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【關鍵詞】 超聲;淺表淋巴結;超聲彈性成像;超聲造影
DOI:10.14163/ki.11-5547/r.2017.02.099
Current state of application and research progress of ultrasound in diagnosis of superficial lymph node GAO Bo. Binzhou Medical College, Zibo 255000, China
【Abstract】 Ultrasound has the advantages in diagnosis of superficial lymph nodes that can not be replaced by other inspections. With continuous mature and perfection of clinical medical technology, more innovative and high technology and application method were learned in diagnosis of superficial lymph nodes. The development status of ultrasound in superficial lymph nodes was reviewed in this paper.
【Key words】 Ultrasound; Superficial lymph node; Ultrasonic elastography; Ultrasound contrast
淋巴結分布于全身, 只有位于表淺部位的淋巴結才可觸及。位于頸部、頜下、鎖骨上窩、腋窩、腹股溝區及皮下組織等處淋巴結最易摸到。大部分病癥的臨床癥狀是:淺表淋巴結腫大, 如全身性感染、局部性感染、結核病以及來自其他器官的惡性腫瘤, 霍奇金和非霍奇金淋巴瘤等。對于淋巴結診斷方法而言, 之前最常用的是觸診方式, 不過該方式一般無法對淋巴結的性質、大小、數量、有無鈣化及液化等進行估測。自從超聲診斷儀應用于淺表淋巴結檢查, 上述問題都得以很好的解決。在對淺表淋巴結進展診斷的過程中, 超聲波技術存在的優勢是獨一無二的, 其體現出:高效、方便、低廉、診斷率高、能重復性等優勢, 還可以觀測淋巴結血流分布情況, 特殊情況下可利用超聲技術進行穿刺活檢[1-5]。
淋巴結在健康狀態下的短徑/長徑之比
1 超聲引導下的淺表淋巴結穿刺
對于良惡性淋巴結來說, 通過二維超聲檢測發現, 其圖像與血流特點都存在重疊現象, 在臨床上, 最有效且最常用的診斷手段是淋巴結手術活檢, 不過其存在一定的副作用, 通常會留下瘢痕, 大部分位置深長、且和血管相鄰的位置極難進行手術, 對此, 利用超聲技術對淺表淋巴結進行穿刺活檢則是評測淋巴結形態的一個重要方法。其方法也包括:超聲輔助細針抽吸細胞學診斷、超聲輔助自動活檢、超聲輔助粗針穿刺活檢。同時其存在定位精準、易診斷、微創、副作用少、普及率廣、能重復性強、超聲可實時顯示穿刺過程等優點。利用超聲技術能夠全面規避對相鄰組織或血管的磨損, 則屬于一個相對安全、定位精準、磨損小的技術[11-13]。現今是淋巴結診斷的常規必要方法。
2 超聲彈性成像
超聲彈性成像是利用超聲探頭向人體組織發射超聲波信號激勵組織, 因應力產生的局部力學變化, 提取壓縮前后與組織彈性有關的超聲回波信號間的時延參數, 推算出組織的彈性系數, 并用灰階或偽彩圖像反映出來[14]。
在非健康狀態下, 組織彈性出現異變, 和健康淋巴結相比, 惡性異變導致組織硬度增加。從2007年彈性成像技術第一次在淺表淋巴結臨床檢查中得以推廣之后, 其重點是比較淋巴結和相鄰組織的質地硬度變化, 將其為良惡性淋巴結的臨床確診提供重要的醫學信息。在常規條件下, 惡性淋巴結自身的結構會受到一定程度的破壞, 促使淋巴組織出現持續性增生或者是壞死, 并且內部血管充盈, 以此造成淋巴結硬度增加, 不過對于超聲彈性成像技術而言, 是可以對質地軟硬度的變化給予精確體現, 能夠大大地提高臨床診斷率。
頸部淺表淋巴結惡性診斷[1]:彈性分級Ⅲ級或以上, 長短徑比值0.655, 邊緣型、混合型血管模式。
超聲彈性圖分級對于良惡性淋巴結的鑒別有一定臨床意義[2], 但較傳統的淋巴結長短徑比無優勢。
不過通過彈性成像方法的臨床應用機理上來看, 則具有一些不完善之處, 例如各組織間的彈性指數具備交叉性[3]。并且也具備制約性, 需要引起注意:病變淋巴結所在位置越平坦, 均勻施壓后彈性效果越滿意;周圍組織如血管搏動易出現偽彩色;淋巴結大小及深度也有影響, 尤其
3 超聲造影
超聲造影是指經外周靜脈注入造影劑, 利用造影劑與人體組織器官的回聲特性或聲阻抗不同, 增強組織器官或病變的顯示, 實時動態觀察病變組織及其周圍正常組織的微血管灌注情況, 進而對病變組織進行鑒別診斷[15-18]。
也可以叫做聲學造影(acoustic contrast), 其原理是借助造影藥物可以讓后散射回聲凸顯, 針對性地增加超聲臨床鑒別技術的分辨度、靈活度與特異度的方法。良性淋巴結的增強模式主要為同步增強和離心性增強, 惡性淋巴結主要以向心性增強為主。分析原因:良性淋巴結的血供主要由淋巴門的血管供給, 從淋巴門向周圍的皮質分支供血;良性淋巴結內一般少有壞死區, 故淋巴結內的區域一般呈同步或向心性增強。惡性淋巴結由于腫瘤的新生血管的形成或腫瘤細胞瘤巢對原有血管的壓迫、損壞等, 造成惡性淋巴結附近的血管組成發生異變;加之惡性淋巴結內容易伴有壞死區, 因此惡性淋巴結的供血方式發生改變, 血管可從周邊生長而入, 從而形成周邊向中心的向心性供血模式。本文通過對良惡性淋巴結造影后的時間-強度曲線(TIC)分析, 良性淋巴結造影劑達峰時間和平均通過時間均短于惡性淋巴結, 曲線下面積大于惡性淋巴結。Poanta等[6]對61例淋巴結的超聲造影研究后發現, 良惡性淋巴結的達峰強度和區域紅細胞體積明顯不同, 不過其峰值時間與曲線下面積在統計學領域中沒有任何意義。但是韓峰等[7]強調, 時間-強度曲線的各個數據均無統計學意義, 淋巴結的造影強度變化與頸部大血管的關系密切。上述良惡性淋巴結樣本總量偏小, 可能會導致結果的誤差, 有待繼續積累樣本資料來明確時間-強度曲線各參數的意義。
通過各組織學類型的非健康淋巴結的超聲造影灌注模式的差異, 將其模式劃分成四大類, 其分別是:Ⅰ型(均等增加型):全部淋巴結呈現出明顯且均等的增加;Ⅱ型(淋巴門非均等增加型):灌注均等, 實質明顯增加, 不過對于中央高回聲淋巴門而言, 則存在非規則的少或零灌注區;Ⅲ型(實質非均等增加型):明顯增加的實質中存在局部性少或零灌注區;Ⅳ型(微弱增加型):全部淋巴結呈現微增加特點, 灌注無規則。Ⅰ、Ⅱ型一般屬于良性, 其他屬于惡性異變[8]。
通過其他調查[7]發現, 良性淋巴結大部分是離心性增強, 而惡性淋巴結惡性淋巴結向心性增強, 并且對于良性異變來說, 一般存在均等增強化, 時間-強度曲線形態以“快進快退”為主;轉移性淋巴結多呈不均勻高強化, 時間-強度曲線形態以“快進慢退”為主[9]。當設置超聲造影感興趣區(ROI)于皮質最明顯增強區域時, 惡性淋巴結在皮質最明顯增強區的上升時間明顯短于良性淋巴結, 鑒別良惡性淋巴結的最佳診斷界值為15.99 s[10]。
超聲造影技術對于良惡性淋巴結的鑒別診斷有一定作用, 其敏感性和準確性明顯優于常規超聲。良惡性的增強模式不同, 但時間-強度曲線的數據分析對于鑒別良惡性淋巴結中的作用還有待繼續研究。
總之, 常規二維超聲和彩色多普勒為淺表淋巴結的臨床診斷提供了非常重要的依據, 而超聲造影技術、彈性成像、三維超聲等新興技術應用為淋巴結病變的診斷提供了廣闊的發展前景, 隨著超聲技術不斷的發展、完善, 期待將來可以找到鑒別淺表淋巴結性質的更可靠的方法。
參考文獻
[1] 劉奇志, 吳衛華, 王雷, 等. 常規超聲和超聲彈性成像在頸部淋巴結良惡性鑒別診斷中的價值. 中國臨床醫學, 2016, 23(1):
74-76.
[2] 周文輝. 常規超聲和彈性成像在淺表腫大淋巴結良惡性診斷中的應用. 中國療養醫學, 2016, 25(9):938-940.
[3] 陳麗霞. 超聲彈性成像技術在淺表淋巴結良惡性中的診斷價值. 中國鄉村醫藥, 2016, 23(9):62-63.
[4] 丁偉英, 姚蘭輝. 彈性成像技術在淺表淋巴結良、惡性鑒別診斷中的臨床應用. 醫學綜述, 2014, 20(14):2607-2609.
[5] 張菊梅, 孫德勝, 唐誠, 等. 超聲彈性成像定位、超聲造影定位引導淺表淋巴結穿刺活檢的診斷準確率比較. 山東醫藥, 2014(21):94-96.
[6] Poanta L, Serban O, Pascu I, et al. The place of CEUS in distinguishing benign from malignant cervical lymph nodes: aprospective study. Med Ultrason, 2014, 16(1):7-14.
[7] 韓峰, 鄒如海, 林僖, 等. 常規超聲和超聲造影在淺表淋巴結良惡性鑒別診斷中的價值. 中華超聲影像學雜志, 2010, 19(3):234-237.
[8] 朱玲, 杜聯芳, 伍瑛, 等. 超聲造影鑒別診斷淺表淋巴結良惡性的初步探討. 臨床超聲醫學雜志, 2012, 14(12):816-819.
[9] 冀鴻濤, 朱強, 榮雪余, 等. 超聲造影在頭頸部淋巴結良惡性病變鑒別診斷中的應用. 中華醫學超聲雜志(電子版), 2011, 8(7):1549-1557.
[10] 李江萍, 冀鴻濤, 朱強, 等. 頭頸部淋巴結病變超聲造影時間-強度曲線的分析. 首都醫科大學學報, 2014, 35(2):184-188.
[11] 房立柱, 董寶瑋, 梁萍, 等. 超聲引導下淺表淋巴結穿刺活檢在臨床診斷中的應用價值. 臨床超聲醫學雜志, 2014, 16(9):613-615.
[12] 劉丹, 曹兵生. 超聲在淺表淋巴結良惡性鑒別診斷中的應用進展. 醫學綜述, 2011, 17(1):125-127.
[13] 孟亞新. 超聲引導穿刺活檢在淺表腫大淋巴結良惡性診斷中的應用. 臨床超聲醫學雜志, 2007, 9(1):61-62.
[14] 宋宏萍, 周曉東. 超聲彈性成像技術在淺表淋巴結良惡性鑒別診斷中的應用進展. 中華醫學超聲雜志(電子版), 2012, 9(8):9-12.
[15] 洪玉蓉, 劉學明, 張聞, 等. 超聲造影在淺表淋巴結疾病鑒別診斷中的應用研究. 中華超聲影像學雜志, 2006, 15(11):849-852.
[16] 劉青, 于, 蘇海礫, 等. 超聲造影在淺表淋巴結定性診斷中的臨床價值. 中華超聲影像學雜志, 2009, 18(2):142-145.
[17] 洪玉蓉, 劉學明, 張聞, 等. 超聲造影定量分析在淺表淋巴結疾病鑒別診斷中的應用. 中國超聲醫學雜志, 2007, 23(3):212-214.
【關鍵詞】 基層醫護人員; 心肺復蘇; 培訓質量
中圖分類號 R197.323 文獻標識碼 A 文章編號 1674-6805(2014)13-0155-02
心肺復蘇術是搶救心搏、呼吸驟停患者生命的有效方法,目前我國心肺復蘇術的普及率不夠,專業人員的急救技術操作不規范,醫療從業人員實施的CPR仍不盡如人意,心肺復蘇成功率明顯低于發達國家[1-2];心臟猝死患者不良預后與復蘇過程中實施了質量差的CPR有很大的關系。培訓效果的體現就是CPR的質量如何,其指標包括:按壓位置、按壓深度、頻率、按壓放松周期、通氣頻率與通氣量等。基層醫護人員在社區服務的第一線,第一時間接觸患者,必須熟練掌握急救技術、加強基層醫護人員的救護意識、正確掌握心肺復蘇技能,為患者爭取寶貴的“黃金時間”[3],國內許多專家采取了不同的培訓方法,現綜述如下。
1 基層醫護人員心肺復蘇普及的現狀
本市急救中心依托在玉林市第一人民醫院內,除完成玉林市城區和周邊院前患者的急救工作外,有相當部分的工作量是對鄉鎮衛生院危重患者的搶救與轉運工作,對鄉鎮醫院急救技能水平比較了解,所以從2009年將培訓的重點工作放在鄉鎮衛生院醫護人員急救知識與急救技能培訓上,尤其是心肺復蘇技術。
目前基層醫護人員掌握心肺復蘇知識普遍較差,杜麗鵬等[4]經過調查認為基層醫院醫務人員心肺復蘇相關理論知識和操作技能水平差,合格率低僅為8.33%和12.50%;徐俊[5]調查只有41.6%的鄉鎮醫師了解心肺復蘇知識;高玉鳳等[6]和李國明[7]認為鄉鎮醫院護士對心肺復蘇新理論掌握普遍較差;筆者通過對本市7家鄉鎮醫院450名醫護人員進行問卷調查對心肺復蘇知識掌握情況,結果:掌握心肺復蘇術操作只有36%,與國內專家調查結果相符,因此鄉鎮醫院醫護人員對急救技能的培訓極其需要。
2 基層醫院醫護人員CPR考核錯誤原因分析
2.1 頸動脈判斷錯誤原因
考核基層醫院醫護人員450名,勁動脈單項合格279名,合格率62%,與文獻[8-10]的研究相符。判斷錯誤主要原因是:判斷時間不夠或超時;觸摸位置不準確;手指不規范等。正確的操作是右手的食指和中指的第一指節的指腹觸及氣管正中相當于喉結部位,旁開兩指,至胸鎖乳凸肌前緣凹處,觸壓頸動脈,手指放于與頸動脈垂直方向,判斷時間5~10 s為精準。
2.2 胸外心臟按壓錯誤原因
胸外心臟按壓主要問題是按壓過淺和手法錯誤,在接受考核的450名醫務人員中,有274名該項目被扣分,占61%,與黃素芳等[9]的研究相符。影響胸外心臟按壓質量相關要素包括按壓定位、按壓者姿勢、胸外心臟按與人工呼吸的比例(30∶2)、按壓頻率(至少100次/min)、按壓深度不少于5 cm,即挪度安妮心肺復蘇模擬人按壓深度提示綠燈閃亮,考核中單因素錯誤率不高,如定位錯誤主要是按壓部位移位;按壓者姿勢錯誤為兩肘關節松動、按壓沖擊或用腕部力量;按壓頻率140次;另一影響按壓品質的重要因素“每次按壓放松時胸壁要求充分回彈”,按壓沒節奏。
2.3 有效開放氣道錯誤原因分析
在考核中,開放氣道不正確占81%,與應菊素等[11]的研究相符。主要原因是:手法錯誤,氣道沒打開;右手或第二指關節壓迫下頜部軟組織或氣管正中部位,這與鄉鎮醫院醫護人員平時操作少有關。開放氣道利用仰頭抬頦法或在檢查義齒時,應把左手小魚際肌放在患者前額稍用力向后推,使頭部向后仰,另一只手的手指放在下頜骨處,向上抬頦,使鼻尖、耳垂與地面成一垂直線,切忌下壓下頜骨掰開口腔。
2.4 有效人工呼吸錯誤分析
在450名人員考核總結中,口對口人工呼吸錯誤原因主要是:吹氣量不足、不捏鼻子、漏氣、使胸廓不起伏,尤其在第一和第五循環更明顯,這與齊衛國等[12]的研究的記錄相同,造成失敗的原因在第一循環主要是氣道開放不完全,第五循環主要是施救者疲勞,不能達到人工呼吸持續吹氣1 s以上和有效氣體量使患者胸廓起伏。在使用簡易呼吸器輔助呼吸時的錯誤,主要是:CE手法錯誤、氣道沒打開,先扣面罩再打開氣道致使氣道不完全打開和面罩不扣緊漏氣等。
3 影響醫護人員心肺復蘇培訓質量的因素
3.1 急救意識
學員學習的動機及態度決定了其培訓效果的好壞[2,6,13],基層醫護人員經常認為,搶救是大醫院的事情,危重患者入院馬上轉院,或認為心肺復蘇簡單,使用率不高,在培訓時不積極練習,認為流程熟練就行,結果是“一說就會,一做便錯的窘境”[14]。
3.2 工作環境與接受培訓
江淑聘等[8]和蒲曉煜等[15]認為,急診科醫護人員心肺復蘇考核成績要高于其他科人員,這與他們在急診科的工作環境,經常經歷搶救,接受CPR培訓,應急能力較強有關系。基層醫院醫護人員因搶救危重患者機會不多,實際操作機會較少;設備不足、缺乏心肺復蘇模擬人;接受培訓機會較少等。
3.3 培訓間隔時間對CPR測試成績的影響
齊衛東等認為[12]和蒲曉煜等[15],醫護人員的心肺復蘇技能培訓后6~12個月,對其進行復試,結果只有不到一半的人能夠實施。因此培訓間隔時間對心肺復蘇培訓質量有影響。
3.4 培訓方式
國內許多專家研究認為不同的培訓方式對培訓效果有影響[16-18]。本院急救中心從2009年起,將對鄉鎮醫院醫護人員急救技能培訓納入到工作計劃中,每年有計劃對一些對口支援衛生院進行培訓,但從每次危重患者轉運了解,急救技能培訓效果并不理想。從2011年開始,使用PDCA管理的辦法進行培訓,首選進行30~60 min的多媒體理論講解,再進行動作分解,注意點說明,然后是整個流程連貫性的示范,再讓學員提問后,練習2個學時后考核,同時相隔4~10個月后再進行復查和第二循環的培訓,結果學員的心肺復蘇掌握在86%以上,較以前的培訓效果更好。
3.5 施救者疲勞可影響心肺復蘇效果
在450名醫務人員考核成績中,胸外按壓與人工呼吸被扣分的項目,是按壓深度不夠、位置移動和吹氣漏氣、潮氣量不足,主要在三、四、五循環操作中,第五個循環更明顯。這與Ochoa等[19]和Ashton等[20]的報道相符。Ochoa等[19]還報道連續胸外心臟按壓成功率第1分鐘為79.7%,第2分鐘為24.9%,第3分鐘為18%,第4分鐘成功率為17.7%,因此疲勞影響心肺復蘇成功率。
綜上所述,基層醫院醫護人員心肺復蘇技能掌握不高,與很多因素有關,目前培訓不足、急救意識缺失、缺乏規范化和標準化的培訓教材、缺乏CPR技能評價與長期培訓效果評價機制較為突出,而CPR的培訓是長期堅持的過程,規范CPR培訓與復訓,只有連續的復訓才能獲得理想的培訓效果,才能使基層醫護人員急救意識及急救技能得到提高,因此在加強對基層醫護人員培訓的同時,探索使用PDCA的管理方法,對每次培訓結果進行確認,對不適宜的培訓方法進行改善,進入下一個循環的培訓,取得良好的效果,使基層醫護人員更好地掌握CPR技術。
參考文獻
[1]趙玉蘭,孟凡山,戴冬梅.我國心肺復蘇術培訓的現狀及展望[J].護理雜志,2009,26(6B):25-26.
[2]楊正飛,黃子通.如何改善心肺復蘇培訓質量的研究進展[J].中國急救醫學,2012,32(12):1139-1143.
[3]王長遠,孫長怡,秦儉.基層醫師心肺復蘇技能培訓方法研究[J].醫學綜述,2011,17(25):2378-2379.
[4]杜麗鵬,張海燕,王建林,等.基層醫務人員心肺復蘇技能調查與培訓效果保持[J].中國中醫急癥,2013,22(2):262-263.
[5]徐俊.鄉鎮醫師心肺復蘇知識和技能培訓的調查分析[J].中國醫學創新,2010,7(21):18-19.
[6]高玉鳳,楊磊.鄉鎮醫院護士心肺復蘇知識更新情況調查[J].中國護理管理,2007,7(5):65-66.
[7]李國明.醫務人員CPR操作現狀的調查[J].國際醫藥衛生導報,2012,18(16):2417-2420.
[8]江淑聘,全小明,鄧少娟.護師心肺復蘇考核質量及影響因素分析[J].護理研究,2011,25(8): 2053-2056.
[9]黃素芳,鄭丹莉,全薇,等.低年資護士單人徒手心肺復蘇考核精準性評價分析[J].護理研究,2012,26(8):2292-2293.
[10]黃素芳,王芳,胡友珍.單人徒手心肺復蘇培訓的難點和重點分析[J].中華現代護理雜志,2012,18(27):27-29.
[11]應菊素,鄭小偉.43名護士單人心肺復蘇操作精準性研究[J].中國護理管理,2011,11(3):62-63.
[12]齊衛東,房兆國,汪翼.影響護理人員心肺復蘇成功率的分析研究[J].中國護理管理,2009,8(10):20-23.
[13]羅麗云,王彥.影響臨床護士掌握心肺復蘇的相關因素分析[J].醫學新知識,2009,19(3):191-193.
[14]張雁,溫新華,林長敏,等.國內外公眾基礎生命支持技術培訓現狀及其差距[J].中國全科醫學,2006,9(2):1668-1669.
[15]蒲曉煜,席淑華.社區服務人員院前急救知識和技能的調查及干預對策[J].護理雜志,2009,26(14):35-37.
[16]姜金霞,彭幼清,馬素芳,等.上海市一二級醫院臨床護士心肺復蘇技能現狀及影響因素[J].中華現代護理雜志,2012,18(16):1093-1096.
[17] Heidenreich J W,Berg R A, Higdon T A,et al.Rescuer fatigue:standard versus continuous chest-compression cardiopuImonary resuscitation[J].Acad Emerg Med,2006,13(10):1020-1026.
[18] Steen P A,Kramer-Johansen J.improving cardiopuImonary resuscitation GuaIity to ensure survivaI[J].Curr Opin Crit Care,2008,14(3):299-304.
[19] Ochoa F J,Ramalle-GOmara E,Lisa V,et al.The effect ofrescuer fatigue on the quality ofehest compressions[J].Resuscitation,1998,37(3):149-152.
關鍵詞:計算機;圖像處理技術;分辨率問題
中圖分類號:TP18 文獻標識碼:A 文章編號:1009-3044(2016)24-0189-02
在獲取信息時,通常都要識別某領域內的圖像。精確處理圖像,關系到設定決策的精確性。最近幾年,圖像處理日益融匯于全方位的生產及日常生活。判斷并且識別圖像信息,才能用來處理某一問題。航拍影像照片、層析用到的射線圖、電視的圖像等,這些都源自計算機處理得出的圖像。圖像是否精確,密切關系到圖像本身的分辨率是否優良。由此可見,若要在短時段內獲取完整且精準的圖像信息,就要提升分辨率,快速識別并且獲取可信的圖像信息。
1 圖像處理的根本技術
計算機協助的圖像處理采納了如下技術思路:針對于選定的圖像,借助微機用來處理并且解析。經過全方位處理,獲得符合需求的新圖像。計算機輔助下,圖像處理即為新式的影像處理,采納了新階段的計算機手段。通常狀態下,處理各類的圖像都配備了掃描儀、數字性攝像機。具體在采樣后,可得二維性的數字數組并且構建像素。采樣可得二維的整數數組,由此產生灰度值[1]。從處理流程來看,圖像處理可分成如下:對圖像的壓縮、復原以及強化、匹配各類的圖像、識別并描述圖像。
在這之中,壓縮圖像是必要步驟。數字化處理后,經常獲得較大量的圖幅數據。典型狀態下,數字圖像都含有多個像素。某些圖像呈現為動態性,同時也附帶了更多量的像素數據。由此可見,妥善存儲并且壓縮圖像是尤為必要的。從算法來看,壓縮圖像包含了近似算法以及不失真的方式。常用的流程為:在時間空間上,針對于鄰近像素值予以編碼,而后求出差值。例如壓縮可得精確的游程編碼,即為典型實例。與之相比,壓縮圖像配備的近似算法可借助交換圖像,經過余弦變換可得圖像。這種典型即為MPEG類的新式處理,此外還可選取傅里葉的快速變換。對于動靜態這樣兩類的圖像,都是很適用的。
選出了待處理的某一圖像,還需再次去復原或增強。這樣做,是為從根本上改進圖片,提升影像的質量。復原及增強可選的方式包含了去模糊性、去除噪聲、強化對比度、減低幾何性的畸變。復原圖像則先要設定噪聲模型,估測并推斷得出原先的圖像。增強圖像的方式為空間域或頻率域,把圖像化作可識別的信號,通常為二維信號。在這種基礎上,再去強化信號。去除圖像噪聲,可選傅里葉變換的途徑,但它僅適合于頻率偏低的信號。高通濾波用來強化頻率較高的圖像信號,影像將更為清晰。典型性算法為:算出局部影像的平均值、計算出空間域、選取中值濾波的方式。經過這些處理,都可縮減直至除掉噪聲。
2 圖像處理的必要性
在各個領域中,都不可缺失信息。圖像信息相比來看更具備直觀性,更易識別判斷。認知世界的過程中,就要借助直觀性的圖像信息用來獲得判斷,收獲信息來源。然而,原始影像經常是模糊性的,很難借以估測某些必要信息。唯有經過處理,才能顯示出隱含的某些信息,圖像更加清晰。在現今階段內,計算機輔助下的多樣技術都獲得了進步,尤其圖像處理。在微機協助下,人們即可更便捷且精確地處理影像,進而獲取更精準的清晰圖像[2]。這樣做,便于給出決策,或者獲取信息。
日常生產中、科研等領域中,都需接觸各類的影像。新階段內,圖像拓展了含義,包含遙感影像、醫學拍攝的光片、清晰度更高的照片等。認知客觀世界,不可缺失這些圖片。計算機擁有更大容量及更高的實效性,也提升了原先的處理速度。在這種狀態下,可處理的圖像日益變得多樣化。與此同時,攝像裝置也擁有了高精度,趨向于小型化,這就在根本上改進了畫面的總體質量。由此可見,現今的圖像處理可以憑借于小型微機,提升處理的實效。
信息化時代內,圖像處理日益融匯于多行業。例如醫學影像,可用來分辨出機體內的斷層;技術性的圖像,可用來調控并且監管生產。面對于復雜的圖像,還需快速判斷可提取的信息,作為處理根據。生成數字圖像,也可借助計算機予以實現。最近幾年,計算機配備的軟硬件都正在改進,推進了全方位的圖像處理手段更新。在廣闊領域內,都用到新階段的圖像處理。計算機輔助的新式圖像處理擁有了小型化,也加入了更優的實時性及遠程性。
3 設置圖像分辨率
從根本上看,圖像整合了多層次的信息,表現出全面性。在各類介質上,還可再現原先的信息。作為集合體,圖像可用來集成并處理信息。對此,就有必要設置并匹配分辨率。具體而言,設置分辨率要注重如下事項:
3.1 選取分辨率
選定分辨率過程中,先要確定最適當的影像掃描率。初期在構建圖像時,若設定了較低分辨率,那么掃描得出的影像也并不很精確。從這種角度看,單獨提升像素并非必然可獲得更為清晰的影像。導入掃描的過程中,針對特定圖像還需設定匹配性的分辨率,這種分辨率被看成掃描階段內的分辨率。若分辨率設置得很高,掃描可得優質影像。然而,這種設置也并非完美,也是有局限的。這主要是由于,掃描儀本身就表現為局限性,制約了分辨率。此外,要設置掃描的分辨率,還需兼顧給出來的處理目的[3]。
3.2 具體設置方式
設置分辨率時,要把它限定于最佳范圍內,不可超越范圍。條件準許時,若有必要放大固有影像,則還需篩選更大分辨率。然而各步驟中,都需控制于最吻合的分辨率之內。在軟件幫助下,可再次予以放大。從現狀來看,處理圖像可借助多款的軟件。選取了最佳軟件,對應著的處理實效也會變得更優。同時,插值算法也密切關系到圖像處理。插值算法可用來具體放大圖像,進而判斷出某一最相符的掃描分辨程度。經過掃描之后,要依托某種媒介用來輸出,還要視情況予以放大原圖。
在某些情況下,屏幕可用來顯示出掃描后的影像,可至網頁。具體顯示時,應能維持恒定的圖像規格尺寸。通常來看,可設置于70dpi的分辨率。若有必要放大,那么借助如下公式用來確定分辨率:掃描時的分辨率=72*影像的各邊長/最初的邊長。
掃描之后,需要輸出并予以打印,這樣才可獲得易辨別的影像。具體打印步驟中,要維持最初的邊長及尺寸。在這種基礎上,最便捷的方式即為篩選分辨率,輸出打印線的總數。如果需要打印,還需依照如下思路來設定分辨率:輸出線頻率*圖像處理后的各邊長/最初圖像邊長。
3.3 匹配不同的分辨率
打印的過程中,分辨率應當是可以匹配的,這種匹配是指圖像本身及打印機二者的分辨率。打印機產生了某種輸出,這種狀態下即可算出最精準的分辨率,然后用來計算。輸出打印之前,需要妥善匹配合適的分辨率。需要注意的是:打印設備及圖像本身并不需要設定完全同樣的分辨率,只要匹配即可。經過詳盡的匹配,才會確保輸出得到的圖像是優質的。某些作品設定為較高分辨率,針對于這類作品先要妥善予以保存。預留必備的備份,依照打印機來選取分辨率。
圖像分辨率可設置為雙倍的打印機線頻率。在這時,可自主予以定義。打印的步驟中,需要舍掉冗余性的某些圖像。這是因為,打印出來的影像并不需要添加繁雜的細節,這些細節也會拖延更長的打印時間。打印機設有自身的分辨率,單位為各英寸內的圖像點數。具體打印過程中,若沒能明確某一個打印機的精確線頻率,那么還可大體予以匹配。同時,應當優選適合的紙張用來打印。因為在不同材質上,打印得出的分辨率其實并不相等。
4 處理中的超分辨率
從總體來看,依照輸出及輸入的不同算法,可設置組合性的不同超分辨率。重構超分辨率的微機圖像,借助于信號處理來轉變原先較低的分辨率,變為高分辨率。這種技術目前正被廣泛選用,用于打印圖像、構建視頻監控、解析刑偵案件、構建衛星成像或醫學影像等。超分辨率關系著各類處理,例如根本性的圖像處理、微機輔助的視覺性處理[4]。重構超分辨率時,也需要先期壓縮圖像、提取圖像的特性、評價圖像質量。需要提取獨特的圖像特征,優化得到最佳的某類算法。
超分辨率的構建中,重要步驟應為處理頻域。唯有經過頻域處理,才能構建精準的超分辨率。在頻域范圍內,可以用來卷積圖像、旋轉或平移圖像。經過全面處理,即可轉變成更易辨認的計算方式。分辨率領域內,頻域方式擁有更高層次的直觀優勢。對于此,還可選取傅里葉變換。假定某一生成模型,經過連續性的變換即可構建線性的頻域關系。
此外,超分辨率還會用到插值方法,這種方式針對于不均勻的圖像。在重構超分辨率時,插值方式是更為簡易并且直觀的。對于非均勻性的處理圖像,插值方法包含了如下流程:對于輸入視頻,配準為給出來的平面圖像。經過轉換之后,再設置對應性的圖像約束。從本質來看,這種重構圖像即為整合性的插值,可用于各階段內的圖像生成或處理。
5 結語
圖像處理源自新階段內的微機技術,經過處理以后,應能獲取最佳的圖像效果。通常來看,這類處理技術要符合設定的分辨率,易于辨別且可提供決策的參照。圖像處理包含了多樣的復雜要素,要全方位衡量并且判斷,這種基礎上得出精準的結論。從目前狀態看,圖像處理的相關性技術仍沒能達到完善,有待持久的改進。未來的實踐中,還需繼續摸索,歸納圖像處理的經驗,服務于各領域內的計算機處理。
參考文獻:
[1] 蘇衡,周杰,張志浩.超分辨率圖像重建方法綜述[J].自動化學報,2013(08):1202-1213.
[2] 王志芳,劉玉紅,王穎,等.基于數字圖像處理的人類視覺對比度分辨率限制測定[J].生物醫學工程學雜志,2012(05):998-1002.
(安徽醫學高等專科學校,安徽 合肥 230061)
【摘要】血紅蛋白含量測定是醫學檢驗專業實驗課中的重要內容。本文通過對國內外學者近年來的研究成果的綜述,使學生了解血紅蛋白含量測定的最新科研動態,并掌握幾種簡單實用的測定方法。
關鍵詞 血紅蛋白含量;測定;評價
0 前言
血紅蛋白是由珠蛋白、亞鐵血紅素等組成,作為紅細胞內的一種機能蛋白,在生物體內起到傳輸氧氣、傳遞電子等功能,與氧和能量代謝有關的重要活動。在臨床上出現各類貧血、白血病及心臟病等癥狀常與血紅蛋白異常有關,因此,人體血液中和尿液的血紅蛋白含量的測定是臨床檢測的一個重要內容。通常用血紅蛋白內的珠蛋白和亞鐵血紅素在血液中的總濃度來表示。血紅蛋白成分的評價應用范圍較廣,其涉及動物學、醫學、體育學、生物工程學等領域。目前,隨著檢驗技術的飛速發展和醫療器械的不斷改進,目前,血紅蛋白含量檢測方法主要有比重法[1]、比色法[2]721分光光度儀法[3]、光電比色[4]、電流阻抗法[5]、膠體金法溶血測試條[6]等6個不同方法測定。
1 比重法
比重法是血紅蛋白測定的最原始的方法,在血庫或大量的獻血員采血時為了節約時間,看是否貧血,在硫酸銅溶液中加入一滴于溶液中,通過其浮力方法是否大于排開水的重量如果沉入杯底,可以獻血,血滴漂浮為貧血。通過血滴在水中的比重變化來觀察人體是否貧血,此方法是基于對血滴重量和在水中浮力進行測量,通過肉眼觀察,粗略估計而得出的。是依據阿基米德原理,血紅蛋白是由各種亞鐵血紅素等構成的,血紅蛋白內珠蛋白和亞鐵血紅素的量多少,直接影響血紅蛋白含量多少,因此通過血紅蛋白比重法可推算出是否貧血。該方法不需要特定的設備,操作簡單,但準確度低,沒有準確的文字描述,不適合推廣。只用于一般體檢且對受試者體能狀況有一定的要求,故對體質較弱的人群不要采用。
2 血紅蛋白目測比色法
血紅蛋白目測比色法是對比重法的替代,此測定器材包括兩個部分,一個是比色管,一個是參照比色槽。取0.1mol/L稀鹽酸溶液2-3滴加于比色管中,再加20ul血液于比色管中,混勻、靜置15分鐘,不斷加蒸餾水于亮光處與比色槽顏色相對照一樣,液體的高度即可讀取刻度即血紅蛋白含量。由于指定顏色與刻度存在對應關系,進而可以推算出受試者的血紅蛋白濃度。比色法的優點是受試者可以準確知道血紅蛋白含量。缺點是目測視覺易產生讀數誤差,不利于大量標本測定。適合鄉鎮衛生院,診所等。
3 721分光光度法
血紅蛋白含量在比色法測定時不太穩定都是定性分析,不易于定量數值觀察,易于出現誤差,721分光光度儀法:取氰化高鐵血紅蛋白轉化液5毫升加入20微升血,混勻后靜置5分鐘,混勻后倒入比色杯中,轉化液調零,利用其在540納米波長下,測定其吸光度。但此法需要(50 g/L、100 g/L、150 g/L、200 g/L)血紅蛋白標準液校正其K值,不然其測定結果乘以367.7就有誤差。此法可以反映血紅蛋白含量情況,因其試劑、儀器干擾因素比較多測定時存在一定誤差,但該方法簡便易行,基層衛生所、鄉鎮衛生院、實驗室單個檢測用,缺點:不利于普查。
4 血紅蛋白儀光電比色法
江蘇生產的XK-Ⅱ型血紅蛋白儀是依據郎伯-比爾光吸收定律,利用光電比色原理測定血紅蛋白含量的專用檢測儀器。測定方法,調零、校正取一只試管加入氰化高鐵血紅蛋白100 g/L標準液儀器校正后,定標、測試,5毫升轉化液加入20ul血液混勻靜置5分鐘后,在把溶液混勻,吸管插入試管底部,按鍵即可。此種方法顯示數字“三位”,測量范圍:0-200g/L,時間測定<8秒。線性誤差當樣品<0-100g/L時,±2g/L;樣品>100g/L時,±2g/L,溫度控制在5℃—35℃。XK-Ⅱ型血紅蛋白儀法適合大范圍普查,目前在國內院校學生體檢被廣泛應用。缺點,不能自動記錄所測得血紅蛋白含量的數據,做完標本吸掉不利于再分析,也不利于數據自動分析統計。
5 庫爾特電阻抗法
全自動血球分析儀在全世界廣泛應用比較普及,其應用最多儀器原理是電流阻抗法,其利用血細胞與稀釋液相比是相對不良導體當血細胞懸浮電解質溶液中,將小孔管插入細胞懸液,使其小孔管內加入溶血劑后,紅細胞溶解釋放出血紅蛋白,并與溶血劑中有關成分形成血紅蛋白衍生物,在540nm特定波長下比色,吸光度與血紅蛋白含量成正比,可直接反映血紅蛋白濃度。電流阻抗法還能對血紅蛋白含量以外的其他成分如白細胞、血小板等成分測定, 這是其它測定技術無法辦到的,該法比常用的比色法、比重法測定方法結果精確可靠, 而比721分光光度法等在實驗室技術成本、難度高、安全無創傷, 比較適用于大型醫院,群體人群實驗科學研究應用, 對診斷貧血、監測慢性病人等疾病有重要價值。目前也在醫療康復機構、營養研究機構、健身俱樂部、都在普及使用。它的操作過程簡單易行, 對那些用血紅蛋白難以測定的人群如兒童、老人、病人更為實用。缺點:一般家庭不能普遍使用。二:定試條費用比較高, 應用仍有局限性。隨著電阻抗技術的不斷發展,已有全自動、手提式半自動分析儀并用式測定儀問世。
6 膠體金法溶血測試條
膠體金法溶血測試條是對在血液輸血中血液制品中游離血紅蛋白含量多少測定的應用,來判斷血液制品質量和安全輸血的重要指標之一,也是一種快速篩查方法。方法按照《全血及成分血質量要求》,全血保養液為ACD-B時血漿中游離血紅蛋白濃度≤0.29g/L、全血保養液為CPDA-1時血漿中血紅蛋白≤0.72g/L 和解凍紅細胞游離血紅蛋白含量≤1.00 g/L的標準,該法適合在大、中醫院或血站對血液制品中游離血紅蛋白含量的快速篩查。現在血站用于血液制品中血紅蛋白的檢測方法,大多采用經典鄰甲苯胺法,但由于該方法中的鄰甲苯胺具有致癌性作用,針對這一問題已有許多學者對血漿中游離血紅蛋白檢測的其他方法進行了大量研究。膠體金免疫層析法( GICA)是其原理是將膠體金標記、免疫檢測和層析技術三者有機結合在一起的固相標記免疫檢測技術,因其操作快速、簡便、穩定性好、特異性強、實驗條件不易被污染和要求不高等優點,特別是隨著近幾年來膠體金技術的發展,該方法的檢測已可達到納克級的水平。
7 結語
綜上所述, 血紅蛋白含量測定方法到目前來說比較多,每種測定方法都包含該種方法原理、精準性、操作性、安全性、對適用不同人群在價格等方面存在較大差異。選取適宜的測定方法,對血紅蛋白含量的測定、研究也具有一定的重要意義。目前對血紅蛋白含量測定還沒有一種既簡單又精確的理想方法。所以我們要在今后的實際操作工作中,可根據不同的目的選用不同的測定方法。
參考文獻
[1]袁健.《身體成分測定》實驗綜述報告[J].科技信息·高校講壇,2013,09:211.
[2]唐寧莉,方業毅,覃溫露.剛果紅共振散射光譜法測定血紅蛋白[J].分析試驗室雜志,2013,02:102.
[3]方躍強,王文娟,陳江,邵利進,等.EmoCueH儀和臨床血液分析儀測定血紅蛋白結果的可比性研究[J].中國衛生檢驗雜志,2010(20):05-988
關鍵詞:TEE PICCO 血流動力學監測
急危重癥患者血流動力學不穩定的發生率較高,血流動力學能否及時糾正與患者的預后密切相關。隨著工程技術的發展,各種床旁血流動力學監測技術的出現,技術醫學時代應運而生[1]。目前認為理想的血流動力學監測手段應該是簡單、安全、快捷、準確且無并發癥的,但臨床目前應用的血流動力學監測手段有一定不足和缺陷。本文就經食管超聲心動圖(TEE)與PICCO監測的研究進展進行綜述[2]。
血流動力學監測臨床上將血流動力學監測分為無創、有創兩大類。前者包括經胸生物阻抗技術、多參數監測呼吸頻率(RR)、袖帶血壓(NIBP)、脈搏氧飽和度(SPO2)、心率(HR)、超聲監測等。近年來,隨著多種監測功能的組合,無創監測廣泛用于臨床,因其對人體不構成新的創傷,且可較準確地反映人體血流動力學變化,治療費用低,降低了患者的病死率和醫療的盲目性[3]。但是由于監測技術上的局限性,無創監測所獲得的監測值與真實值間誤差較大,存在靈敏度不高等情況[4],此外監測的指標有限,尤其對特殊的血流狀況以及血流動力學變化大而迅速的危重癥患者不適宜進行監測[5]。
而后者則包括中心靜脈壓(CVP)、PICCO技術、直接動脈壓(IBP)、Vigileo技術、Swan-Ganz導管、TEE、動脈血氣分析等。與無創相比,有創血流動力學監測方法出現較晚,對于血流動力學的變化情況可準確而迅速地反應,為臨床提供較高價值的血流動力學指標,使其得到迅速發展,并廣泛用于危重癥患者的診療過程,對臨床決策的決定起著重要指導作用,但是有創操作會給患者帶來創傷,增加并發癥,且治療費用較高,不適宜臨床長期監測。
PICCO監測20世紀末德國的PULSION公司發明了PICCO,是經動脈脈搏輪廓分析技術和肺熱稀釋技術結合的一種技術,對于單次心輸出量的測量多采用熱稀釋方法,心輸出量的計算應用的是分析動脈壓力波形曲線下的面積[6-7]。
經肺熱稀釋法和連續心輸出量的測定較復雜,需將一根深靜脈導管和一根特殊的動脈導管放置在上腔靜脈,由上腔深靜脈導管注射冰鹽水,隨著血液循環,到PICCO動脈導管端接收,獲得熱稀釋曲線后,得到單次心輸出量,然后通過該動脈端對動脈壓力波形進行連續監測,此時動脈壓力波型曲線下面積通過監測儀自動分析得出,獲得連續的心輸出量,而脈波輪廓心排量法原理則以心排血量與主動脈壓力曲線的數值為依據測定心輸出量,即VS=AS/Z[VS為每搏出量(mL),Z為系統血管阻力,AS為主動脈壓力波收縮面積(mm Hg,1 mm Hg=0.133 k Pa),臨床上為了防止多阻力的影響,如壓力、心率、年齡等,須對Z值進行矯正。即用跨肺熱稀釋法測定3次心輸出量之后求其平均值再來校準PCCO,得到胸腔內血容量指數(ITBI)、心輸出量、肺血管通透性指數(PVPI)、心臟指數(CI)、血管外肺水指數(ELWI)等,并通過分析動脈壓力波型曲線下面積與心輸出量的關系,達到連續監測每次心臟搏動的心輸出量指數、動脈壓(AP)、每搏量(SV)、每搏量變異系數(SVV)、系統性血管阻力指數(SVRI)等的目的。
有研究顯示,PICCO與肺動脈導管相比較創傷較小,操作簡單,能在床旁進行危重癥患者的血管外肺水進行量化監測,已廣泛應用于臨床,有助于促進圍手術醫學、危重病醫學等學科的發展,對提高危重癥患者的搶救成功率顯示出較好的效果。但該技術仍存在一些不足,PICCO需要通過熱稀釋法進行校準,在連續監測發生變化時校準更為重要,但多長時間校準1次,目前尚無統一標準,有學者認為,在連續監測發生變化時校準更為重要,尤其在使用血管活性藥物或血管內容量變化引起動脈波形改變時,重新校準意義重大且非常必要[8]。此外,PICCO監測需要同時放置大動脈導管和中心靜脈導管,無法避免感染、氣胸、靜脈血栓等不良反應的發生[9]。
TEE監測隨著食管超聲技術的問世和廣泛應用,TEE成為一種可以連續監測血流動力學變量的非侵入性床旁監測器[10]。在距門齒30~45 cm處,經口將一帶有多普勒和M型超聲探頭的導管插入食管,操作者根據顯示屏上的主動脈壁、血流波形,并將多普勒探頭上下旋轉,調整位置直至獲得滿意信號質量,然后測量CI、主動脈直徑、降主動脈血流、左心室射血時間(LVET)及外周血管阻力等,通過分析通過降主動脈單位時間內的血流,得到時間-血流速度曲線,按照心率用Bazett,S方程對胸主動脈的時間(FT)進行校正,校正后獲得的數值為校正血流時間(FTC)。Frank-Starling定律表明:心肌開始收縮前的肌纖維長度決定了心肌收縮力的強弱,心肌收縮力正常情況下與前負荷呈正比。臨床測定FTC能及時反映左心室心肌的收縮功能,正常值為350~400 ms,心肌粗細肌絲在此范圍內的相互交叉處于最佳狀態,從而得到心肌纖維長度和心肌收縮力穩定性[11]。
在過去30年里,TEE在臨床上已得到了廣泛的應用[12-13],其對各種心血管疾病的診斷、治療、療效評價顯示出較好的效果,TEE與經胸超聲心動圖(TTE)相比具有操作簡單的優勢,能夠從心臟后方近距離觀察心臟的結構和功能,克服和避免了胸壁和肺氣等因素的干擾,尤其其可為心臟外科圍術期的診療提供可靠的決策依據[14-15]。近年來,隨著各種以TEE為基礎的影像學技術不斷改進和發展,TEE在評價心血管疾病結構、功能及血流動力學的定性和定量方面的精確度得到進一步提升[16]。然而,TEE也存在一定缺陷,可存在咽部黏膜出血、食管黏膜損傷、心律失常等[17]。
TEE與PICCO比較TEE與PICCO同為血流動力學監測手段,研究顯示,TEE具有以下優點:(1)TEE無需置管到上腔中心靜脈與股動脈,減輕了置管對人體的損傷,克服了PICCO置管相關的一系列問題和并發癥;(2)TEE測量方法簡便,只需要有超聲設備,有超聲經驗的醫生及合適的患者即可,從開啟設備到獲得滿意的血流頻譜圖形,需要5~7 min,而PICCO對操作者的醫療技術要求高,同時需要其他人員(如護士)配合,從放置動靜脈導管開始,到注射冰鹽水后得到相應參數,約需要60 min[18];(3)TEE直接反映心室前負荷情況,反應靈敏,干擾因素少,可重復性強,而PICCO易受血管活性藥物和容量狀態的影響,需不斷進行校準,且置管時間不宜過長,不適用于需長期性血流動力學監測患者[18];(4)TEE進行血流動力學監測無須額外耗材,僅需要超聲設備1臺,監測費用約300元/次,而PICCO監測除需要PICCO監測儀外,仍需要壓力傳感器、動靜脈導管等額外耗材,監測費用約2 900元/次,患者治療費用高[19-20]。
綜上所述,從古希臘希波克拉底時代起,西方醫學從未停止過前進的腳步,尤其是急危重癥醫學得到了長足的發展,各種監測技術已廣泛用于臨床中,TEE和PICCO監測技術對急危重癥醫學的發展顯示出較好的前景,然而,由于兩種監測技術較為復雜,提高操作者技術從而使TEE及PICCO產生更大的效能,可能是今后研究的重點。
參考文獻
[1]王攀攀,吳希宇,孔令東,等.《醫學哲學》通識課教學探索[J].醫學與哲學,2019,40(24):52-54.
[2]王杰,李建國,黃發貴,等.Pi CCO監測在ARDS患者診療過程中的應用進展[J].醫學綜述,2019,25(14):2858-2862.
[3]中國醫療器械行業協會中醫醫療器械專委會.中醫醫療器械進入發展新階段[N].中國醫藥報,2019-05-28(5).
[4]王書林,李雪峰,楊小華,等.無創血流動力學監測在感染性休克患者中外周血管阻力指導血管活性藥物應用的精準滴定[J].臨床醫藥文獻電子雜志,2020,7(36):14.
[5]Heart Flow Inc.Patent issued for systems and methods for estimating hemodynamic forces acting on plaque and monitoring patient risk(USPTO 10,692,608)[J].Journal of Robotics&Machine Learning,2020.
[6]吳畏,薛貽敏,林風輝,等.Pi CCO指導下目標導向治療重癥心力衰竭患者的臨床研究[J].中華危重病急救醫學,2019(12):1535-1537.
[7]Khwannimit Bodin,Jomsuriya Rattina.Comparison the accuracy and trending ability of cardiac index measured by the fourth-generation of Flo Trac with the Pi CCO device in septic shock patients[J].Turkish Journal of Medical sciences,2020,50(4).
[8]Li T,Cai H L,Pan H,etal.Cardiac output measurement using a modified carbon dioxide Fick method:comparison analysis with pulmonary artery catheter method and pulse induced contour cardiac output method[J].International Journal of Clinical and Experimental Medicine,2015,8(3):3530-3537.
[9]朱華棟.影響經肺熱稀釋法測定血流動力學參數因素的研究[D].北京:北京協和醫學院,2016.
[10]王一茹,鄧玉姣,陽開秀,等.卵圓孔未閉經胸超聲心動圖聲學造影及經食管超聲心動圖的單中心診斷數據分析[J].中華醫學超聲雜志(電子版),2020,17(6):546-551.
[11]鮑圣芳,張玉奇.人工智能在超聲心動圖技術中的研究進展[J].醫學影像學雜志,2020,30(6):1098-1100.
[12]周翠翠,鐘曉嬌,黃智華,等.TEE在外科微創房、室間隔缺損封堵術中的應用[J].中國介入影像與治療學,2019(9):531-534.
[13]白曉蕾,解雅英,都義日,等.TEE指導下目標導向液體治療在肺葉切除術中的應用[J].中國現代醫學雜志,2019(12):1-12.
[14]Karen Bender,Amr Matoq,Jennifer S.Transesophageal echocardiography in congenital heart surgery:perioperative considerations[J].Progress in Pediatric Cardiology,2020,58:101263.
[15]韋亞林,吳向陽,陳文勝,等.TEE引導下外科封堵卵圓孔未閉合并三房心1例[J].中國介入影像與治療學,2019(10):643-644.
[16]經食管超聲心動圖臨床應用中國專家共識[J].中國循環雜志,2018(1):11-23.
[17]王富棟.經食管超聲引導室、房間隔缺損外科微創封堵手術效果與經驗總結[D].南昌:南昌大學,2020.
[18]須晉.超聲心輸出量監測(USCOM)與脈搏指示連續心輸出量監測(Fi CCO)的比較研究[D].北京:北京協和醫學院,2014.
【摘要】 碎尸、焚尸、爆炸等現場無名尸骨的性別鑒定在法醫實踐中占有重要地位,本文綜述了近年來國內外通過跟骨進行性別推斷的研究成果。并對利用跟骨X光片進行性別推斷的研究進行了展望。
【關鍵詞】 法醫人類學;性別特性;跟骨;放射攝影術
在法醫學實際檢驗工作中,在碎尸現場、爆炸現場以及白骨化現場經常會遇到人體尸塊、爆炸后的人體殘片以及人體骨骼。此時,法醫首要應該解決的問題就是判斷無名尸體(尸塊)的性別。利用全套的人體骨骼推斷性別并不困難,但是對于僅存部分人體尸塊的現場,利用現場有限的條件來準確推測被害人性別的工作對整個案件的偵破起著至關重要的作用。比較成熟的利用骨骼判定性別多是依據一些形態學指標,往往對鑒定人的經驗有較高的要求。近年來,隨著影像醫學的飛速發展,又出現了利用骨骼的X光片來推斷性別的研究,該方法克服了傳統人類學檢驗必須破壞軟組織,使用專門的儀器進行測量耗時、繁瑣且不利于保存尸塊證據的完整性以備其他檢驗的缺點,測量結果更加客觀、準確。在全身骨骼中,跟骨體積較小,但骨質結構致密,受巨大暴力作用時,其結構完整性不易遭到破壞,比四肢長骨、骨盆、顱骨更易完整保存下來,故利用跟骨進行性別判定在實踐中具有重要價值。本文將對利用跟骨進行性別判定的研究作一綜述。
1 跟骨的性別判定
跟骨是足骨中最大的一塊跗骨,男女性之間由于生理機能的差別及從事體力勞動的情況不一,因而在骨骼上也反映出性別的差異。跟骨上的多項指標都有極顯著的性別差異。
1.1 跟骨長度性指標的性別差異
在國外,T.Riepert [1](1996)研究了800張中歐人的踝關節X線片上跟骨3項長度指標和3項角度指標的性別差異,所建立的方程判定的平均準確率為84%。同時T.Riepert還指出,長度指標較角度指標更具有性別差異,但他沒有對跟骨的側別差異進行研究。Introna [2](1997)利用南印度人跟骨上的8項長度指標通過判別分析法研究了男女性之間的差異,其判別率在69%~85%之間。Mubarak A.Bidmos等[3](2003)通過對53對白人男性和60對白人女性跟骨的測量,得出的結論是:無論是對于男性還是女性來說,跟骨的各項指標均不具有側別差異,但卻具有極顯著的性別差異。其中利用單指標判定性別的準確率在73%~86%之間,而通過逐步回歸法建立的多變量的判定方程其準確率高達81%~91%。同時,該文還指出,在利用跟骨進行性別判定時,聯合的指標越多,其判別率越高。
在國內,任光金[4](1983)通過對跟骨的測量研究指出,跟骨最大長、最小寬、最小高、長寬指數以及寬高指數5項指標具有非常顯著的性別差異,并且兩側跟骨無側別差異。該結論與呂銘康等[5]通過對112例成年人干燥跟骨的系統測量得出的結論一致。鞠學紅等[6](1996)以通遼和長春地區出土的118副成年跟骨(男69,女49)為研究對象,測量了跟骨最大長、跟骨全長、跟骨高、跟骨中部寬、跟骨最小高、最小寬、長寬指數、高寬指數、長高指數以及面偏角等10項指標,各測量值經統計學處理無側別差異,但均顯示出了極顯著的性別差異,該結論與任光金等的研究結果相同。同時該文指出,后四項指標的性別差異更顯著。但是需要指出的是,該研究樣本的性別是根據整套骨骼的形態判定得出的,因此存在一定的誤差。李玉蓮等[7](2000)為積累國人資料和探討踝關節面的性別差異,用電子數顯游標卡尺對東北出土的93副距骨(男51,女42)、72副脛骨(男36,女36)和76副腓骨(男36,女40)的踝關節面進行了14項徑線的測量和用米格紙測量各關節面面積8項,用SPSS軟件計算出構成踝關節各關節面的面積指數并進行了側別、性別比較和多元判別分析,結果各測量項目均無側別差異,但大多具有非常顯著的性別差異,4個判別分析式的判別正確率為74.2%~86.0%。李洪法等[8](2006)目測了26塊來自新鮮尸體的完整跟骨的跟骨全長、跟骨高、跟骨前部寬、后部寬以及跟骨中部最大寬等5項指標,進行性別以及側別判別分析得出的結論基本與任光金等的研究結果一致。阿古·哈山等[9](2003)在對維吾爾族青年足跟骨X線下各項指標的測量時發現:男性跟骨長、跟骨高、前力線長(跟骨溝至跟骨前突力線與跟骨前結節力線之間平分線的直線距離)、后力線長(跟骨中、后關節面交點至跟骨結節最低點的連線)明顯高于同年齡女性,并且其各項指標的平均值明顯高于同地區同年齡漢族的平均測量值,表明跟骨的形態特征具有性別、種族差異。但與李洪法等研究不同的地方是,阿古·哈山不是利用實物跟骨,而是在X線片上對跟骨各項指標進行的測量,但是他沒有對X線片的放大率以及被拍攝者的變化等因素對測量結果造成的影響進行說明。張召暉等[10](2008)通過對334例活體跟骨數字X線片上的跟骨最大長、跟骨長、跟骨高、跟骨最小高以及跟骨骰面高5項指標進行測量分析,發現這些指標均具有顯著的性別差異并建立了判別方程,用59例驗證組進行回代檢驗,其正判率在79.7%~86.4%之間。該研究同樣是利用影像學的方法對跟骨進行的測量判別分析,但比阿古·哈山改進的地方是,他采用的是X線DR片,比傳統的X線CR片顯影更加清晰,測量更加精準。此外,他還對DR系統的放射條件和投照進行了嚴格的限制,而且計算出了實際的放大率并將所有的測量值校正為真實值。使研究結果更加真實、準確。
1.2 跟骨角度性指標的性別差異
關于跟骨角度性指標的性別差異,國內外各方面的報道不一。在國外,T.Riepert[1](1996)的研究就曾得出跟骨角度性指標的男女性別差異很小的結論。而在國內,李洪法等[8]通過CRX線測量曾指出跟骨Bohlers角(跟骨后關節面后上緣為頂點,分別連接骰骨關節面前上緣中點和跟骨結節后上緣中點連線的交角)具有性別差異。還有部分學者通過測量指出B hlers角存在著性別差異:女性Bhlers角明顯大于男性(男性平均值為29°,女性為37°)但大多數學者認為正常B hlers角在21°~50°之間,且無性別和側別差異[11]。同樣,關于Gissanes角(跟骨溝分別連接跟骨前突和跟骨后關節面后上緣連線的交角),國內有文獻報道正常人在110°~140°之間,一般認為此角無側別和性別差異[12]。阿古·哈山等[9]對108例維吾爾族青年足跟骨X線測量的研究也得出Cissane s角及Boehler s角均不具有性別差異的結論,與上面的研究結果相符。梁軍等[13]通過對跟骨Gissanes角的測量也得出該角度不具有性別差異的結論。
對于跟骨角度性指標性差報道不一致的情形,可能是由于種族差異的原因,也可能是由于角度性指標受偏轉等外界因素的影響較大。因此,在利用跟骨進行性別判定時,盡量不選用角度性指標。
2 小結及展望
綜上所述,跟骨具有極其顯著的性別差異,而且其形狀小且結構致密,抗高溫、抗腐敗能力強,在高度腐敗、碎尸、焚尸甚至尸體破壞比較嚴重的爆炸、空難等現場,常常作為唯一的證據保存下來,因此,利用跟骨進行性別推斷有著十分重要且不可替代的作用。
以往的研究,均未考慮到年齡、身高的因素對性別判定的影響,隨著年齡的增長,跟骨會出現退行性變,身高也是性別判定的影響因素之一,因此,在利用跟骨判定性別的研究中,綜合考慮年齡、身高等因素的影響會使判定的結果更加準確。
常規的利用跟骨進行性別判定的研究,多是通過對跟骨直接測量進行。近年來出現的利用跟骨X光片上的測量指標進行性別推斷的研究,是通過測量軟件進行數據的測量,使其測量結果更加精確,并具有可重復性操作等優勢。同時,該方法對X光片的質量要求也較低,選用X光常規平片即可滿足要求。此外,該方法還具有簡單、快捷、省時、經濟等優點,它避免了對尸骨上的軟組織進行繁雜處理工作,并可保留樣本原始形貌,以便以后重新檢驗或進行其它法醫學檢驗,還可進行年齡等其它法醫學鑒定,并可顯示骨損傷特征。在災難性事故或尸體較多的其它事故中,用放射學方法推斷性別具有明顯的優勢。
值得注意的是,在利用X光片判定性別時,偏轉等角度變化以及放大率等問題會對測量結果產生影響。因此在實際應用時,必須嚴格按照臨床標準位進行攝片,還要計算出放大率并對X光片上的測量結果進行矯正。
隨著放射學技術的發展,圖像分辨率越來越高,銳利度越來越好,還可采用計算機技術實施各種圖像后處理功能,增加顯示信息的層次,同時可降低X線攝影的輻射劑量,影像信息的數字化儲存、檢索、拷貝、再現及傳輸,為放射學方法在性別推斷中的應用提供了技術條件。放射學的發展為我們提供了一種新的判斷性別的手段,但是,這種方法確實有一些問題還需要解決,而這正是我國法醫學實踐和研究中的薄弱環節,它需要法醫學家和放射學家的共同努力,在醫學科學高速發展的今天,我們有理由相信,在不久的將來,數字放射學方法將應用于法醫學實踐中的性別推斷,為我們提供更加方便、準確的證據。
參考文獻
1 Riepert T.Estimation of sex on the basis of radiographs of the calcaneus[J].Forensic Sci Int,1996,77(3):133140.
2 Steele DG.The estimation of sex on the basis of the talus and calcaneus[J].Am J Phys Anthropol,1976,45(3):581588.
3 Bidoms MA,Asala SA.Discriminant function sexing of the calcaneus of the South Afican whites[J].Forensic Sci,2003,48(6):12131218.
4 任光金.跟骨的測量與性別差異[J].山東醫學高等專科學校學報,1983,5(1):4851.
5 呂銘康,彭紹光.中國成人跟骨的測量[J].解剖學雜志,1989,19(2):1518.
6 鞠學紅,王聚信,丁士海.跟骨的測量[J].解剖學雜志,1996,19(5):457.
7 李玉蓮,丁士海,夏玉軍,等.踝關節面的測量及其性別的判別分析[J].解剖學雜志,2000,23(4):8892.
8 李洪法,華錦明,趙遠.跟骨測量及其臨床意義[J].蘇州大學學報:醫學版,2006,26(6):10621065.
9 阿古·哈山,阿布都吉力力·阿布都克熱木,馮振,等.108例維吾爾族青年足跟骨X線測量[J].新疆醫科大學學報,2003,26(3):273274.
10張召暉,陳曉剛,李文凱,等.活體跟骨數字X線片性別判定[J].J Forensic Med,2008,11(2):122125.
11Khoshhal KI,Ibrahim AF,AlNakshabandi NA,et al.B hlers and Gissanes angles of the calcaneus in the Saudi population[J].Saudi Med J,2004,25(12):19671970.
關鍵詞:CRISPR/Cas9基因編輯技術 腫瘤 基因治療 研究進展
張波等[1]在其研究當中指出了腫瘤細胞本身具備多種遺傳信息變化情況,系列基因突變是腫瘤出現、發展、演進、惡化的前提,對于此類突變基因準確識別其功能,并據此尋求對突變基因的修復手段,對腫瘤疾病出現、發展有一定的鑒別診斷價值[2],同時也是腫瘤治療新思路的一條可靠方向。即使有這樣的思路,但基因數量極大程度影響了確認在腫瘤各個階段中那些基因突變發揮的重要作用。基因編輯手段能夠精確地在DNA水平上改變遺傳信息甚至模擬細胞由于遺傳信息的變化而出現對應的生物學過程(包括惡性特征、耐藥性變化)[3],可作為對腫瘤疾病發展及治療腫瘤的新思路。規律成簇間隔短回文重復/CRISPR相關蛋白核酸酶9 (Regular cluster interval short palindrome repeats/CRISPR-related protein nuclease 9,CRISPR/Cas9)在腫瘤研究、治療中取得良好的成效。
1 CRISPR/Cas9系統簡介
CRISPR/Cas9系統最早是在細菌當中被發現,在細菌中發揮防御作用,在2013年科學家將CRISPR/Cas9系統作用于編輯哺乳動物基因中,在自然界將CRISPR/Cas9系統從性質、作用方面劃分為3種類型,其中Ⅱ型CRISPR/Cas9系統是基因編輯的主要系統,包含了Cas9蛋白、CRISPR RNA、反式激活RNA3個部分。有學者將CRISPR/Cas9系統當中的CRISPR RNA與反式激活RNA互補配對進行改造,將其稱為單鏈g RNA,讓CRISPR的技術應用進一步得到優化。
隨著CRISPR/Cas9技術在臨床的應用逐漸深入,其應用價值得到認證,不但具備強大的編輯操作功能,且相對簡單,成本較低,有較高的特異性,能夠在短時間內精準地篩選整個基因組,在特定疾病基因鑒定方面有著突出價值。到目前為止學者[6]已經將CRISPR/Cas9技術應用到對活細胞DNA還有核苷酸序列的編輯操作當中,針對類型包括不同物種以及細胞類型,而該技術手段的完善也逐漸改善脫靶效應不良反應,且作為基因組編輯手段也讓基因定點修飾技術的高效構建提供基礎[7]。
2 CRISPR/Cas9在腫瘤疾病的價值
(1)癌癥動物模型。建立癌癥動物模型是對癌癥基因相關功能的一個重要研究手段,在以往的動物模型建立過程中操作技術被應用在受精卵水平,借助同源重組技術完成胚胎肝細胞的基因編輯操作。CRISPR/Cas9在臨床的應用對癌癥動物模型有突出的簡化優勢[8],在這種技術推動下不需要建立過于復雜的ES細胞系,對于控制時間與資源成本都有重要意義[9]。近年來科學家開始嘗試利用水流動力學注射,在小鼠尾靜脈將Cas8、g RNAs質粒諸如到野生型小鼠的體內[10],短時間內便成功取得肝癌小鼠的相關模型,研究該模型對于推動對肝癌治療有重要價值。在成功建立肝癌模型的同時期相關研究團隊成功建立小鼠肺癌模型,這些都借助Cas9基因,對于腫瘤研究與診治產生極大的推動作用[11]。
當前臨床對于腦瘤的發病機制與治療方案在了解程度依然存在明顯不足,在該病的控制干預方面也是難以取得預期效果[12]。在2016年首次通過CRISPR/Cas9技術完成小鼠腦瘤模型的建立,有效調整了腦瘤動物模型所存在的缺陷,在腦瘤相關靶點研究過程中更具針對性[13]。
(2)研究癌癥發生機制。對腫瘤的研究過程中,借助離體細胞培養是其中的重要手段,CRISPR/Cas9技術幫助臨床相關研究者能夠更深入系統地掌握腫瘤細胞系[14],以往研究中都是使用Cas9蛋白切割靶DNA,而DNA雙鏈出現斷裂之后主要通過以下兩種手段修復[15]:非同源末端連接、同源末端連接。其中借助非同源末端連接修復之后會發生插入/缺失突變情況,讓DNA雙鏈出現轉碼突變、無義突變,最終得到基因敲除效果。通過CRISPR/Cas9表達載體的手段將神經膠質瘤細胞當中表達程度較高的Pyk2敲除,并控制膠質瘤細胞的遷移、增值以及威脅程度,幫助學者了解間質瘤出現、惡化的過程,也為以后研究、治療間質瘤提供理論基礎[16]。
3 CRISPR/Cas9對腫瘤疾病的治療價值
(1)基因修復、敲除。腫瘤細胞出現及形成的過程中無論是原癌基因被激活或者是抑癌基因被抑制,都可能在其中發揮著重要作用,因此對腫瘤的預防與治療可以從激活、提升抑癌基因表達入手[17]。慢性髓系白血病的發病已經確認和體內的抑癌基因ASXL1突變之間存在密切聯系,同時病情預后也有所影響。有學者[18]將CRISPR/Cas9技術對KBM5細胞當中ASXL1無效突變進行修復從而控制KBM5細胞增殖速度,提升細胞分化能力,極大程度延長了荷瘤小鼠生存時間。
另外表觀遺傳學在腫瘤的出現過程也扮演著重要角色[19-21],在腫瘤的出現與發展過程中,表觀遺傳學和CRISPR/Cas9系統都能夠對其中關鍵基因在表達方面造成影響,彰顯了對腫瘤治療的潛力。
(2)破解機體免疫耐受。腫瘤細胞一旦存在于體內,自身組織相容性復合體會隨著機體狀態而不斷調整修飾,從而得到免疫耐受的狀態,避免免疫系統的抑制、殺滅,因此有學者[22]嘗試通過將該免疫耐受打破,達到治療效果。當前腫瘤細胞免疫治療手段主要有兩種:(1)特異性T細胞受體修飾基礎上的T細胞治療;(2)嵌合抗原受體修飾基礎上的T細胞治療[23]。這兩種免疫干預手段機制都在于識別T細胞表面表達特異性受體,達到識別特異性并殺傷靶細胞免疫應答反應,而基于嵌合抗原受體修飾的T細胞治療應用于血液腫瘤、非霍奇金淋巴瘤疾病都有突出效果[24],但該治療思路存在的缺陷在于會導致修飾細胞基因到受體細胞基因組上面難以控制,治療期間可能出現各種遺傳相關不良反應[25]。在2017年基于CRISPR/Cas9構建了更新的嵌合抗原受體修飾基礎T細胞[26],編輯T細胞當中的TRAC基因并選擇性地送入到受體細胞基因組,可有效控制相關不良反應,同時也提升了T細胞的治療效果。
4 小結與展望
惡性腫瘤致死率僅次于心血管疾病,且患者患病、治療、調整期間均受到病情癥狀的折磨與影響,嚴重降低患者的生活質量,威脅人類生存[27]。在結合相關臨床實踐以及文獻內容后,可知在可預見的未來中對腫瘤疾病應用CRISPR/Cas9基因編輯技術進行研究、治療均有極大的發展潛力,但在這條研究的道路上也應該清晰認識到,這項技術還存在很多可改善進步的地方[28],較為典型的如人體倫理問題、脫靶效應、安全性風險等,但相信隨著研究不斷深入和技術的發展,CRISPR/Cas9技術會得到完善與創新,最終一一解決相關難題,為腫瘤患者提供福音。
參考文獻
[1]張波,王琳萍.超聲靶向微泡破壞在腫瘤基因治療中的應用現狀及研究進展[J].醫學研究雜志,2020,49(4):1-4.
[2]王韶嶸.CRISPR/Cas9基因編輯技術在腫瘤研究及治療中的應用[J].實用癌癥雜志,2019,34(7):1216-1218.
[3] Zheng X, Zheng P, Zhang K, et al. 5S rRNA promoter for guide RNA expression enabled highly efficient CRISPR/Cas9 genome editing in Aspergillus niger[J]. Acs Synthetic Biology, 2018:acssynbio.7b00456.
[4]張雨,王可洲,郭中坤,等.CRISPR/Cas9基因編輯技術及其在腫瘤免疫治療中的應用[J].中國醫藥生物技術,2019,14(4):358-360,328.
[5] Antoniani C, Meneghini V, Lattanzi A, et al. Induction of fetal hemoglobin synthesis by CRISPR/Cas9-mediated editing of the humanβ-globin locus[J].Blood, 2018:blood-2017-10-811505.
[6]高鑫,張淑芳.CRISPR/Cas9基因編輯技術在泌尿系統腫瘤研究中的應用[J].現代腫瘤醫學,2018,26(19):3133-3137.
[7] Yanchun Z, Simin L, Shijie X, et al.Phylogenetic and CRISPR/Cas9 Studies in Deciphering the Evolutionary Trajectory and Phenotypic Impacts of Rice ERECTA Genes[J].Frontiers in Plant science,2018,9:473-474.
[8]雷婷,肖斌,何詠茵,等.CRISPR/Cas9文庫篩選技術的發展及在腫瘤研究中的應用[J].南方醫科大學學報,2019,39(11):1381-1386.
[9] Lemos B R, Kaplan A C, Bae J E, et al.CRISPR/Cas9cleavages in budding yeast reveal templated insertions and strand-specific insertion/deletion profiles[J].Proceedings of the National Academy of Sciences, 2018:201716855.
[10]尹煜鵬.CRISPR/Cas9基因編輯技術在腫瘤中的應用[J].醫學研究生學報,2018,31(2):210-214.
[11] Arjan van Zeijl, Titis A K Wardhani, Maryam Seifi Kalhor. CRISPR/Cas9-Mediated Mutagenesis of Four Putative Symbiosis Genes of the Tropical Tree Reveals Novel Phenotypes[J].frontiers in plant science,2018,9:284.
[12]龔晨雨,陳昭,邵紅偉,等.CRISPR/Cas9基因編輯技術在腫瘤免疫治療中的應用[J].中國免疫學雜志,2018,34(1):122-126.
[13] Sumitava D, Simon A, Kshitiz S, et al. Efficient CRISPR/Cas9-mediated editing of trinucleotide repeat expansion in myotonic dystrophy patient-derived i PS and myogenic cells[J].Nucleic Acids Research,2018,46(16):8275-8298.
[14] Sciences N A O. CRISPR/Cas9 cleavages in budding yeast reveal templated insertions and strand-specific insertion/deletion profiles[J].Proceedings of the National Academy of Sciences, 2018, 115(23):E5431-E5433.
[15]張騫,李力.CRISPR/Cas9基因編輯技術在婦科惡性腫瘤研究及治療中應用的進展[J].中華婦產科雜志,2018,53(1):65-70.
[16]姜舒暢,施明,彭暉.CRISPR/Cas9基因編輯技術在腫瘤耐藥研究中的應用進展[J].國際藥學研究雜志,2017,44(4):299-305.
[17]熊偉,楊勇琴,自加吉,等.CRISPR-Cas9基因編輯技術在構建實驗動物腫瘤模型中的應用進展[J].生物技術通訊,2017,28(4):551-557.
[18] Gomez M A, Lin Z D, Moll T. Simultaneous CRISPR/Cas9-mediated editing of cassava eIF4E isoforms nCBP-1 and nCBP-2 reduces cassava brown streak disease symptom severity and incidence[J].Plant Biotechnology Journal,2018,17(2):89-91.
[19]孫毓,劉丹,施明,等.基于CRISPR/Cas9技術構建多重sgRNA實現在人原代T細胞中敲除ADRB2基因[J].中國實驗血液學雜志,2019,27(5):1682-1690.
[20]翁震,鈕曉音,周俊松.CRISPR-Cas9技術在非腫瘤性血液病中的應用[J].上海交通大學學報:醫學版,2018,38(11):1396-1400.
[21] Yang H, Wu J J, Tang T, et al.Author Correction:CRISPR/Cas9-mediated genome editing efficiently creates specific mutations at multiple loci using one sgRNA in Brassica napus[J].Scientific Reports,2018,8(1):4877.
[22] Yu Z, Chen Q, Chen W l. Multigene editing via CRISPR/Cas9 guided by a single-sgRNA seed in Arabidopsis[J].Journal of Integrative Plant Biology,2018,60(5):376.
[23]史云.CRISPR/Cas9系統在現代生物學研究和臨床試驗中的應用[J].復旦學報:醫學版,2018,45(5):735-739.
[24]沈偉男,謝陽陽,范曉翔,等.CRISPR/Cas9基因編輯系統在結直腸癌中的應用進展[J].醫學綜述,2018,24(24):4852-4857.
[25] Yang H, Wu J J, Tang T l.Author Correction:CRISPR/Cas9-mediated genome editing efficiently creates specific mutations at multiple loci using one sgRNA in Brassica napus[J].Scientific Reports,2018,8(1):4877.
[26]馬燕,葉子瑜,梁艷芳,等.CRISPR/Cas9介導的IL-6基因敲除對結腸癌SW1116細胞化療敏感性的影響[J].重慶醫學,2018,47(32):4093-4097,4101.
1加強在促進科技創新、學科交叉中的作用
科技期刊是自主創新的重要載體,是科技工作者信息交流的平臺,應該作為學科交叉、科技自主創新的中心和孵化基地。通過綜合類科技期刊,讀者可以了解各個學科領域關注的科學問題、各學科發展現狀、突破性的概念以及技術方法的革新,從而擴寬視野,從多視角認識所研究的課題,發現新的學科生長點,找到更多、更優解決問題的思路和技術方法。Science和Nautre作為國際頂級綜合類學術期刊,其最大的成功之處在于對各研究領域的讀者均有很強的吸引力,會引導讀者相互借鑒并引用相關學科的研究思想和方法手段來解決本學科的問題。《科技導報》在2013年11—12月,組織讀者問卷調查,共發放問卷4000份,收回有效問卷466份;對于“最感興趣的文章范圍”,超過半數讀者的答案為重要科學問題的報道和討論、本學科重要專家發表的針對學科宏觀發展的指導性文章、具有重要意義的跨學科的科研成果總結。在中國知網“中國學術期刊網絡出版總庫”中檢索《科技導報》自創刊以來刊發的被引頻次前10位的論文(檢索時間2017年1月23日),結果如表1所示。從表1可以看出,高被引論文多為交叉學科的綜述文章,不僅是自然科學之間的交叉,也是自然科學與經濟、管理學等社會科學之間的交叉。《科技導報》將主體內容定位為交叉研究領域的綜述文章,反映某一重大研究領域的新進展,內容上既有無爭議的定論,也有尚未解決的問題,并對未來可能的發展方向進行了展望,以期引發讀者對該研究領域的興趣,啟示不同領域研究者的思路,并使更多人關注并參與其中,促進學科之間的交叉、滲透、融合。編輯有選擇地針對一些前沿創新研究領域,以及新理論、新方法、新技術等有發展前景的重要成果進行追蹤,積極邀請、鼓勵優秀作者總結一段時期的重要成果,該做法取得了一定成效。2015年,各國開始啟動“精準醫療計劃”,《科技導報》刊登了《腫瘤的精準醫療:概念、技術和展望》一文[11],該文介紹了精準醫療研究領域的最新進展,闡述了其前景和面臨的挑戰,刊發后引起了較大的關注,被《新華文摘》2015年第21期全文轉載。2016年,清華大學微納米力學與多學科交叉創新研究中心鄭泉水團隊在《科技導報》發表了《超:“零”摩擦的世界》一文[12],用較為易懂的語言詳細介紹了“零”摩擦這個跨物理學、化學、力學、材料學、機械科學、精密制造等諸多傳統學科的交叉研究領域的進展,包括超概念提出之后實驗方面的突破,中國學者為此作出的貢獻,未來會在哪些領域引領技術的突破等。文章刊發后,被多家微信自媒體及網絡媒體轉載報道并有相當高的點擊率,引起了多個領域研究人員的關注,帶動一批優秀作者主動投稿。
2合理布局欄目,形成期刊特色
創新期刊內容就要重點抓好欄目設置、報道主題策劃。為了創造出獨具個性和實力的期刊品牌,國外一些知名雜志對特色欄目進行了精心設置。Nature和Science等世界著名綜合類學術期刊,為了進一步吸引讀者、作者、各國科學家和非專業的一般讀者,在設定欄目時既有激動人心的最新科學發現,又有趣味性和大眾化的小欄目[13]。《科技導報》在欄目設置方面,通過多次調整和精簡,目前已經形成了“卷首語”“科技建議”“科技縱橫”“科學人物”等品牌欄目。“卷首語”每期邀請1位中國科學院或中國工程院院士撰寫寄語性文章,就重大科技現象或事件、學科發展趨勢、科學研究熱點和前沿問題撰文發表評論、見解或意見,該欄目已經成為院士與讀者互動交流的平臺。“科技建議”欄目對國家科研管理的政策變化進行解讀。“科技縱橫”欄目鼓勵科技工作者對重要科學問題發表自己的看法,成為他們樂于“論戰”的陣地。“科學人物”欄目介紹科學家的先進事跡和科研經歷,弘揚其科學精神。另外,還設立了“熱點排行”“聲音”等欄目及時報道國內外重大科技新聞和科技信息。欄目的合理布局,形成了《科技導報》學術論文、新聞報道和評論相結合的鮮明辦刊特色,增強了可讀性,使得期刊內容不再單一、乏味,滿足了讀者的不同需求,同時也吸引了一批活躍的科技工作者發表評論,加強了讀者、作者與編輯的互動。
3專題策劃聚焦科技熱點,增加期刊內容的集中度
專題策劃是一種創造性的智力勞動,是科技期刊的“核心競爭力”之一。好的專題策劃,可以增強科技期刊對所處行業發展的指導性、參與性,增強期刊的可讀性,從而提升科技期刊的品牌價值。《科技導報》每年針對前沿熱點領域和重大科技事件和活動,組織出版的一系列專題,具有廣泛的學術及社會影響力。汶川地震、蘆山地震發生后,《科技導報》率先策劃出版了“汶川地震特刊”“蘆山地震特刊”,為抗震救災作出了應有的貢獻,產生了廣泛的社會影響,充分反映了期刊和編輯的創新能力。2015年,為貫徹落實在兩院院士大會上關于機器人產業發展的講話精神,積極推動創新驅動發展戰略,實現我國機器人技術與產業的跨越發展,以中國科學技術協會、工業和信息化部共同舉辦2015世界機器人大會為契機,組織出版了“2015世界機器人大會特刊”,邀請了多位國內外機器人研發領域的知名科學家,從不同角度介紹了各種類型機器人的研究、應用、發展情況和關鍵技術,并指明未來機器人的發展方向。“2015世界機器人大會特刊”自發行以來,不僅受到了機器人行業的研究人員的極大關注,同時吸引了其他領域研究者的注意,中國醫學科學院院長、中國工程院院士曹雪濤就表示,特刊很好,讓人很受益。同時,特刊也得到了國外華人學者的關注,他們一致表示收獲很大。特刊中的《智能機器人的現狀及發展》《四足機器人發展現狀與展望》《醫用機器人的未來之路———醫用機器人產業發展與未來戰略論壇紀實》《人機交互力覺臨場感遙操作機器人技術研究》4篇文章被日本科學技術振興機構(JST)翻譯成日語,并于2016年9月份以開放存取形式在網站上。《中國機器人學40年》一文被《新華文摘》全文轉載。組織專題是爭取高質量稿源、提高雜志質量的重要途徑;但對于綜合類科技期刊來講,1年策劃2、3個優質專題,很難改變“學科拼盤”的現狀。為了增強期刊內容的集中度,2016年開始,《科技導報》每期策劃1個專題,全年共出版了24個專題。優質專題的策劃出版,既涉及前沿熱點(如“引力波探測”“人工智能”),又包含國家重點研發計劃(如“新能源汽車”“能源戰略”)、重要活動的科技成果(如“2016世界生命大會特刊”),以及公眾關心問題的深度報道(如“核安全”),顯著提高了期刊影響力,吸引了一批作者和讀者,又提升了社會效益。
【Abstract】Based on the foundation of related research at home and abroad, paper summarizes the principle and research strategy, research background, basis and main application of system toxicology. At the same time, to explain its current status a case study of the system is introduced. And we hope to draw sufficient toxicological nutrition from the development of molecular biology and development itself combined with the research of traditional toxicology .
【關鍵詞】背景;技術;應用;進展
【Keywords】background; technology; application; progress
【中圖分類號】X-0 【文獻標志碼】A 【文章編號】1673-1069(2017)04-0195-02
1 系統毒理學及其誕生背景
系統毒理學是近10年來發展起來的一門新興學科,代表著后基因組時代毒理學發展的新方向。所謂系統毒理學是指通過了解機體暴露后在不同劑量、不同時點的基因表達譜、蛋白質譜和代謝物譜的改變以及傳統毒理學的研究參數,借助生物信息學和計算毒理學技術ζ浣行整合,從而系統地研究外源性化學物和環境應激等與機體相互作用的一門學科 [1]。
近年來,生命科學在新理論和新技術上有了突飛猛進的發展,一系列“組學”(omics)應運而生,如基因組學(genomics)、蛋白質組學(proteomics)、細胞組學(cellomics或cytomics),等新學科不斷涌現,使人們對基因和基因組的認識,對生命本質的認識和認識生命、健康的手段取得了重要的進展。
另外,傳統的毒理學研究依然存在許多不足,相對速發展的分子生物學技術和越來越多的外源性物質,毒理學的研究方法急待革新。
系統毒理學的發展,既有系統生物學發展的外在刺激,又有傳統毒理學在發展中克服自身不足的內在需求。
2 生物學基礎
2.1 基因組學
基因組學是研究基因組的結構、功能及表達產物的學科。基因組的產物不僅是蛋白質,還有許多復雜功能的RNA。將基因組學的方法與技術應用于毒理學研究領域,稱之為毒物基因組學(toxicogenomics)。毒物基因組學的基本方法是通過觀察生物在接觸毒物后基因表達譜的變化,篩選毒性相關基因、揭示毒作用的基因表達譜、快速篩選毒物、在基因組水平對化學物進行分類、篩選和檢測基因多態性、檢測基因突變、進行安全性評價等,從而解決化學物的聯合作用、高通量篩選對人體有毒性作用或者潛在毒作用的化學物、研究毒作用機制等毒理學研究上的關鍵問題[2]。
2.2 轉錄組學(transcriptomics)
轉錄組學是從RNA水平研究基因表達的情況。轉錄組即一個活細胞所能轉錄出來的所有RNA的總和,是研究細胞表型和功能的一個重要手段。
轉錄組譜可以提供什么條件下什么基因表達的信息,并據此推斷相應未知基因的功能,揭示特定調節基因的作用機制。通過這種基于基因表達譜的分子標簽,不僅可以辨別細胞的表型歸屬,還可以用于疾病的診斷。例如:阿爾茨海默病(Alzheimer′sdiseases,AD)中,出現神經原纖維纏結的大腦神經細胞基因表達譜就有別于正常神經元,當病理形態學尚未出現纖維纏結時,這種表達譜的差異即可以作為分子標志直接對該病進行診斷。
2.3 蛋白質組學
闡明生物體各種生物基因組在細胞中表達的全部蛋白質的表達模式及功能模式的學科。包括鑒定蛋白質的表達、存在方式(修飾形式)、結構、功能和相互作用等。
同時,基因的表達方式錯綜復雜,相同的一個基因在不同條件、不同時期可能會引起完全不同的作用,并加上翻譯后修飾作用如磷酸化、糖基化、乙酞化、羥基化等,使蛋白質的結構、功能及活性有動態和復雜的變異。各種蛋白質組技術的基本步驟均包括樣品蛋白質制備、蛋白質分離、質譜分析、蛋白質鑒定和肽質量指紋譜或純蛋白質裂解離子譜圖數據庫的檢索。
3 系統毒理學研究進展
AndrewCraig應用系統毒理學的方法分析使用噻吡二胺研究大鼠肝中毒的機理。大劑量的噻吡二胺可導致大鼠肝細胞的壞死,而原因并不清楚。作者通過基因組學,蛋白質組學和代謝組學的相關技術對具體的機理進行研究。通過對雄性大鼠連續注射噻吡二胺三天,注射劑量為150mg/kg/d,從血液和肝臟獲得藥物后(兩小時后),每天連續24小時收集尿液。監測數據可以對藥物在肝臟內的代謝途徑和轉換過程進行解釋。
MichaelWaters構想并建立了基于危害或風險評價的幾個毒物數據庫,其建立的第一個數據庫被發展為環保局辦公室下面的毒物數據庫。通過和政府,企業和科研院所的合作,其建立的毒物數據庫已經在毒理學研究和致癌研究方面發揮了巨大作用。
EthanYixunXu在研究中,對雄性大鼠分別進行鉑化合物和慶大霉素的染毒實驗。使用MetaCore分析軟件,通過整合尿液中代謝組學分析圖像和轉錄組學分析圖像來鑒別與腎毒物相關的生物化學變化。實驗表明,鉑化合物和慶大霉素可嚴重影響mRNA合成一些轉錄子,而每種轉錄子對應一種代謝產物。并進一步發現了腎臟中的幾個轉錄子可能在誘發腎病方面承擔主要媒介作用。
JiangshanWang等基于代謝組學技術,通過液相色譜法和質譜分析法對阿霉素(doxorubicin)作用于大鼠進行系統毒理學研究。然后,通過方差分析和組分分析方法來揭示隨劑量和時間的變化以及在多元變量情況下的相互影響。最后,各種設計致毒過程的代謝分子都可以通過精準的高通量試驗設備被鑒定出來,并據此推斷關于阿霉素致毒機理的假設。
Mutation Researchs志發表社論,指出“組學”是理解和學習系統毒理學的一個工具。“組學”技術可以獲取廣泛的基于基因組學,轉錄組學,蛋白質組學,代謝組學的數據信息。文章進一步指出,利用基因毒理學方法來研究系統毒理學的思路看似很簡單。社論指出,研究致毒機理對于正確評價藥物或者環境化學物暴露下的風險至關重要。
DavidJ.Spurgeon研究了使用系統毒理學的方法來理解環境化學混合物的聯合作用。有時候這些模型也有局限性,尤其在毒物發生相互作用的情況下,模型就不能精準的做出預測了。為了能更好地理解混合毒物的相互作用,一種新的實驗研究框架被建立,這種框架是用于理解化學生物利用度三部曲的延伸。這個框架認為,化學混合物的相互作用源于一些過程,包括①物種進化,化學污染物的轉運;②污染物在生物體內的吸附,消化,分配以及排泄;③化學污染物在目標靶位的粘合程度 [3]。
系統毒理學是在現代生物技術發展的基礎上發展起來的,它的出現和發展為人類研究毒理提供了一種新的思路和方法,也讓人們對于傳統毒理學無能為力的一些命題看到了希望,但作為一門新興的研究領域,他的研究方法并不成熟,研究思路也很模糊。雖然被寄予厚望,但要想從分子生物學的發展中汲取足夠營養并結合傳統毒理學的研究成果發展壯大自己并為人類健康做出貢獻,還有很長的路要走。
【參考文獻】
【1】王先良.系統毒理學及其應用.生態毒理學報[J].2006,1(4):289-293.