乳腺癌是全世界女性最为常见的恶性肿瘤,电动手术台编辑分析其发病率和死亡率呈逐年升高的态势。乳腺癌新辅助化疗(Neoadjuvant Chemotherapy,NAC)是对乳腺癌患者手术前进行的- 种系统性的化学药物治疗口。NAC不仅可以缩减肿瘤大小,降低肿瘤分期,更重要的是人们可以根据其实际疗效有望实现精准用药1340。电动手术台编辑分析目前临床上用于NAC疗效评价的影像技术主要有乳腺X线钼靶、超声、MRI等,虽然它们在很大程度上提高了疗效评估的准确度,但也存在各自的局限性。乳腺电阻抗扫描(Eetricall ImpedanceScamig,EIS)成像技术是一种无创便捷、无辐射的功能成像技术,对乳腺癌组织功能状态信息和癌灶区供血状态变化信息具有检测敏感的优势(s6),为乳腺癌NAC疗效评价提供了新思路。研究NAC作用后乳腺癌组织的电阻抗特性可为乳腺EIS成像技术应用于NAC疗效评价提供数据支持和生物物理学基础,具有重要的研究价值。另外,生物组织电阻抗特性是组织在电磁场作用下的固有属性,携带了大量的生理和病理信息[7]。电动手术台编辑分析国内外各研究小组对于乳腺组织阻抗特性的研究已经较为深人:早在 1926年,Fricke 等[8]测量了乳腺癌组织及癌周组织的阻抗特性;此后,各研究小组对正常乳腺组织、良性肿瘤组织和恶性肿瘤组织进行了阻抗测量19-10,结果表明:在各自的测量频段内,与正常乳腺组织(腺体除外)和良性肿瘤组织相比,癌组织--般具有更高的电导率和相对介电常数。然而,电动手术床编辑分析目前尚未见到NAC后乳腺癌组织阻抗特性的系统研究。而由于NAC的有效作用和微创手术的趋势会导致经手术获取的乳腺癌组织样本尺寸多数较小,可用于电阻 抗测量的甚至是一些病理学 检查余下的边角料四;有一-些学者建立了乳腺癌动物模型,并开展了NAC作用下癌灶区变化的研究[2-1,但因接种细胞的活性、化疗药物的作用等的综合影响,导致实验得到的乳腺癌组织样本的长径 多数在5~10 mm之间。因此,电动手术台编辑分析若要对NAC作用后乳腺癌组织进行电阻抗测量,则需研究适用于小体积(长径介于5~10mm)生物组织的电阻抗测量方法与测量装置。本研究从搭建测量平台人手,建立了-套完善的适用于小体积生物组织的电阻抗测量研究方法,以期为实现对NAC作用后乳腺癌组织的电阻抗测量提供理论基础和平台基础。1小体积生物组织阻抗测量系统的建立生物组织的阻抗特性具有频率依赖性,而100Hz~ 100 MHz频段是生物组织发生a弛豫和β弛豫的频率范围,电动手术台编辑分析可显著地反映生物组织的结构和病生理特性"4。因此研究此频段内的阻抗特性对于深人认识NAC作用后乳腺组织的生物物理学特性具有重要的意义。目前适用于此频段的阻抗测量方法主要有终端同轴测量I51、二电极法0和四电极法7等,但各自又存在各自的优势与局限性。手术台编辑终端同轴测量法能够实现超宽频段内的组织阻抗特性测量,在无创、在体测量上有着巨大的优势,但是其要求待测组织样本的尺寸在10mm以上、厚度在5mm以上。二电极法,即通过两个电极施加电流作用于待测组织样本,同时仍通过这两个电极获得电压差的测量方法。该方法测 量原理简单,且能够用于测量长径在10 mm以下的组织样本,但由于其在较低频段(一般在kHz以下)产生的电极极化和电极与被测组织间的接触阻抗的影响,会产生难以避免的测量误差。四电极法包含两对电极,手术台编辑其中一对电极(激励电极)施加电流进人待测组织样本,同时另-对电极(测量电极)位于两激励电极之间,测量得到待测部位的电位差。该方法虽然能够较好地解决较低频段(kHz以下)的电极极化和接触阻抗等问题,但在较高频段(1~100 MHz)下分布在引线上的杂散电感和电容又会对测量结果产生较大的影响。由此,手术台编辑本研究综合考虑测量的实际需求和各测量方法的优势与局限性,选取二电极法作为NAC作用后乳腺癌组织电阻抗特性的测量方法。本研究所建立的阻抗测量平台主要由容量可调的圆简形测量盒、阻抗分析仪和温度控制系统组成,考虑到获得的NAC作用后乳腺癌组织样本的大小不.且长径多在5~10mm之间,同时为了避免小体积组织样本因不必要剪裁而产生的损耗,手术床编辑分析我们自行设计了容量可调的生物组织电阻抗特性测量盒(以下简称测量盒)如图2所示。测量盒主体(图2a中II)采用有机玻璃制成, 中间有一一直径为3mm、长度为12 mm的,用于放置待测组织的圆柱形空腔;测量盒两侧为测量盒盖(图2a中I),测量盒盖上镶嵌有银质圆片状电极(图2a中II),直径为10mm,厚度为0.5mm,手术床编辑分析其中--侧测量盒盖上的银质圆片状电极与一同为银质材料的圆柱形连接杆(图2a中IV),直径3mm,长12mm相连。当两侧测量盒盖扣紧于测量盒时,银质圆柱形连接杆与两侧的银质圆片状电极紧密接触。实际测量过程中,手术床编辑分析将获得的组织样本适当修剪为直径 3 mm的圆柱形长条,随后装人测量盒内,移动连接杆以推 动组织样本向另一侧移动, 直至组织样本与另一侧的银质圆片状电极紧密接触,此时利用游标卡尺测量得到测量盒盒体外侧到测量盒盖内侧的距离L,即为装入测量盒内的组织样本的侧量长度。析仪。手术台厂家分析该分析仪基于自动平衡电桥原理,可对待测组件进行 高精度、高效率的阻抗测量和分析,其在100 Hz 110MHz频段内的基本阻抗精度可达到士0.08%。在实际测量过程中,该分析仪通过配套的测量端子适配器和测试夹具16092A与装载待测组织样本的测量盒相连(图3),手术台厂家分析从而避免了高频下导线带来的测量误差。选用浓度分别为0.01、0.03、 0.05、 0.07、 0.09、 0.12、 0.15和10.18 mol/L的NaCl溶液,这个浓度范围内的NaCl溶液的电导率与文献报道的乳腺癌组织的电导率2021接近。 准确度验证时,固定样品( NaCl溶液)长度为5mm,测量不同浓度下NaCl溶液的电导率,并与Peyman等四研究提出的NaCl溶液的电导率理论值(表1)进行对比;测量精度验证时,固定NaCl溶液的浓度,手术台厂家分析通过改变样品长度 L(4、6、8、10、12 mm),对系统的精度进行测试。每种条件下均测量5次,并取平均值作为每种条件下的测量值。最后根据测量值和理论值的相对误差,来分析验证测量方法的准确度和测量精度。在阻抗测量领域,研究者一般使用NaCl溶液等对测量装置进行标定[19]。由此,济宁华诺医疗分析本研究首先使用了不同浓度的NaCl溶液对测量平台的准确度和精度进行测试。然后利用该平台对离体后的乳腺癌组织与癌周组织进行电阻抗测量,以进一步验证测量平台的可行性。
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