颅脑损伤是目前我国致死的主要疾病之一,临床上各种颅脑损伤引发的继发性脑水肿是颅脑损伤患者入院后死亡或残疾的主要原因。脑水肿发生的主要危险在于:脑水肿引起局部脑组织体积肿胀,因颅内空间代偿有限,从而造成对周边脑组织的挤压、进而引起周围脑组织缺血。如不及时采取干预,就可能造成脑水肿-脑缺血-再水肿-再缺血的恶性循环,直至脑死亡。在临床上,如能早期发现脑水肿,采取及时治疗干预措施可以避免上述恶变发生。然而,目前临床诊断技术均无法实现脑水肿的早期检测,CT等成像技术只能在脑水肿造成明显的占位性变化(如脑中线偏移、脑室形变等)程度时才能明确,这使大量原发性脑损伤患者会受到继发性脑水肿的进一步损害。因此,早期脑水肿的检测具有重要的临床价值,临床上迫切需要一种能检测早期脑水肿的新技术。前期基础研究认为,生物电阻抗技术有望在早期脑水肿检测中发挥作用。脑水肿的发生发展过程是脑组织中,血液、细胞间液和细胞内液离子和水分子转运平衡发生变化的过程,也就是脑组织内电解质溶液分布发生变化的过程,这一过程必然伴随着脑组织导电特性的变化,因此电阻抗对脑水肿的发生发展过程有极高的敏感度。目前,由于动物模型中继发性脑水肿的出现难以捕捉,大部分关于颅脑电阻抗的研究主要集中于原发性脑损伤电阻抗的测量,但从原发性脑损伤到早期继发性脑水肿过程中电阻抗的变化国内外还没有明确的研究结论。基于上述原因,本论文在建立两类原发性脑损伤(缺血性脑损伤和出血性脑损伤)动物模型的基础上,研究从原发性脑损伤到早期继发性脑水肿过程中电阻抗变化,并结合组织形态学变化初步分析水肿脑组织电阻抗变化的可能机制,展开以下研究:(1)缺血性脑损伤到脑水肿发展过程中电阻抗变化的研究在研究中,首先从组织形态学上观察分析脑水肿的发展程度,并提取部分组织形态学参数;然后用在体和离体两种形式测量脑缺血后脑组织的电阻抗,观察分析电阻抗的变化规律;最后在此基础上,我们结合脑组织部分形态学参数变化分析了缺血性脑损伤到脑水肿发展过程中脑组织电阻抗变化的可能机制。研究结果表明,缺血性脑损伤的早期继发性脑水肿(属于细胞毒性脑水肿)引起了脑组织电阻抗的升高,随着脑水肿的发展,血管源性脑水肿出现,脑组织的电阻抗出现了下降趋势。(2)出血性脑损伤到脑水肿发展过程中电阻抗变化的研究在研究中,首先从组织形态学上观察分析脑水肿的发展程度,并提取部分组织形态学参数;然后用在体和离体两种形式测量脑出血后脑组织的电阻抗,观察分析电阻抗的变化规律;最后在此基础上,我们结合脑组织部分形态学参数变化分析了出血性脑损伤到脑水肿发展过程中脑组织电阻抗变化的可能机制。研究结果表明,出血性脑损伤的早期继发性脑水肿(属于血管源性脑水肿)引起了脑组织电阻抗的降低,随着脑水肿的发展,脑组织的电阻抗出现了升高趋势,这些变化是脑水肿发展过程中细胞大小和细胞间隙大小引起的。结合两部分研究结果发现,缺血性脑损伤的继发性脑水肿和出血性脑损伤的继发性脑水肿在发展过程中脑组织电阻抗的变化规律不同,初步证实生物电阻抗技术能够区分不同类型的早期脑水肿,有望为临床早期脑水肿的治疗提供指导。本研究的主要创新之处在于:(1)首次在动物模型上研究从原发性脑损伤到脑水肿发展过程中电阻抗的变化规律;(2)首次研究了细胞毒性脑水肿和血管源性脑水肿两类主要早期脑水肿的发生、发展中电阻抗变化及其差异,并初步揭示其变化与组织形态学变化的关联性,并用生物电阻抗技术区分不同类型的早期脑水肿,对临床脑水肿的诊断及治疗有指导意义;(3)本研究结果对未来早期脑水肿电阻抗检测方法的建立提供重要的实验支持。