电阻抗测量技术的医学应用

 生物体的电阻抗特性主要表现在以下几个方面：

（一）、不同生物组织间存在较大的阻抗差异。例如脑脊髓液只有 0.65欧姆；而骨组织最大能达到 166欧姆。软组织之间电阻率最大值与最小值之比，也达到了 35:1。

（二）、同一生物组织在不同的生理状态下阻抗也不相同。例如，当组织温度升高或者降低 1度时，阻抗会有 2%的变化。组织内血液流动、体液的充盈与否、心脏的周期性活动、器官体积的变化、胃内食物的多少甚至食物的成分、呼吸过程，都会引起电阻抗值的周期性变化。

（三）、生物组织发生病变时与正常时的阻抗相比变化十分显著。例如，脑肿瘤异变组织的电阻抗约为正常组织的 13倍；闹肌肉萎缩约为正常组织的 2倍；闹出血异变组织约为正常组织的 1/4。

（四）、生物组织的阻抗特性与频率和方向有关。不同频率下的阻抗特性各异；某些生物组织沿不同方向测量时，阻抗值也不相同。

根据生物体电阻抗的这些表现特征，越来越多的国内外研究机构开始了对生物电阻抗测量技术的研究。

生物电阻抗测量技术的端倪出现在 18世纪末，距今已有 230多年历史。

1780年意大利神经生理学家 Galvani通过观察青蛙的神经肌肉收缩现象，建立了生物电理论。

1871年，德国科学家 Hermann成功测量出了骨骼肌的电阻，并且发现，电流沿不同方向通过骨骼肌时，电阻值不一样，横向电阻大约是纵向的 4— 9倍。

19世纪 50年代 ,日本学者中谷义雄在人体皮肤上载入 12V直流电压时 ,发现皮肤上有一部分点的导电性更好 ,他把这些点连接起来后，发现与穴位经络的布局十分相仿。

1957年，德国动物学家 Schwan（施万）提出了生物组织的电特性在不同频段呈显著变化理论。

1978年有研究者通过一个大电极和若干个与之相对的小电极，得到一幅可以清楚显示肺脏位置的阻抗图像。

1979年，第一台电阻抗相机在美国研制成功，为电阻抗成像技术深度开发创造了更大的想象空间。

1982年，英国大学的研究者又发表了第一个手臂的阻抗层析图像。五年后，这个研究小组建立了第一个完整的数据测量系统。

1986年，美国人建立了 32电极、激励频率为 100KHZ（千赫兹）的测量系统。

比利时人在 1992年设计了有 32个复合电极的自适应电压激励及电压测量系统。

1995年，第一个动态电阻抗实时系统在英国皇家医院建立，用于人体肺、胃、大脑、食管等不同部位的临床成像基础研究。

根据生物体电阻抗的这些表现特征，越来越多的国内外研究机构开始了对生物电阻抗测量技术的研究。 20世纪末以来，美、英、俄罗斯、德、法、瑞、日、印度等国近 100个研究小组在进行生物电阻抗测量技术的研究工作。

国内相关研究也在不断出成果：第四军医大学 1993年开始生物电阻抗成像技术研究。生物医学工程系付峰、董秀珍建立了四电极法生物组织阻抗测量系统。清华大学电机系生物医学工程研究所建立了一套多通路独立人体阻抗测量系统。中国医学科学院、协和医科大学生物医学工程研究所采用多频率电阻抗法研究血液电特性。正因为有了这些研究基础，在国内外有关专家的帮助之下，才迎来了代表了国际先进技术的 HRA的诞生。