基于生物阻抗谱的生物细胞活性免标记检测方法

目的 基于生物阻抗谱（bioelectrical impedance spectroscopy,BIS）技术,提出一种免标记的生物细胞活性实时检测方法。该方法依据不同浓度、生理、病理状态下细胞组织的电学特性差异来判断细胞是否具有活性,以协助医师在临床手术中快速精准定位患者烫伤组织并实现有效切除。方法 使用具有活性的斑马鱼胚胎干细胞来模拟人体烫伤组织,采用生物阻抗谱技术来鉴别细胞组织的生理状态。结果 在不同状态下,细胞的阻抗幅值变化有显著的差异,可以从中发现同等浓度下活性细胞的阻抗幅值比死亡细胞平均高出17.25%,活性细胞发生弛豫频率的时间也比死亡细胞早25%。结论 实验数据表明,生物阻抗谱法能有效区分胚胎干细胞的两类生理状态;从聚类区域中可以看出,BIS检测法具有明显的细胞活性及浓度区分能力,理论上能够快速地协助医师完成对患者烫伤组织检测。     

皮肤肿瘤早期筛查的快速无创电阻抗检测方法

目的 随着环境问题和臭氧层空洞化的加剧,皮肤肿瘤的患病率也大幅增加,但是皮肤肿瘤前期隐蔽性高、症状不明显,导致大部分病例都是在中晚期发现的。因此,本文基于生物阻抗谱(bioimpedance spectroscopy,BIS)技术,提出一种皮肤肿瘤早期筛查的快速无创电阻抗检测方法。方法 首先,建立四层皮肤模型,采用数值分析方法研究角质层对BIS测量的阻碍作用。其次,使用去除角质层的皮肤模型研究混有不同半径和浸润深度的皮肤肿瘤组织电学特性。最后,使用凝胶处理后的猪皮组织实验验证肿瘤浸润深度(h)的影响。结果 角质层仿真结果表明,去除角质层的皮肤对激励信号的响应更明显。皮肤肿瘤模型仿真表明,当肿瘤半径(R_tumor)及h>1.5 mm时能够区分肿瘤组织与正常组织。同时根据实验结果中正常组织与肿瘤组织虚部弛豫阻抗(Z_imag-relax)定义了组织病变度(ε_worse,为肿瘤组织虚部阻抗相对于正常组织虚部阻抗变化的百分比),并绘制了肿瘤组织浸润深度(Depth)与Z_imag-relax的拟合曲线。当...