17、年龄对人体大脑组织电导率的影响

年龄对人体大脑组织电导率的影响

1. 引言

数字头部模型和包含脑组织电导率数据的模拟在多个领域有着重要应用，比如经颅直流电刺激治疗规划、射频诱导热疗等。除了模型几何形状的准确性外，所使用的脑组织电导率值的准确性也是影响源定位结果的关键因素。

儿童和成人的头部在解剖学和几何学上存在明显差异，同时，灰质和白质电导率可能存在的年龄依赖性也值得深入研究。在为不同年龄组准备电导率模型时，除了考虑模型尺寸，还需思考是否要考虑年龄依赖性。

此前大多数相关研究是在体外对组织样本进行电导率测量，并且常以动物组织测量结果来推断人类脑组织的年龄相关电导率。不同研究得出了不同结论：一些研究认为灰质电导率与年龄有关；一些认为白质电导率与年龄有关；还有一些认为两者都与年龄无关。

组织的电学性质，即相对介电常数（ε）和电导率（σ）与频率相关。典型软组织在不同频率范围有不同的主导机制，其电学性质随频率变化呈现三个明显阶段，即α、β和γ色散，这导致测量频率谱上存在差异。不同频率范围在模拟脑电图活动源、无线通信网络或手机暴露等方面具有不同意义。由于生物电信号频率低于1kHz，源定位建模需要低测量频率；而蜂窝和其他无线网络工作在千兆赫兹区域，模拟暴露情况则需要高测量频率。

脑组织电导率在死后会降低，因此应从活体组织进行测量。生理变化在α色散区域的低频段影响更大，而在γ色散区域的高频段，测量结果更多取决于组织含水量。此外，体外测量有时在室温而非体温下进行，脑组织电导率也受温度影响。

本研究旨在通过在脑外科手术中使用低测量频率进行体内测量，探究人类白质和灰质电导率的年龄依赖性，并将体内测量结果与先前报道的数据进行比较。

2. 材料与方法 <