电离辐射损伤后组织电阻抗早期变化及其检测方法的基础研究

电离辐射损伤的早期检测一直以来都是放射医学的一个难题。既往研究表明：组织早期损伤后电阻抗变化与其微观电化学变化高度相关，有望成为电离损伤早期检测的物理学指标。本研究旨在初步揭示组织电阻抗变化与电离辐射损伤间的量效关系，通过监测受损组织电阻抗频谱特性的变化，并借助微观形态学分析，分析电离损伤早期组织电阻抗变化及其规律；观察电离损伤后细胞内超微结构的变化和电阻抗频谱分析，探索电离损伤影可能响到的导电离子转运超微观变化，初步建立电离损伤后组织电阻抗变化规律，进一步证实电阻抗方法检测早期电离损伤的可行性。本研究将为电离损伤早期检测新方法的建立打下基础，为评估辐射吸收剂量提供理论基础及实验依据，并且为电磁生物学效应的研究提供新的思路与方法。

电离辐射损伤早期检测一直以来是困扰放射医学领域的一个难题，而人体受放射导致损伤的本质问题是电离辐射物理能量造成组织微观电活动变化带来的功能损伤，电阻抗作为一种基本电特性，可以迅速反映放射损伤带来的变化。本项目通过研究动物组织电离损伤后短时间内电阻抗的变化及其规律，探索电离损伤早期组织电阻抗变化的可能机制，在此基础上开展基于电阻抗监测技的电离辐射损伤早期检测新方法的可行性研究，为建立一种早期发现电离损伤新方法提供理论基础及实验依据。.本研究研究提出了生物电阻抗测量和电阻抗断层成像技术进行生物体电离辐射损伤早期检测的新思路，本研究难点是如何建立起电离辐射损伤剂量时间与电阻抗变化的关系，研究采用了电阻抗谱测量、信号处理与分析、三维立体定向位放射、医学统计、组织病理学分析、透射电子显微镜等技术方法。取得的主要成果有:.(1) 构建了动物在体、离体组织电阻抗频谱测量实验系统，可进行兔肝脏组织、脑组织电阻抗的在体与离体测量；.(2) 开展了正常兔组织电阻抗谱测量：在保持基本生理体能的条件下，将兔的肝脏在体游离出12小时后，观察到电阻抗频谱特性没有显著性差异。.(3) 采用大剂量高能直线加速器定位照射方法，完成了兔肝组织、脑组织局部电离损伤模型的制备；.(4) 采用电阻抗方法监测到早期电离损伤，发现损伤3小时后损伤部位EIT图像即有显著变化，而对应电子显微镜在10小时后才观察水肿和轻度组织破坏；光学显微镜则在24小时后才能看到显著变化。.(5) 电阻抗频谱特性Cole-Cole模型反映出电离损伤前后，电阻抗特征参数表现出显著性差异，其中R0可增大40%-80%。.本研究为电离损伤的早期检测提供一种新的思路和基础性的参考数据，进一步研究应在组织损伤后电阻抗特性的变化规律与组织形态学、微观电化学变化的关系方面展开探索。