脑磁感应断层成像(brain magnetic induction tomography, BMIT)技术,是一种利用磁感应检测原理测量生物组织电导率分布的成像技术,是目前生物组织成像技术研究的前沿。它具有无创、非接触、小型、连续等优点,适用于临床对脑水肿等病变进行实时监测。它的主要依据是涡流检测原理,当激励磁场穿过被测目标时,在被测目标中会产生感应磁场使原激励磁场发生变化,通过线圈检测该变化的磁场,得到一组与被测目标电导率相关的相位差值,进而获得被测目标的电导率分布信息,采用成像算法对被测目标进行成像。当前由缺血、出血、肿瘤等不同病因引起的脑水肿是比较常见的,临床上需要对该类病人进行实时、准确的成像监护,以便于及时的诊断和救治。同样,获取脑水肿组织的电特性信息(如电导率、介电系数等)对磁感应监测技术的实现具有重要意义。因此,检测水肿神经细胞与正常神经细胞的电导率谱,不但能够验证相位差检测结果,而且能够为以后实现脑磁感应成像提供实验依据。本研究建立了基于实验平台的数学模型,分别采用琼脂模型和SD大鼠神经细胞模型进行相位差和电导率的检测。具体工作内容如下:1.针对本课题组建立的BMIT实验平台,对相位差与电导率的关系进行了研究,理论推导了被测目标置于检测平台非中心位置的问题,为实际检测提供了理论依据。2.通过配制电导率为0S/m-2S/m的琼脂模型,对其产生的相位差进行检测,并将实验结果与理论计算结果进行对比分析。3.通过培养SD大鼠的神经细胞模型,检测水肿神经细胞模型与正常神经细胞模型的相位差,并与对照组模型的相位差进行对比,验证本系统检测神经细胞的相位差的可行性,为实际检测打下基础。4.对神经细胞模型进行电导率检测,建立正常神经细胞模型和水肿神经细胞模型的电导率谱,并分别比较两种神经细胞模型之间的电导率差别,以及神经细胞模型与对照组模型之间的电导率差别,验证相位差检测结果的准确性。研究结果表明:1.理论计算结果:与实际检测结果在趋势上一致,相位差随被测目标的电导率和体积的增大而增大;2.相位差检测结果:水肿神经细胞模型引起的相位差为0.489±0.0173o,正常神经细胞模型引起的相位差为0.421±0.0185o,对照组模型引起的相位差为0.382±0.0132o,三种模型产生的相位差结果之间均具有显著差异,表明SD大鼠脑水肿神经细胞模型产生的相位差大于正常神经细胞模型产生的相位差;3.电导率检测结果:三种模型产生的电导率存在显著差异,水肿神经细胞模型的电导率大于正常神经细胞模型和对照组模型的电导率,正常神经细胞模型的电导率大于对照组模型的电导率。本研究不但实现了理论计算与实验结果的对比,而且通过检测神经细胞模型的电导率谱,验证了神经细胞模型相位差结果的可靠性,得出了水肿神经细胞模型产生的相位差和电导率均大于正常神经细胞模型的结论。从细胞层面上对脑水肿进行了实验研究,并得到了有效的实验结果,为脑磁感应成像提供细胞水平的实验依据。