登记号：

粤科成登（2）字【2016】0176

登记日期：

2015.12.03

成果名称：

电阻抗谱测量分析法在骨质疏松症早期诊断中的研究

完成单位：

广州军区广州总医院 南方医科大学

研究人员：

王智运、郭劲松、王新宇、陈旭琼、许俊杰、 郑 轶、张清顺、李跃飞

研究时间：

2011.11 至2014.10

成果评价单位：

广州市科技和信息化局

成果评价日期：

2016.10.23

成果应用行业：

卫生和社会工作

高新科技领域：

学科分类：

简介：

一、课题来源与背景 骨质疏松症( Osteoporosis, OP)的发病率居世界各种常见病的第七位，其高危人群主要为更年期妇女和老年人。我国是世界老年人口最多的国家，目前老龄人口约1.3亿，面临的形势异常严峻。骨质疏松症的主要危害是骨质疏松性骨折，特别是股骨近端骨折危害性最大，死亡率高。广州市地处经济发达地区，人口老龄化较为严重，而危险高龄人群最大的疾病当属骨质疏松症，因此，OP特别是其骨折合并症已经越来越成为严重影响广州市老年人生命质量、威胁老年人健康的医疗、社会和经济问题。 OP的治疗目前主要以全身药物治疗为主，包括骨吸收抑制药物和骨形成促进药物。然而由于诸多因素的影响，国内许多患者往往都是在其全身骨量丢失，骨显微结构已发生明显改变，甚至是发生骨质疏松性骨折的情况下才确诊为OP。中重度OP的药物治疗效果较差，不能从根本上治愈骨质疏松症，而且存在疗程超长、费用过高以及药物副作用等缺陷。这种消极的病后治疗并非好的方案，只有早期的诊断和预防才是最佳选择。因此如何对骨质疏松症进行早期的预防、筛查和明确诊断，已成为防治骨质疏松症迫切需要解决的问题。 二、研究目的与意义 本项目的目的在于以生物电阻抗的普适性模型Cole-Cole方程为指导，构建OP发生发展过程中骨功能变化与阻抗数据相关关系的量化指征，重点研究阻抗数据与OP早期阶段骨组织功能层面变化的相关关系，从而为开发一种基于BIS方法对OP进行早期诊断、筛查的全新的检测诊断仪提供理论依据和实验数据。 三、主要论点与论据 (1)标准化在体生物骨组织电阻抗测量探头的研发，为实验的顺利进行奠定了基础; (2)双电极排列结构对生物电阻抗测量结果的相关因素分析，得出了电阻抗测量电极在正极面积、负极面积以及两极间距离变化等不同情况下对测量结果的影响，界定了规范化测量的标准，进一步提高了测量的准确性; (3)生物骨骼电阻抗频谱分析及特征频率筛选； (4)完成了OP动物模型的建立以及生物骨与周围组织电阻抗数据测量，以及生物电阻抗测量数学模型分析； (5)完成了生物阻抗谱数据采集平台的开发，为今后临床上使用BIS筛选早期骨质疏松患者的应用奠定了良好的基础。 四、创见与创新 （1）创新性的标准化BIS体表测量的建立：在以往用于人体成分测量的电极排列方法、激励频率和核心算法的基础上进行改良，使之达到排除皮肤、脂肪、肌肉等组织干扰因素，排除环境因素及电极接触阻抗干扰因素等影响，能特异性表达骨组织电学特性的要求。 （2）创新性OP动物电阻抗数学模型的建立：在准确采集OP发生发展过程中生物阻抗谱数据的基础上，统计分析其变化规律及特征，将其与骨组织结构参数进行对比分析和相关性研究，在Cole-Cole方程的基础上建立有效的“结构/阻抗”数学模型。 （3）创新性的BIS测量生物骨组织特性样机的研制：通过对本课题组已成功构建的OP动物模型追踪其病理变化的全过程并进行测量，从而把握骨质疏松发生发展过程中电学参数的变化规律与特征，达到对OP骨组织的功能性改变进行早期甄别、诊断的目的。 五、社会经济效益 通过本项目的系统研究，为开发出一套能为OP发生发展过程的早期阶段提供诊断与评估的，具有自主知识产权的国际领先水平的BIS骨显微结构测量系统提供理论和实践依据，进而获得发明专利授权。研发出测量系统的应用前景广泛，具有较大的价格优势，具有无放射性的环保优势，能实现OP的早期诊断，改变OP诊断滞后和疗效欠佳的现状，有效提高OP筛查检出率和治疗效果。为实现OP的早期诊断、早期治疗以及有效预防骨质疏松性骨折开辟一条新的途径。 六、历年获奖情况 2011年 中华医学奖二等奖1项 2011年 全军科技进步三等奖1项