(2OO3)O3一O23O—O3InvitroimpedancespectrummeasurementandpreliminaryresultsFUFeng,ZANGYi—rain.,DONGXiu—zhen,WANGYue-min.,YOUFu-sheng,LIURui-gang,SHIXue
3、-tao(1.DepartmentofBiomedicalEngineering,2.DepartmentofPhysiology,FourthMilitaryMedicalUniversity,Xi’an,Shaanxi710032,China)Abstract:AIM:Toseekforamethodtomeasuretheimpedancespectruminvivo.METHoDS:Thesystemwedesignedwasbasedonfour—electrodemethodandFrequencyRes
4、ponseAnalyzemethod.RESULTS:Asystemwasimplementedtomeasureimpedancespectruminvivo,andrel—evantinvlvoelectrodewasdesigned.Measurementwerecarriedoutontissueofcanineandrab—bit.CoNCLUSIoN:Theimpedancespectrumofanimalvariedsignificantlyafterischemia,andthiskindofvari
5、ationwasdifferentfromthevariationwithtimeapartfromthebody.Keywords:impedancespectrum;measurement;invivo电阻抗作为生物组织的一个基本的物理参数,长期以来得到生物物理学家和应用生理学家的广泛关注.目前在电生理学领域大量使用的膜片钳,电压钳技术正是基于细胞膜的电阻抗效应原理.生物组织作为一种电介质,它的电特性值得深入研究.早期生物物理学研究表明,在直流状态下生物组织表现出的电阻特性的差异可以用于区分不同的组织;而更值得关
6、注的是生物组织的电阻抗随着外加电信号频率的不同而表现出很大的变化,这种现象我们称之为电阻抗频谱[13.对在体动物组织的电阻抗频谱进行测量在技术上难度很大,国内外未见相关报道.本研究利用作者研制的生物组织复阻抗频谱测量系统r.-I,首次对动物的部分在体组织进行了复阻抗频谱的测量,作者分别测量了几种动物组织在体供血正常及切断供血前后的复阻抗频谱变化情况.1材料和方法1.1测量系统简介在生物组织复阻抗频谱特性测量中,为了得到多种频率下电压与电流的关系,硬件上必须有电流源,电压测量系统,数据存贮设备.当然采用电压驱动,电流测
7、量的方式同样可以得到复阻抗特性,但由于过强的电流会影响生物组织活性,需要将流入电流加以控制;另一方面从测量技术上来讲,电压测量比电流测量更容易实现r.-I.由于生物组织的特殊性,用于生物组织复阻抗频谱特性测量的电流源及测量系统与常规设备不同[4].除了要能提供频率稳定的驱动电流,另外还?基金项目;国家自然科学基金项目(30270378)I国家”九五重点攻关项目(96-920-12—04)心脏杂志(ChinHeartJ)2003,15(3)由于离体组织的复阻抗随离体时间延长而发生一定变化,对离体组织的一次扫频(驱动频率
8、由低频到高频或由高频到低频依次加载到被测目标)必须在足够短的时间内完成,因而要求电流源的频率转换时间非常短;引入生物组织的电流其幅值本身就很小,很小的偏差就会对测量结果造成相当大的影响,因而电流源必须能提供幅值稳定的交变电流;电压测量系统必须为高输入阻抗,高共模抑制比,并要具备足够的带宽和稳定的增益,因而对整个系统性能的要求很高1.1.1系统总
