致小鼠前庭性眩晕的电磁辐照参数筛选实验研究

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随着现代社会各种家用电器的普及以及通讯技术的发展,公众受到的电磁辐射量越来越大,电磁辐射对人类及自然界生物的危害引起了社会的广泛关注。国内外针对电磁辐射的生物效应做了大量的研究,发现其生物效应主要分为热效应和非热效应两种,电磁辐射的非热效应会对生物的神经系统、血液系统、内分泌系统和前庭系统等多个系统产生影响。随着在电磁场附近人们出现平衡功能紊乱的报道增多,这种电磁辐射非热效应引起的前庭性眩晕急需进一步研究。本文旨在使用实验室自主研发的电磁辐照源用于对小鼠进行电磁刺激,选择针对前庭性眩晕的定性定量评价手段,通过将电磁刺激和机械刺激不同实验条件下的实验结果对比,逐步筛选出可致小鼠眩晕的电磁辐照参数,从而可为存在电磁辐照的工作环境中避免产生前庭性眩晕提供一定指导。本文主要工作包括:1)为了对实验小鼠进行电磁辐照,实验室自主研发了电磁辐照源。首先对辐照源的电磁参数进行介绍,如载波频率,脉冲频率,占空比等,本文主要工作将围绕筛选这些可致小鼠眩晕的电磁参数展开;然后对电磁辐照源的辐照强度进行测量,并与国际安全限值标准进行比较;最后估算了小鼠吸收电磁辐射的比吸收率,确定了本文的电磁辐照以非热效应为主,为基于行为学检查方法的电磁辐照参数筛选实验、基于眼震视图检查方法的电磁辐照参数筛选实验和基于电生理检查方法的电磁辐照参数筛选实验的三种实验奠定基础。2)在基于行为学检查方法的电磁辐照参数筛选实验中,针对原有固定器会使小鼠在实验中应激反应过大的问题,设计了一种小鼠柔性固定器,有效提高了实验效率;设计了转棒实验这种结果可量化的行为学实验,通过对比电磁刺激和机械刺激下不同实验组的停留时间,初步筛选得到可致小鼠眩晕的电磁参数范围。3)在基于眼震视图检查方法的电磁辐照参数筛选实验中,首先分析了常见人眼瞳孔识别方法及其数学形态学基础,然后针对鼠眼特征使用了Starburst瞳孔定位算法对小鼠眼震视频图像进行处理得到小鼠眼震信号特征,通过检测结果发现Starburst瞳孔定位算法的快速性和准确性更好,满足实验的检测要求;使用眼震实验平台采集小鼠的眼震视频并提取眼震特征,通过对比分析电磁刺激和机械刺激下不同实验组的眼震慢相速度,在基于行为学检查方法的电磁辐照参数筛选实验基础上进一步筛选出了可致小鼠眩晕的电磁参数。4)在基于电生理检查方法的电磁辐照参数筛选实验中,首先介绍了前庭诱发电位的生理意义、波形特征和处理方法;然后通过手术给实验小鼠植入侵入式皮下电极,使用Neuro Studio数据采集设备采集小鼠的前庭诱发电位,通过对比分析电磁刺激和机械刺激下不同实验组的信号波形特征,对基于眼震视图检查方法的电磁辐照参数筛选实验中筛选得到的可致小鼠眩晕的电磁参数进行了验证。
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