体外人脑胶质瘤电阻抗特性及等效电路

目的 研究人脑胶质瘤的电阻抗特性并建立其等效电路,可为进一步区分人脑胶质瘤和正常脑组织的阻抗特性差异提供依据.方法 利用英国Solartron公司的阻抗分析仪（1260）,采用四端法,在10 Hz ～ 10 MHz范围内,对4例体外人胶质瘤组织进行电阻抗测量.通过分析其频率特性并结合已有的人脑组织的等效电路,建立了体外胶质瘤的等效电路,利用阻抗分析软件Z-VIEW对其进行仿真.结果 体外人脑胶质瘤的阻抗模值在10 Hz～10 MHz范围内随频率的增大而下降,相位角在该范围内随频率的增大而增大.体外人脑胶质瘤组织在10 kHz ～ 10 MHz范围内电阻抗实部比较稳定,其中在10Hz～ 10 kHz范围内,实部随频率的增大而减小.电阻抗虚部在20 kHz ～ 10 MHz范围内较稳定,而在10Hz ～ 20 kHz范围内,虚部随频率增大而增大.样本的等效电路仿真曲线与实际曲线相比较,等效电路模型能较好地反映体外人脑胶质瘤的电阻抗特性.结论 体外人脑胶质瘤与已知的正常脑组织的电阻抗特性及等效电路差别明显,这为探索生物电阻抗技术应用于区别胶质瘤与正常脑组织的临床应用提供了研究基础.     

人大脑组织复电阻抗频率特性及其等效电路模型

通过频响分析仪，用四电极测量法，在0．1Hz～1MHz频率范围内，对人大脑组织的复电阻抗频率特性进行了定量测量，经分析得到了脑整体组织的复电阻抗等效电路模型。结果显示，人脑组织同已知的动物组织相比，其复电阻抗虚部频率特性、Cole-Cole曲线均不相同，等效电路模型结构也更为复杂。但是与家兔的脑整体组织相关特性相比，两者的曲线走势、等效电路模型结构完全一致。该等效电路模型对于建立人头部的等效电路模型有重要的参考价值。     

家兔脑组织复电阻抗频率特性及其等效电路模型

目的：研究大脑组织的复电阻抗频率特性,分析缺血对大脑组织复电阻抗频率特性的影响,构建大脑组织的复电阻抗等效电路模型。方法：利用频响分析仪(1255B,英国Solartron公司),二电极测量法,对12只家兔正常、缺血状态大脑组织复电阻抗频率特性进行离体测量,脑缺血方法采用的是颈总动脉结扎法,等效电路模型分析采用阻抗分析软件(Zplot 2．1,英国Solartron公司),还经过脑组织病理学常规染色(HE染色)对脑缺血进行了验证。结果：在缺血脑损伤发生后,脑组织复电阻抗实部、虚部均明显增大,电阻率变化率受频率影响较小,但脑组织复电阻抗虚部频率特性未呈现出单峰走势,经软件分析得到了脑组织的复电阻抗等效电路模型。讨论：脑组织复电阻抗实部、虚部和电阻率变化率均可以作为成像变量;其复电阻抗等效电路模型显示整体脑组织的等效电路模型构成比较复杂,并非传统的生物组织三元件等效电路模型,在进一步的研究中应设法对各组织分别进行测量。     

131I-c(RGD)2在原位荷脑胶质瘤裸鼠模型中的靶向定位研究

目的 对131I-c(RGD)2在原位荷脑胶质瘤动物模型中的靶向定位作用进行研究,以探讨其应用于脑胶质瘤诊断与治疗的可能性.方法 采用U87-MG人脑胶质瘤细胞接种在裸鼠右脑尾状核内,建立了原位荷脑胶质瘤动物模型;采用氯氨T法将131I标记c(RGD)2,于原位荷脑胶质瘤裸鼠中进行生物分布研究,计算131I-c(RGD)2在脑胶质瘤中的摄取率及肿瘤与正常脑组织摄取率的比值(T/NT).结果 给药后3 h及6 h,肾的摄取均为所有器官中最高;给药后3 h肿瘤未累及的脑组织的摄取率为(0.16±0.10)％ID/g,胶质瘤组织的摄取率为(0.41±0.26)％ID/g,脑胶质瘤中的摄取率显著高于正常脑组织摄取率(P值为0.025);给药后6 h肿瘤未累及的脑组织的摄取率为(0.08±0.04)％ID/g,胶质瘤组织的摄取率为(0.44±0.23)％ID/g,脑胶质瘤中的摄取率亦显著高于正常脑组织摄取率(P值为0.011);给药后3 h T/NT比值为3.36±1.86,给药后6 h T/NT比值增高至5.55±1.75.结论 c(RGD)2具有靶向颅内胶质瘤的能力,在胶质瘤的靶向诊断与治疗中具有潜力,但其在脑胶质瘤中的摄取率相对较低,有待于进一步提高.     

不同个体及不同情绪状态下手臂阻抗的频率特性

目的：研究低频电流（f≤1000Hz）作用下,不同个体及同一个体在不同情绪状态下,其手臂阻抗值随电流频率变化的规律,为生物电阻抗技术的临床应用和基础医学的实验研究提供有益的借鉴。方法：在50Hz-1000Hz频率范围内,分别测量男女大学生在平静、快速阅读和快速心算三种不同情绪状态下的手臂阻抗值,并描记出其频率响应曲线。结果：（1）平静状态下,男生手臂阻抗平均值略大于女生的;交流电频率越大,人体手臂阻抗值越小;在0Hz〈f≤100Hz的低频段,手臂阻抗值受交流电频率的影响很大：在100Hz〈f≤1000Hz的频段,手臂阻抗值受交流电频率的影响变小,表明了手臂组织具有容性成分。（2）不同个体的手臂阻抗值有较大差异,但任意个体的频率特性都具有相同的变化规律。（3）在紧张情绪状态下,人体手臂阻抗值随交流电频率的变化规律与平静时的变化规律相同;但紧张情绪会引起手臂阻抗的减小,同一个体情绪越紧张,阻抗值越小。结论：人体手臂阻抗值存在较大的个体差异,同一个体的手臂阻抗值与交流电频率及情绪变化均有密切关系,对这一生理参数的测量有着重要的应用前景。     

小鼠背部皮肤的在体阻抗谱实验研究

皮肤中角质层与其他层面阻抗的巨大差异,使得将皮肤作为一个整体的阻抗特性研究较难开展。研究在体条件下无创或微创地检测与分析包含角质层的小鼠背部皮肤的阻抗特性。使用Agilent 4294A阻抗分析仪,测量麻醉状态下的15只C57BL/6小鼠背部皮肤的电阻抗频谱,使用表面电极和银针电极,分别对应皮肤和活性皮肤层阻抗数据。在整个实验频率范围(40～10⁷ Hz)内,随频率升高,皮肤阻抗幅值呈现-20dB/dec下降;活性皮肤层在40~10³ Hz之间幅值呈现-10 dB/dec下降,而在10³~10⁷ Hz之间呈现-3dB/dec下降。皮肤相位随频率上升呈现V型曲线,而活性皮肤层相位呈现Π型曲线。低频时,皮肤阻抗完全由角质层阻抗组成,活性皮肤层的贡献可以忽略不计;当频率为10⁵ Hz时,活性皮肤层阻抗占皮肤的10%多,而在10⁷ Hz以上时,活性皮肤层阻抗占整个皮肤的80%以上。皮肤阻抗与活性皮肤层阻抗在10³ Hz以下具有显著性差异(P<0.05),在10⁴ Hz以上无显著性差异。结果表明,表面电极与银针电极相结合的对比分析方法能够在微创前提下有效分析角质层在皮肤阻抗中的作用。     

乳腺癌病例多频电阻抗扫描数据特征参数的初步分析

应用上海东影EIS-1000乳腺癌电阻抗检测系统,在200Hz~20kHz相对较低的频率范围内,对乳腺癌病例进行多频电阻抗扫描测量所获得的数据进行分析,通过建立基于Cole模型的简化测量模型以及模型的拟合计算方法,从等效模型中提取出乳腺组织阻抗的多频特征参数Gs进行分析。通过对比患者患侧病变部位以及对侧正常部位测量数据,发现患侧病灶及周围区域Gs参数数值普遍较对侧正常部位值高。由此说明根据多频特征参数Gs,可判别病变所在区域。     

MRI拉莫尔频率范围内人体脑胶质瘤组织的介电特性

目的:研究人体脑胶质瘤组织在MRI拉莫尔频率范围内（50~500 MHz）的介电特性,建立人体脑胶质瘤组织介电参数频率谱图,为磁共振断层成像技术提供理论依据和数据参考。方法:以神经外科手术中切下的脑胶质瘤组织为标本,在温度为37 °C的恒温水箱中,利用开端同轴线法,在50~500 MHz频率范围内使用AV 3656A网络分析仪测量脑胶质瘤组织标本的介电特性。以四阶Cole-Cole模型为基础,利用最小二乘曲线拟合方法,提取人体脑胶质瘤组织的介电特征参数。同时,将实验测得的脑胶质瘤组织介电特性与健康人体组织介电特性数据库中的正常脑组织进行比较。结果:在测频率范围内,人体脑胶质瘤组织实测数据与Cole-Cole模型吻合良好,且有人体脑胶质瘤组织的相对介电常数比正常脑组织高29.5%~36.6%,电导率比正常脑组织高56.1%~64.8%。结论:本文报道了37 °C下人体脑胶质瘤组织在MRI拉莫尔频率范围内（50~500 MHz）的介电特性数据及相应的Cole-Cole模型介电特征参数,可为人体脑胶质瘤组织介电特性研究和磁共振断层成像技术提供基础数据。     

人体肺部组织介电特性实验研究

研究人体肺癌组织与正常组织介电特性差异,建立人体肺部组织介电参数频率谱图,为基础医学和临床诊断提供理论依据和数据参考.以肺癌手术中切下的患者癌变组织和癌周正常组织为样本,控制测试舱的温度和湿度,采用Agilent公司的4294A阻抗分析仪,在100 Hz～ 100 MHz频率范围内测量样本组织的介电特性.基于Cole-Cole模型利用最小二乘曲线拟合方法,提取两种组织的特征参数.在所测频率范围内,肺癌组织的相对介电常数为正常组织的3～5倍,电导率为正常组织的1.6～3.3倍,肺癌组织的介电谱明显地向低阻抗方向移动.在提取的特征参数R0、R∞、α、Υ和fc中,低频电阻R0的差异具有统计学意义(P＜0.05).人体肺癌组织与正常组织的相对介电常数、电导率及低频电阻R0存在明显差异,可为人体肺组织介电特性研究和EIT测量提供基础数据.     

一种研究血液电特性的新方法─—多频率阻抗法

本文描述了一种研究血液电特性的新方法及其用于血液电特性研究的初步结果。建立了血液的物理模型，结合血液的典型三元件等效电路，并依据血液的频率特性，采用三个不同频率的恒定电流，同时加于被测血样，测量相应的阻抗值，然后由电路方程解出血浆电阻Ｒ＿０、红细胞内液电阻Ｒ＿１和细胞膜电容Ｃ等参数。作为多频率阻抗法的一种实际应用，从理论上推导出了新的电测红细胞压积Ｈｃｔ的计算公式，并对用生理盐水置换了血浆的血液和经二醛磷酸缓冲液处理后，红细胞硬化的血液进行了实验研究。表明参数Ｒ＿０、Ｒ＿１和Ｃ等，能有效地反映血浆、红细胞内液及细胞膜等的状态及性能变化，能更全面反映血液特性。     

脑胶质瘤患者LMO-1和LMO-4基因表达水平的改变及其意义

目的探讨脑胶质瘤患者脑组织中LMO-1和LMO-4基因表达水平的改变及其意义。方法采用实时荧光定量聚合酶链反应（real-time PCR）检测46例脑胶质瘤手术患者脑组织及19例正常脑组织标本中LMO1和LMO4的表达水平,分析LMO1、LMO4与病理分级之间的关系。结果脑胶质瘤患者脑组织中LMO-1表达高于正常对照组（P〈0.05）;LMO1在不同分级的胶质瘤中表达并不相同,在Ⅲ、Ⅳ级中的相对表达量显著高于Ⅰ、Ⅱ级（P〈0.01）;LMO1表达水平与胶质瘤分级正相关,差异具有显著性意义（P〈0.05）。在多形性胶质母细胞瘤患者脑组织中,LMO-4的表达明显高于其它级别胶质瘤和正常对照组（P〈0.05）。结论脑胶质瘤患者肿瘤组织中LMO-1和LMO-4表达增高,可能参与了胶质瘤的发生、发展过程。     

Impedimetric sensing of cells on polypyrrole-based conducting polymers

Polypyrrole (PPy) is a conducting polymer that may be electrochemically generated with the incorporation of any anionic species, including net-negatively charged biological molecules such as proteins and polysaccharides. In this article, dermatan and chloride-loaded PPy films were prepared on gold sputter-coated coverslips and various skin derived cells were studied on them by electrochemical impedance spectroscopy. Impedance spectra in the frequency range 1-100 kHz were either determined at specific times or impedance was monitored continuously at specific frequencies. An equivalent impedance circuit was fitted to the recorded impedance spectra to obtain parameters whose contributions could be mapped to intracellular and intercellular current pathways, and the membrane properties of cells. Results show cell-induced impedance changes were detected over PPy modified electrodes and were dependent on cell density and type, monitoring frequency, material composition, and treatment. Lower cell densities were detected on PPy when compared with bare gold. Keratinocyte confluence, as determined by impedimetric analysis, was reached more rapidly on PPy than on gold. This was consistent with previous, more cumbersome, biochemical assays. Electrical equivalent circuit analysis provided evidence that the technique may be extended to discriminate cell type because of the intracellular and intercellular resistance, and cell membrane capacitance being related to cell morphology.     

脑胶质瘤中β-catenin和细胞周期素D1表达的意义

目的:研究β-catenin与Cyclin D1蛋白在脑胶质瘤的表达及其意义.方法:应用免疫组织化学SABC法检测49例脑胶质瘤组织和5例正常脑组织中β-catenin和Cyclin D1的蛋白表达.男30例, 女19例, 年龄12～75岁, 平均42.56岁.结果:在正常脑组织和脑胶质瘤中, β-catenin蛋白阳性的比例分别为2/5和38/49(P<0.01), Cyclin D1蛋白阳性的比例分别为1/5和42/49(P<0.01);比较β-catenin和Cyclin D1在脑组织、低级别脑胶质瘤和高级别脑胶质瘤中的光密度值, 发现发现各组之间均存在着统计学差异(P<0.05或P<0.01);β-catenin的过度表达与Cyclin D1的过度表达显著相关(r=0.6395, P<0 05).结论:脑胶质瘤细胞β-catenin与Cyclin D1表达增强, 可能参与胶质瘤的发生.     

脑胶质瘤相关新基因表达的微阵列基因芯片分析

目的用基因芯片技术获取人脑胶质瘤组织和人正常脑组织中差异表达的相关基因，并对部分基因在不同级别胶质瘤中的表达进行初步研究。方法用含有218个与人类神经系统发育相关基因的表达谱芯片，提取正常脑组织及胶质瘤组织总RNA制备探针并杂交芯片，用ScanArray4000扫描芯片，对其中差异表达基因进行生物信息学分析，并用实时定量PCR方法验证smad1、Hmp19和TRIP3的mRNA在不同级别胶质瘤中的表达改变。结果与正常脑组织相比，胶质瘤中明显差异表达基因10个，包括细胞周期相关基因、转录和细胞转导相关基因、增殖和分化相关基因。其中表达下调基因5个，表达上调基因5个，经实时定量PCR验证smad1、Hmp19和TRIP3的表达结果与芯片检测结果相符，且随胶质瘤恶性级别的不同而变化。结论胶质瘤发生发展中存在多类基因表达的改变，表达谱基因芯片技术能快速有效地反映肿瘤发展过程中的基因改变，为胶质瘤的侵袭性和预后判断提供依据以及为导向治疗和基因治疗提供更多的靶基因。     

Specific impedance of canine blood

The specific impedance of canine erythrocytes suspended in plasma was measured in the frequency range from 5 kHz to 1 MHz in samples from three animals in the hematocrit range from zero to packed cells at a temperature of 39°C; measurements were made with a conductivity cell using four electrodes and a current density of 21 μA/cm². With the use of impedance spectroscopy, data were fitted to an equivalent circuit model; model parameters in turn were fitted as functions of hematocrit. The resultant model can be used to predict specific impedance (real and reactive components) as a function of hematocrit and frequency over a frequency range from 5 kHz to 1 MHz and a hematocrit range from 0 to 80. Over a normal range of hematocrits and at frequencies less than 100 kHz., the current is almost exclusively confined to the plasma, and the specific impedance is nearly equal to the real component; however, at higher frequencies, the complex nature of specific impedance becomes important.     

Specific impedance of canine blood

The specific impedance of canine erythrocytes suspended in plasma was measured in the frequency range from 5 kHz to 1 MHz in samples from three animals in the hematocrit range from zero to packed cells at a temperature of 39°C; measurements were made with a conductivity cell using four electrodes and a current density of 21 μA/cm². With the use of impedance spectroscopy, data were fitted to an equivalent circuit model; model parameters in turn were fitted as functions of hematocrit. The resultant model can be used to predict specific impedance (real and reactive components) as a function of hematocrit and frequency over a frequency range from 5 kHz to 1 MHz and a hematocrit range from 0 to 80. Over a normal range of hematocrits and at frequencies less than 100 kHz., the current is almost exclusively confined to the plasma, and the specific impedance is nearly equal to the real component; however, at higher frequencies, the complex nature of specific impedance becomes important.     

Characterization of Malignant Brain Tumor Using Elastic Light Scattering Spectroscopy

We report a pilot study designed to test elastic light-scattering (ELS) spectroscopy for characterizing normal, tumor, and tumor-infiltrated brain tissues. ELS spectra were measured from 393 sites on 36 ex vivo tissue specimen obtained from 29 patients. We employed and compared the performances of three methods of spectral classification for tissue characterization, including spectral slope analysis, principle component analysis (PCA), and artificial neural network (ANN) classification. The ANN classifier yielded the best correlation between spectral pattern and histopathological diagnosis, with a typical sensitivity of 80% and specificity of 93% for differentiating tumor from normal brain tissues. We also demonstrate that all three classification methods discriminate between tumor and normal tissue and have the potential to identify and quantitatively characterize tumor-infiltrated brain tissues.