人体活性组织介电特性与表征方法研究

人类已经形成与自然电磁环境和谐的物理特性。现代人类生活在各种非自然多重电磁场中，这些场对生命固有的电磁特性构成巨大冲击。研究表明对神经、循环、遗传等系统造成了许多负面作用。对这种负面影响的研究主要集中在电磁场对生命影响的生物学实验领域。因为对人活体组织自身介电特性了解不够，导致从物理角度研究人为电磁场对生命的影响不能深入。当前各种电磁治疗、电磁成像研究也亟须对人活性组织介电特性及其表征进行深入研究。而目前研究大多以动物或少数人尸体组织为对象，各自应用的技术方法条件都不规范，结果离散性较大，可靠性不能保证。本项目首先立足研究人体活性组织介电特性测量方法，建立规范的方法学，再以人体活性（离体不超过30min）组织为对象，系统地研究介电特性及其模型表征方法，建立人体活性组织介电特性数据库和开放的网站，为促进电磁场生物效应、电磁成像、电磁治疗等领域的研究提供可靠性高的人体介电特性数据和表征模型。

生物组织的介电特性是生物物质的被动电性能，是组织对外加电磁场的响应特性的基础。研究并获得人体活性组织介电特性具有重要的应用价值，而由于测量方法学和样品的限制，目前研究大多以动物或少数人尸体组织为对象，各自应用的技术方法条件都不规范，结果离散性较大，可靠性不能保证。而针对人体活性组织介电特性的相对系统的研究尚未见报导。.本项目在前期研究工作的基础上，首先通过系统研究，建立了适于10Hz-100MHz生物活性组织介电特性测量的测量平台，并研究了活性生物组织介电特性测量过程中的主要影响因素，确定了规范化的人体活性组织介电特性测量方法。在此基础上，以人体活性组织为目标，系统地测量并分析了人脑、肝、肾、肺等重要脏器以及乳腺、甲状腺等重要体表腺体组织中的正常与常见病变组织的介电特性，建立了各相关组织的介电特性数学模型，对比分析了人体各正常活性组织与失活、病变及动物相应组织的介电特性差异，确定了各相关组织介电特性分布范围。.在以上研究的基础上，本项目还探索性地开展了活性组织样本的介电特性随离体时间的延长和活性程度的降低的变化过程，研究了介电特性模型参数与组织微观形态指标间的对应关系。.此外，针对人体二维与三维电磁场分布与重构研究需要，本项目还研究了基于现代医学图像处理技术的组织真实边界获取、重建与有限元剖分、建模方法研究，并在此基础上，完成了可模拟人脑颅骨电阻抗分布的物理模型。.以上研究为促进电磁场生物效应、电磁成像、电磁治疗等领域的研究提供了可靠性高的人体介电特性数据支持，同时也为相关疾病与组织生理状态检测提供了依据。研究中的所建立的生物组织介电特性分析与建模方法也为相关研究提供了参考。