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醫學影像后處理范文1
【關鍵詞】 小鼠; 神經行為學表現; morris水迷宮; 主成分分析
effects of early postnatal exposure to mtolyl methylcarbamate on spatial learning and memory ability of mice zhang qian, wang qunan, xia yubao, wang zhigang, zhang qingdong. department of toxicology, anhui medical university, hefei 230032, china
【abstract】 objective to observe the effects of early postnatal exposure to lowdose mtolyl methylcarbamate (mtmc) on neurobehavior and spatial learning and memory ability in adolescent and early adult mice, and to dertermine when to affect this ability. methods icr mice pups randomly divided into 5 groups received intraperitoneal injections (i.p.) of different doses of mtmc (5 mg·kg-1,0.5 mg·kg-1,0.05 mg·kg-1), dmso solution and normal saline respectively every other day during postnatal days (pnd) 3~13. the general physiological condition and neural development of mice during experiment were evaluated, and a battery of tasks, i.e. holeboard test, beam walking, open field, morris water maze (mwm), was used to assess their neurobehavior and spatial learning and memory ability in different time. results scores were negatively correlated to the doses of mtmc by spearman rank correlation analysis in beam walking on pnd60 (rs=-0.418,p<0.05). there were no significant differences among all groups in holeboard test and open field. numbers of platformsite crossovers in probe phases of mwm procedure immediately after learning phases and next day about on pnd60 were negatively correlated to the doses of mtmc by spearman rank correlation analysis (rs=-0.361 and -0.277,p<0.05). time in the target quadrant in probe phases of mwm procedure about on pnd90 were negatively correlated to the doses of mtmc by spearman rank correlation analysis (rs=-0.390,p<0.05). noteworthy, principal components analysis showed that spatial learning and memory performance may not be related to performance in any of the three sensorimotor tasks. conclusions postnatal early exposure to mtmc may affect spatial memory ability at least in adolescent mice, which would be the critical cues for the damage of spatial memory ability in adult mice.
【key words】mice; neurobehavioral manifestations; morris water maze; principal components analysis
氨基甲酸酯類農藥是繼有機氯、有機磷類農藥之后發展起來的一種高效、廣譜型殺蟲劑,農業上廣為應用,它們與有機磷類農藥一樣,能夠抑制神經末梢乙酰膽堿酯酶(ache)的活性[1],從而影響神經傳導。以往的研究顯示接觸氨基甲酸酯類農藥有一定的發育毒性[2,3],但是對于慢性接觸后的神經發育毒性尤其是對神經行為方面影響的研究甚少。速滅威(mtolyl methylcarbamate,mtmc)是目前我國最常用的氨基甲酸酯類農藥之一,本小組以前的研究顯示[4]出生后早期有限次數接觸速滅威對小鼠成年后的空間記憶能力有一定損傷,但損傷發生的時間尚不明確。本次研究選用成組的神經行為學實驗,觀察出生后早期接觸速滅威對小鼠青春期和成年早期神經行為以及空間學習記憶能力的影響,以期探明其發生早期影響的時間。
1 材料與方法
1.1 試劑和儀器 速滅威(純度99.8%)、二甲基亞砜(dmso)、硫代乙酰膽堿(asch)、5,5-二硫二硝基苯甲酸(dtnb)均購自sigma公司,洞板實驗裝置和morris水迷宮裝置及程序均購自中國藥物研究所。
1.2 實驗動物及處理 清潔級icr小鼠(8~10周,30~32 g,26~28 g)購自安徽省動物中心。實驗前適應性喂養1周,按2∶4(∶)于pm 9:00合籠,次日am 7:00檢查陰栓。仔鼠出生后(postnatal day,pnd),每窩仔鼠調整為10只,同時將每窩小鼠隨機分為5組:速滅威高、中、低劑量組(5 mg/kg、0.5 mg/kg、0.05 mg/kg),溶劑對照組(dmso)和生理鹽水對照組(ns)。每個劑量組內盡量保持雌雄各半。小鼠出生當天定為出生后第0天(pnd0),然后于pnd3、5、7、9、11、13 定時進行腹腔注射染毒,染毒體積為每克體重2 μl,要求注射部位無炎癥表現。待仔鼠斷乳(pnd21)后,雌雄分籠飼養,每籠4~5只,自由飲水飲食。專人定時監測仔鼠體重,觀察其生長發育情況,并進行神經行為學實驗。實驗期限為pnd0~pnd98。
1.3 行為學實驗 包括青春期(~pnd60)和成年早期(~pnd90)兩次行為學測試。
1.3.1 洞板實驗 在50 cm×50 cm平板上有16個直徑3.0 cm的小孔,將小鼠置于板中央,電腦程序自動記錄90 s內小鼠的探洞次數。
1.3.2 平衡木實驗 在直徑120 cm的鐵水盆上(內盛有水)放置一根直徑1 cm的金屬桿,兩端設有平臺,并固定于水盆邊緣。將小鼠放于金屬桿中央,觀察60 s,視小鼠在桿上移動的距離評分:60 s內從桿上落入水中記為0分;自中央到兩側±15 cm內移動記為1分;自中央到兩側±30 cm內移動記為2分;自中央到兩側±60 cm內移動記為3分;到達兩端任意平臺者記為4分。每只小鼠測試3次,取其平均得分。
1.3.3 曠場實驗 參照文獻[5]描述,設計一個曠場程序來測定小鼠的自主探索運動活性和焦慮性。將小鼠置于曠場箱內,讓其自由探索3 min,記錄小鼠跨越的潛伏期、跨越格子數、站立次數、排便顆粒數以及捋毛次數。每次實驗前75%乙醇清除前只仔鼠氣味,擦拭干凈,乙醇揮發完全后進行下一只動物測試。
1.3.4 morris水迷宮實驗 檢測小鼠空間學習記憶能力,包括定位航行實驗和空間探索實驗兩部分[6,7]。本水迷宮為一直徑120 cm,高50 cm圓形水池,等分為ⅰ、ⅱ、ⅲ及ⅳ象限,在ⅳ象限中間距邊緣25 cm放一低于水面1 cm的平臺。迷宮上方安置攝像機,用中國藥物研究所研制的morris水迷宮程序采集實驗數據。訓練期間迷宮外參照物不變,水溫恒定(21±1)℃,定位航行共進行6 d,每天訓練4次,每次小鼠于池邊4個固定點面向池壁入水,允許尋找90 s,找到后在平臺上保持15 s,如找不到,則引導到平臺上保持15 s,每天入水順序隨機改變,記錄小鼠登臺潛伏期。最后一天定位航行結束后(d6)和次日(d7)進行空間探索實驗:撤去平臺,小鼠在第ⅱ象限入水點,其余條件不變。記錄小鼠入水后60 s內在各象限區的游泳時間和穿越平臺位置次數。
1.4 統計方法 文中結果均以±s表示。對于morris定位航行實驗的登臺潛伏期,采用兩因素(性別與劑量組)重復測量方差分析[8],其余資料均采用兩因素方差分析。由于染毒劑量資料不符合正態分布,故兩變量間的相關分析采用spearman秩相關。為了分析各實驗指標之間的關系,采用主成分分析。由于定位航行實驗中登臺潛伏期在前3 d下降很快,故分別用前3 d和后3 d的平均潛伏期作為變量進入主成分分析。檢驗水準設為0.05,所有統計分析均在spss 13.0軟件中進行。
2 結果
2.1 mtmc對小鼠體重的影響 小鼠出生后各時點體重在各劑量組之間和性別之間無統計學差異(p>0.05)。
2.2 mtmc對小鼠神經行為的影響
2.2.1 洞板實驗 pnd60和pnd90各劑量組之間和性別之間均沒有統計學差異(p>0.05),其中pnd60時探洞次數見表1。
2.2.2 平衡木實驗 pnd60時各劑量組之間和性別之間沒有統計學差異(p>0.05),spearman等級相關分析顯示,平衡木得分與染毒劑量之間呈負相關關系(rs=-0.418,p<0.05),見表1。至pnd90時,雌雄各劑量組之間和性別之間均無統計學差異。 表1 各劑量組pnd60洞板實驗和平衡木實驗結果
2.2.3 曠場實驗 其中潛伏期和跨越格子數反映自主活動能力,站立次數、排便顆粒數和捋毛次數則反映焦慮情緒。pnd60和pnd90時各指標在劑量組之間和性別之間沒有統計學差異(p>0.05)。但小鼠跨越格子數在pnd60時明顯高于在pnd90時(p<0.05),見表2。表2 pnd60和pnd90時各劑量組曠場實驗中跨越格子數比較note: *p<0.05 vs mean of pnd60
2.3 mtmc對小鼠空間學習記憶能力的影響
2.3.1 morris定位航行實驗 隨著訓練天數的增加,各組小鼠登臺潛伏期逐漸縮短,且每個劑量組內各訓練日之間有統計學差異(p<0.01),表明各組小鼠經多次學習訓練后均已學會尋找平臺;但每個訓練日時的劑量組之間無統計學差異,說明出生后有限次數mtmc染毒對成年后小鼠的空間學習記憶能力未造成影響,見圖1。至pnd90時,各劑量組小鼠在各時點的潛伏期均有所下降,這可能是由于小鼠存在一定參考記憶而引起的。
2.3.2 morris空間探索實驗 比較各組小鼠的空間游泳軌跡圖(圖2)可以看出:對照組小鼠的運動軌跡多集中于第ⅳ象限;染毒組小鼠的運動軌跡則隨機分布于各個象限,且劑量越高,軌跡的邊緣化越明顯。青春期和成年早期空間探索實驗的第iv象限時間百分比和穿越平臺位置次數在各劑量組之間和性別之間均沒有統計學差異(p>0.05)。青春期spearman等級相關分析顯示,d6和d7時的穿越平臺位置次數與染毒劑量之間均呈負相關關系,且兩相關系數之間無統計學差異(p>0.05),說明mtmc染毒對小鼠的工作記憶和參考記憶均有一定影響。至成年早期時,spearman等級相關分析顯示,d7時的第iv象限時間百分比與染毒劑量之間呈負相關關系,說明mtmc染毒對小鼠成年早期的空間記憶能力也有一定影響。結果見表3、4。
2.4 pnd60小鼠神經行為學指標的主成分分析 檢驗變量間偏相關性的kmo統計量為0.651表3 各劑量組pnd60時morris空間探索實驗結果表4 各劑量組pnd90時morris空間探索實驗結果note: *a mouse was lost in ns control(>0.5),且球形檢驗中p值小于0.001,說明選擇的變量適合主成分分析。本分析根據特征根的大小提取出5個主成分(因子),見表5。morris水迷宮定位航行和空間探索實驗中各變量主要貢獻于第一主成分,而且它們的因子負荷值相反。洞板實驗中的探洞次數和平衡木實驗中的得分分別進入第三、五主成分;曠場實驗中潛伏期、跨越格子數、站立次數和捋毛次數對第二主成分有貢獻,其中潛伏期和其他指標是以相反的因子負荷進入的,而排便顆粒數則對第四主成分有主要貢獻。表5 pnd60小鼠神經行為學實驗的主成分分析note: *the rotated method used was varimax with kaiser normalization, loading less than 0.20 were omitted. aloading higher than 0.5
3 討論
本研究從小鼠出生后到斷乳,直至青春期(~pnd60)和成年早期(~pnd90),動態觀察了出生后早期接觸mtmc對小鼠神經行為,特別是空間學習記憶能力的影響。mtmc染毒對出生后小鼠體重沒有影響。在青春期的平衡木實驗中,雖然各染毒組與對照組比較,在得分上未顯示有統計學差異,但染毒劑量與得分之間有呈現出負相關,提示染毒對小鼠的感覺運動能力有一定影響。在曠場實驗中,盡管在青春期和成年早期各指標在性別和劑量組之間均未發現有統計學差異,但是反映自主活動能力的跨越格子數在pnd60時明顯高于pnd90時,提示年齡因素可能對染毒小鼠的神經行為有一定影響。
morris水迷宮定位航行實驗是評估嚙齒類動物空間學習能力的經典程序。在青春期,隨著訓練天數的增加,各組小鼠的登臺潛伏期逐漸縮短,表明各組小鼠都具有通過學習找到平臺的能力;但各劑量組之間直至成年早期(~pnd90)時均無統計學差異。結合以前的研究[4],到pnd120時各時點登臺潛伏期在組間仍無統計學差異。這說明出生后早期接觸mtmc對小鼠至少到成年期(~pnd120)的空間學習能力尚未造成影響。
morris水迷宮空間探索實驗可以評價嚙齒類動物空間記憶能力,其中定位航行結束后(d6)的空間探索主要反映其工作記憶或試驗依賴性記憶,而結束后次日(d7)的空間探索主要反映其參考記憶[7]。在青春期空間探索實驗中,隨著劑量的升高,小鼠在d6和d7時的穿越平臺位置次數均有減少的趨勢。到成年早期時,d7時的目標象限(ⅳ象限)時間百分比隨染毒劑量升高也呈下降趨勢。直到成年期(~pnd120)時,在目標象限游泳時間百分比和穿越平臺位置次數顯現出統計學差異[4]。這提示出生后早期接觸mtmc導致的小鼠成年后空間記憶能力損害的進展過程較為隱匿,但在青春期(~pnd60)已經開始出現線索,即表現出了其工作記憶和/或參考記憶能力的下降趨勢。
主成分分析(因子分析)以往被應用于區分老年鼠不同學習記憶實驗測量因子的研究[9]。近來,chen等[10]又將其應用到區分不同學習記憶實驗和基于感覺運動及焦慮實驗的測量因子研究中。本研究中顯示,morris定位航行實驗中登臺潛伏期與空間探索實驗中各指標以相反的因子負荷同時進入第一主成分,且解釋了總變異的27.43%;反映自主活動能力的探洞次數與反映感覺運動能力的平衡木得分分別出現在第三、五主成分中,曠場實驗中反映自主活動能力的潛伏期和跨越格子數以相反的因子負荷出現在第二主成分中,這提示洞板實驗和曠場實驗可能檢測了自主活動能力的不同方面。同樣,反映焦慮情緒的站立次數、捋毛次數與排便顆粒數分別出現在第二與四主成分中,可能也是焦慮情緒在不同方面的表現。這提示出生后早期有限次數接觸mtmc后的小鼠空間學習記憶能力可能不受其自主活動能力和感覺運動能力以及焦慮情緒的影響。
綜上所述,出生后早期有限次數接觸速滅威導致小鼠成年后空間記憶能力損害,在青春期時已經開始出現工作記憶和/或參考記憶能力下降的信號。
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醫學影像后處理范文2
關鍵詞:心肌缺血再灌注;腦利鈉肽;后處理;高遷移率族蛋白1
中圖分類號:R542.2R285.5文獻標識碼:A
doi:10.3969/j.issn.16721349.2015.01.020文章編號:16721349(2015)01005503
Effect of Btype Natriuretic Peptide Postconditioning on Myocardial Ischemiareperfusion
Huang Xingyue,Hu Gangying,Huang Tingting,Xie Qing,Li Dan,Hu Xiaorong,Jiang Hong
The People’s Hospital,Wuhan University,Wuhan 430060,Hubei,China
Corresponding Author:Hu Xiaorong
Abstract:ObjectiveTo explore the effect of Btype natriuretic peptide (BNP) preconditioning on myocardial ischemiareperfusion (I/R) injury and the expression of high mobility group box 1 protein (HMGB1) in rats.MethodsAnesthetized male rats were ischemia for 30 min,and then were treated with BNP in 15 min before reperfusion until the end of reperfusion,and followed by reperfusion for 4 hours. Lactate dehydrogenase (LDH),creatine kinase (CK),tumor necrosis factorα (TNFα),interleukin6(IL6) and infarct size were measured. HMGB1 expression was assessed by immunoblotting. ResultsThe Results showed that treatment of BNP postconditioning could significantly decrease the infarct size and the levels of LDH and CK after 4 h reperfusion (all P
Key words:myocardial ischemia;Btype natriuretic peptide;postconditioning;reperfusion;high mobility group box 1 protein
高遷移率族蛋白1(high mobility group box1 protein,HMGB1)是一種無染色體核的蛋白質,通常被壞死細胞、凋亡細胞或者被激活的非特異性免疫細胞(如巨噬細胞和單核細胞)抵抗性的大量釋放[1,2]。 在一些心血管疾病中,HMGB1已經被證實是一種新型的促炎性細胞因子[36]。最近的研究顯示HMGB1作為一種早期促炎性細胞因子在心肌缺血再灌注過程中持續存在,與傳統的早期促炎性細胞因子例如腫瘤壞死因子α(TNFα)和白介素6(IL6)一樣,而且還能夠促進TNFα和IL6的釋放。然而,HMGB1 A box 縮氨酸(一種特殊的HMGB1拮抗物)可以減少心肌缺血再灌注損傷并抑制TNFα和IL6的釋放[3]。炎癥反應被認為是心肌缺血再灌注損傷的關鍵因素[7,8]。
B型鈉尿肽(BNP)的預處理和后處理能夠減少心HMGB1在心肌缺血再灌注損傷中有著重要的影響。
肌缺血再灌注損傷,包括減少心肌酶的增加、梗死面積和細胞凋亡[912]。本研究通過大鼠心肌缺血再灌注模型,來驗證BNP后處理是否可以通過抑制炎癥反應(包括HMGB1的表達)來減少心肌缺血再灌注損傷的假設。
1材料與方法
1.1動物準備和實驗設計SPF級雄性SD大鼠(250 g~300 g),隨機分成3組。假手術組(SO)10只:只開胸,不結扎冠狀動脈;缺血再灌組(I/R)15只:結扎冠狀動脈左前降支(LAD)30 min,再灌注4 h;腦利鈉肽后處理組(BNP I/R)15只:結扎冠狀動脈左前降支(LAD)30 in,再灌注4 。在再灌注前15 min給大鼠輸入溶解于無菌鹽水中的BNP 0.03 μg/(kg?min)[11]靜脈恒速維持至再灌注結束。
用3%戊巴比妥鈉(45 g/kg)腹腔麻醉大鼠,后背位固定,氣管插管連接動物呼吸機,頻率70次/min,潮氣量(3~4)mL/100 g,連接心電圖機,持續記錄心電圖變化。緊靠胸骨正中于左側第23肋間打開胸腔,暴露心臟,剪開心包膜,于左心耳與肺動脈圓錐之間,用穿有50縫合線的3/8彎針鉤繞LAD,下墊一帶凹槽的細小塑料管,待心電圖恢復穩定后連同細管一起結扎,以結扎后心電圖Ⅱ導聯ST段明顯上抬及心臟表面相應區域發紺和蒼白表明缺血成功;30 min后沿凹槽剪斷結扎線,以ST段下降1/2以上、心臟表面缺血區發紺和蒼白恢復表明心肌組織成功恢復再灌注。
1.2梗死面積評估再灌注4 h后,經股靜脈注入1%依文思藍2 mL,冰PBS液沖洗之后,立即置于-20℃冰箱中冷凍15 min,垂直心臟左心室長軸將每個心臟切成厚(1~2) mm 5個薄片,置入1%2,3,5氯化三苯基四氮唑溶液(TTC溶液,濃度為0.1 mol/L的磷酸鹽緩沖液PBS,pH7.4)中,37 ℃避光恒溫孵育15 min。非缺血區為藍色。缺血區內的非梗死區心肌組織含有的脫氫酶將無色氧化型染料TTC還原成磚紅色,而梗死區心肌細胞由于細胞膜損傷,脫氫酶漏出,不能將TTC還原,因此為灰白色。孵育結束后,取出心肌組織置于10%甲醛中固定12 h,分離缺血區和梗死區,用天平精確稱重,計算梗死區重量與缺血區重量的比值,即梗死面積百分比。
1.3心肌損傷評估再灌注4 h結束后,經頸動脈取血2 mL,以3 000 r/min離心15 min,提取上清,按試劑盒說明采用紫外分光光度法測定CK和LDH的活性(中國南京建成生物工程研究所)。
1.4TNFα和IL6的測量在心肌組織上層的TNFα和IL6,按試劑盒說明應用酶聯免疫吸附法進行測量(中國南京建成生物工程研究所)。
1.5HMGB1蛋白表達檢測左心室的局部缺血樣本被冷凍后應用Western blot分析HMGB1的蛋白表達量,HMGB1單克隆抗體檢測HMGB1蛋白含量[13]。(Santa Cruz,USA),用光密度儀掃描分析,以內參GAPDH蛋白條帶光密度值作為標準,計算HMGB1蛋白表達的相對量。
1.6心肌組織MDA和SOD的檢測再灌注4 h結束后,取缺血部分心肌組織按試劑盒說明測定MDA和SOD的活性,分光計分別測定532 nm 和550 nm時的吸收率。心肌組織勻漿樣本中所有蛋白質濃度采用考馬斯藍方法測定(南京建成生物工程研究所)。
1.7統計學處理應用SPSS16.0 軟件進行分析。計量資料以均數±標準差(x±s)表達。梗死面積比較采用t檢驗;多組比較采用單因素ANVOA或KruskaleWallis H檢驗,兩兩比較采用StudentNewmanKeuls檢驗或MannWhitney U檢驗。以P
2結果
2.1梗死面積在4 h再灌注后,與I/R組(52.8±4.4)%相比,BNP后處理組能夠明顯減少心肌梗死面積(28.9±3.7)%(P
2.2LDH和CK值在4 h再灌注后,I/R組血清中LDH和CK水平明顯較SO組0.182增加(P
2.3TNFα和IL6值4 h再灌注后,相比SO組,所有再灌注組的TNFα和IL6水平明顯增加(P
2.4HMGB1表達再灌注4 h后,I/R組心肌組織HMGB1表達明顯較SO組增加(P
2.5MDA和SOD的表達在4 h的再灌注后,與SO組相比,I/R組心肌組織MDA表達明顯增加,而SOD表達明顯減少(P
3討論
所有的預處理和后處理在心肌缺血再灌注損傷中都有著保護作用[14]。本研究發現,BNP后處理可以減少心肌梗死面積和心肌激酶,這也符合以往的研究結果[9,10]。BNP后處理可以減少TNFα,IL6和HMGB1的表達。而HMGB1在心肌缺血再灌注時表達增多,且促進TNFα和IL6的表達,用HMGB1處理過的大鼠心肌缺血再灌注損傷將更嚴重,而抑制HMGB1的表達可以減少這種損傷并減少TNFα和 IL6的表達[3]。Hu等[13]證實HMGB1可以促進細胞凋亡,而細胞凋亡在心肌缺血再灌注損傷中的影響至關重要。Wu等[10]報道BNP后處理可以減少心肌細胞凋亡。
活性氧可能與HMGB1的釋放有關,BNP處理能夠抑制氧化應激[14,15]。Tang等[16]證明活性氧之一的過氧化氫可以促進巨噬細胞和單核細胞釋放HMGB1。Tsung 等[17]發現培養肝細胞釋放HMGB1依舊是由活性氧控制的。Zhang等[18]發現抗氧化物可抑制HMGB1表達并減少急性重癥胰腺炎大鼠的胰腺損傷[19,20]。因此,抑制活性氧的產生可能抑制HMGB1的表達。Sun等[12]證實BNP可通過抑制活性氧的釋放來減少心肌缺血再灌注的損傷。BNP后處理可以通過抑制心肌缺血再灌注引起的活性氧來減少損傷,而活性氧正與HMGB1的表達有某種關系。本研究表明BNP后處理可以通過抑制HMGB1的表達來減少心肌缺血再灌注損傷。
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醫學影像后處理范文3
信息技術的快速發展,讓醫療影像的區域共享得以實現。PACS從科室、醫院逐漸向外延伸,走向區域。區域PACS的出現,以及在其基礎上的醫療信息共享和醫療行為對平衡醫療資源、緩解“看病難 ”問題等均有積極意義。
目前,國內多地都在進行區域PACS的嘗試,借鑒現有的區域PACS模式,探索適合自己的區域影像協同模式,是各地方醫療行政部門和大型醫院都應考慮的問題。
醫學影像的發展
1895年,德國一位叫倫琴的科學家發現了X射線,他當時一定沒有想到這個發現日后對醫學發展的巨大推動。不久后,X射線即被用于人體疾病的檢查,形成了傳統的X線診斷學,奠定了醫學影像學的基礎。
20世紀50年代~60年代,隨著超聲和核素顯像技術的日益成熟,出現了超聲成像和γ閃爍顯像。20世紀70年代末,CT、MRI和ECT的出現,醫學影像學檢查手段、檢查技術和檢查內容都發生了革命性的改變,醫學影像圖像由過去的單一方向、單一角度觀察轉變為多角度、多方位觀察。
融合,是近年來醫學影像學領域的一個熱門詞匯。中國醫科大學附屬盛京醫院院長、前中華醫學會放射學分會主任委員郭啟勇說:“醫學影像過去想融合,現在在融合,未來被融合”。融合,已經成為醫學影像學發展的必然趨勢。
中華醫學會副會長戴建平也曾指出,影像融合需要更好地融合包括X 線、超聲、核學、光學和成像在內的各種醫學影像診斷技術,充分發揮不同影像技術的作用和優勢,彌補了單項檢查成像的不足。
隨著科技的進步、設備的更新換代,PACS本身的概念也在經歷著變化。PACS是Picture Archiving and Communication Systems的簡稱,翻譯過來是醫學影像存儲通信系統。這個詞由心血管放射醫師Andre Duerinckx博士在1981年使用,1983年發表。從字面上看,當時的PACS只是影像的存儲和傳輸。
到上世紀90年代初,隨著應用軟件、圖像處理軟件技術的發展,專業醫用顯示器被發明出來,醫生可以不用把影像打印出來,直接在電腦上進行影像診斷,PACS增加了診斷的功能。上世紀90年代末,PACS又實現了影像三維后處理的功能。至此,現代PACS系統事實上具有影像存儲、影像傳輸、影像診斷和影像后處理等四種功能,已遠遠超過了當初簡單的存儲和傳輸功能。
國家食品藥品監督管理局曾在2009年《關于醫學影像診斷系統等產品分類界定的通知》,其中對“醫學影像診斷系統”的界定如此描述:對于符合DICOM標準的醫療設備的圖像進行獲取、顯示、存儲、圖像分析和處理、三維圖像提取和重建、打印及傳輸等功能的軟件。作為Ⅲ類醫療器械管理。
從以上界定可以看出,“醫學影像診斷系統”更接近現代意義上的PACS的定義。因PACS處于信息學和影像學的交叉地帶,雙方都試圖從自己的角度對其進行概念闡釋,但到目前為止似乎還未有一個彼此都認可的定義。
結合以上所述PACS的功能衍進,本刊認為可以對現代PACS系統進行如下定義:可以實現對符合DICOM標準的醫學影像的分析、處理和診斷,并可以進行圖像三維后處理的醫學影像系統。
與區域PACS相關的幾個定義
PACS行業已經在全球發展了數十年,期間經歷了多個階段的變化,從最初的單機版PACS系統,到科室級PACS系統(Mini PACS),到全院PACS系統(Enterprise PACS),目前正朝著區域級、甚至國家級PACS系統(Regional PACS)的方向發展,這一發展趨勢一方面是由醫療影像和信息技術的飛速發展所推動,另一方面也符合我國衛生部“十二五”新醫改政策中建設區域醫療中心、加強跨醫療機構協同合作、影像檢查結果互通互認的要求。
隨著醫學影像檢查設備的飛速發展和普及,在日常診斷過程中各類影像檢查的重要性也越來越突出,隨之而來的是醫學影像數據量的急劇增長,據相關機構的統計,影像數據量已經占到整個醫院業務數據量的80%以上,這就對醫學影像數據的傳輸、存儲、管理和應用提出了更高的要求。我們看到在過去的幾年間國內越來越多的醫院都已經或計劃建設本醫院內的PACS/RIS系統,實現本醫院內的醫學影像及相關醫療數據的數字化采集、傳輸、存儲、處理和共享,利用數字化、信息化的手段改善影像檢查工作流程、提高影像診斷服務質量、提升醫院影像業務的整體效率。
與此同時,隨著國家新醫改政策的推進,區域衛生信息化建設浪潮撲面而來,作為區域衛生信息化建設的核心組件之一的區域PACS系統的建設也受到了越來越多的關注。與全院PACS系統在醫院信息化建設中的重要地位相似,區域PACS系統的建設也是整個區域衛生信息化建設的核心支柱之一。
區域PACS目前還尚未有一個明確的定義,結合上文PACS的定義,本刊擬對區域PACS進行如此定義:覆蓋多家醫療機構的,可同構也可異構的,能夠實現區域內患者影像資料的統一管理,實現區域內規范的醫學影像服務,包括存儲、調閱和重現。支持遠程醫學影像業務,是區域衛生信息系統的組成部分。
與區域PACS相關的定義包括遠程醫學和遠程放射學。勃蘭斯敦(Prestom)對遠程醫學作了如下描述:“遠程醫學是利用遠程通訊技術,以雙向傳送數據、語音、圖像的方式開展的遠程醫學活動?!?/p>
醫學影像后處理范文4
傳統的PACS/RIS產品多依托十年前的IT技術架構,對IT硬件資源的利用率很低,缺少靈活性和開放性,無法做到真正的業務連續性;傳統PACS/RIS多采用C/S架構,部署和使用欠靈活,在面對大型三甲醫院的全院級PACS建設需求時力不從心;傳統PACS/RIS在圖像顯示和處理方面缺乏突破;傳統PACS/RIS流程設計僵硬,適應性改造困難且成本高昂。
SYNAPSE PACS系統
富士認為,一套符合新時期影像診斷要求的信息系統應該至少具備如下四個特征:先進和開放性的架構、靈活的部署和使用模式、優秀的圖像質量和圖像處理能力以及模塊化的流程設定工具。
富士Synapse采用全新的虛擬化技術架構,并通過良好的模塊化設計,使系統在虛擬化平臺之上獲得運行性能的最大提升,并可減少計劃內及計劃外的停機時間,使服務器更有效地運行,節省設備投資。富士Synapse還是最早采用全B/S架構的PACS產品,為實現真正的全院級部署掃清了道路。與單純的軟件廠商不同,富士為Synapse提供了最好的影像呈現質量和豐富的圖像處理工具。富士同時為適應中國客戶的個性化需求,推出了完全本地化開發的RIS產品Fabric,通過同樣模塊化的設計,能夠更好地適應不同地區、不同客戶對影像診斷工作流程的個性化需求。
3D圖像后處理系統
CT、MRI等2D圖像通過富士獨有的圖像處理技術合成3D圖像立體顯示。在3D圖像后處理方面,有測量血管內徑、自動測量臟器容積、去骨和臟器抽取等豐富的功能。在呼吸等領域的高精度3D后處理可以自動檢測出1mm以下的支氣管、肺動脈和肺靜脈等。SYNAPSE 3D自2008年在日本及美國市場應用以來,以其卓越的圖像處理技術和臨床所需高精度后處理圖像獲取的便捷獲得了市場的認可,取得了很高的市場占有率。
系統主要特點有:擁有豐富的圖像后處理功能,包括冠狀動脈、心臟、肝臟和肺切除后處理,血管提取,容積計算,氣管管鏡模擬,支氣管、肺動脈和肺靜脈的自動提取,以及COPD(慢性阻塞性肺疾病)的輔助診斷;系統采用服務器集中處理方式,通過單獨的高壓縮圖像處理技術實現了Thin Client(瘦客戶機)快捷瀏覽和操作后處理3D圖像,大大降低了醫院的設備投資;操作簡單,通過一次按鍵即可實現血管、骨髓、支氣管提取和去骨等功能。
心血管圖像報告管理系統
心血管圖像報告管理系統由富士膠片和美國著名心臟超聲領域的專家共同開發,具備心臟疾病診療所需要的動畫表示、管理功能及針對每個病狀的報告模板,可以簡單生成檢查報告,有效提高了診斷效率,在美國及日本得到了很高的評價。
系統主要特點有:擁有與各種心血管領域檢查相對應的多彩的應用模塊,對心血管造影、超聲和核醫學等各種診斷設備所生成的動畫統一管理,能夠與過去的檢查圖像在一個畫面中進行比較,輔助醫療診斷,支持LVA、QCA功能;有適合各種不同檢查的報告模板,從而提高檢查報告的書寫效率,可對圖等進行自由編輯,豐富檢查報告的內容;通過和Synapse的無縫連接可以在任何終端瀏覽其他檢查的影像和報告,極大改善了工作流程。
類似病歷查詢系統
富士膠片和日本靜岡縣癌癥中心共同開發了類似病歷查詢系統,特別是對肺癌診斷提供CT圖像的類似病歷檢索。肺癌是癌癥中死亡數及死亡率最高的疾病,肺癌診斷通常是專業醫生通過胸部X線、CT檢查,就陰影的大小、形狀等進行判斷,需要很高的閱片能力。隨著CT設備的高性能化,可以提供更多更清晰的圖像,但同時也給放射科醫生帶來了巨大的工作負擔。本系統利用大量已確診病歷的檢查圖像及診斷結果,與富士膠片的高度圖像處理技術相結合,把檢查圖像瞬間和病歷庫進行比較,按照相似度的順序排列出類似病歷,醫生可參考比較結果來進行診斷。根據日本靜岡縣癌癥中心統計,約90%的病歷得到了有效的查詢結果,并通過參考這些病歷而縮短了書寫診斷報告的時間。
系統主要特點有:可對病變特征相似的圖像瞬間進行查詢,按照相似度排列,醫生以過去的正確診斷圖像為參考,進行圖像診斷;系統保存有肺癌等約1000個確診病歷庫,豐富的病歷庫可對醫生的圖像診斷提供支援,醫院也可以登錄本院的病歷來豐富病歷庫;把檢索到的病歷診斷報告作為參考,提高檢查報告的書寫效率;過去大量的診斷圖像及診斷報告可作為參考為實習醫生提供教學素材,提供科研教學的資料。
富士檢查影像綜合管理系統
醫院各個部門產生的各種圖像和報告分別保存在各部門的系統中,很難實現統一調閱。
富士檢查影像綜合管理系統把放射、超聲、內鏡、生理、病理和心血管等部門的影像及報告系統的信息進行統一管理,并以Web形式實現和HIS、EMR及各部門系統的融合,通過HIS或電子病歷畫面點擊一次按鈕就可以瀏覽患者的所有圖像及報告。
富士遠程影像診斷系統
國家縣級醫院能力建設投入大量資金改善基礎醫療設施,購置醫療設備。城市社區醫療服務中心近年發展迅速,醫療環境和醫療資源配置得到了極大改善。大量市屬二級醫院亟待尋找發展空間,醫療聯盟發展模式得到了政府和市場的認可,新的醫療服務模式正在催生遠程影像診斷醫療服務模式走入臨床應用階段。
富士公司技術團隊在實施項目的過程中了解到,一些基層醫院在國家投資和扶持下,快速改善了醫療環境,添置了大型醫療設備,有效地改善了當地醫院的服務能力和診斷能力。但也面臨著一些醫療服務過程中的突出問題,比如缺乏有經驗的影像診斷醫生,有經驗的拍片技師不足,對復雜的信息化規劃和建設應對不足等。
結合富士公司在國外其他國家遠程影像診斷項目的成功經驗,以及富士PACS產品Synapse本身基于互聯網應用的獨特優勢,產品開發團隊深入基層醫療機構了解實際醫療需求和服務流程,經過廣泛的應用調研和兩年多的產品開發,基于富士Synapse PACS系統的遠程影像診斷系統,以及與之相結合的遠程會診信息管理系統,開發完成了信息集成和交互系統,并與北京二十一世紀醫院遠程影像中心開展合作,成功部署和開展了臨床應用,目前已接入上百家基層醫療機構和眾多專家資源。真正做到了遠程影像診斷實時響應和臨床應用、全過程跟蹤質量管理、及時互動消息平臺服務等眾多創新應用,得到了基層醫院和專家的積極反饋和高度評價。
醫學影像后處理范文5
【關鍵詞】數字化影像 檢查方法 成像手段
中圖分類號:R81 文獻標識碼:B 文章編號:1005-0515(2012)2-325-01
隨著生物醫學工程、計算機、微電子技術及信息科學技術的進步, 醫學影像學(技術)在當今取得了長足的發展, 使單純的放射診斷科室發展成為集診斷與治療于一體的大型臨床醫學影像科室。CT、MRI、DSA、CR、DR、PET、SPECT以及超聲等先進影像設備應用于臨床并深刻地改變著原有影像技術實踐的內涵,先進的影像設備和技術對專業人員素質也相應地提出了更高的要求[1]。如何促進影像技術人員與高精尖設備的有機結合, 如何發揮醫學影像學先進技術在醫學實踐中的作用, 是當前醫學影像技術人員面臨的重要課題。本文結合我國醫學影像技術隊伍的現狀, 結合多年的醫學實踐經驗, 提出醫學影像學技術隊伍發展的新方向,新途徑。
1 材料和分析
1.1 新設備對技術人員的寬容度越來越大,技師發揮的舞臺越來越小 隨著科學技術的發展,特別是計算機技術的發展,X線設備對人的依賴越來越少。現在許多大醫院都采用DR,CR,數字化影像系統以及激光自動洗片系統, 數字化影像系統的后處理技術可以改變窗寬、窗位明暗對比度以及邊緣勾勒等新技術, 不僅可以提高圖象質量而且大大地降低了對操作技能的要求, 而激光自動洗片系統的運用,幾乎拋棄了原有的暗室技術。從而使放射科技師在整個醫學影像實踐中的經驗發揮的作用越來越有限,這是醫學影像發展必然。數字化影像已經使放射專業從技能型向知識型轉變, 設備的性能對醫學影像的影響越來越大, 這就要求影像科的技師不光懂得醫學常識,還要了解設備性能,知識更新的速度要跟上數字化變革的步伐[2]。
1.2 影像檢查方法的多樣性決定技師要掌握的知識越來越多?,F在的高端數字影像設備,比如說CT,它的成像介質雖然還沒離開X線,但與X線投影已經有著本質的區別。已經不是經典意義上的X線投照,而是經過X線掃描斷層后的計算機成像,雖然它還保留著千伏,毫安,毫安秒等成像參數的自由設定,但是CARE技術(自動調節系統)的應用,使人為的干預越來越少,但是技師要求掌握的知識卻越來越多,比如說選擇斷層掃描還是螺旋掃描,是否需要動態掃描等,圖像后各種處理技術等等。還有磁共振,它的成像原理早已超出了X線的范疇,它是通過磁場激勵和磁場能量轉換的方法來成像。成像手段很多,比如說T1像,T2像,質子像,彌散像,腦功能成像等等,分別對應不同的成像參數,成像因子,內涵越來越豐富,外延越來越廣。因此要當好影像技師,如果對這些成像原理,成像方法,以及成像參數,沒有很好的理解和運用,那是很難當好影像科技師的。
1.3 檢查方法的正確運用對疾病的診斷起到了關鍵性的作用,技師的醫學水平正受到考驗。現在醫學影像檢查的水平在原有解剖顯象基礎上,已經到了分子成像水平,比如PET-CT等。技師如果對病理病因了解不足,就很難安排好掃描方法和掃描序列。比如說,CT的薄層掃描,它對肺的孤立性結節,肝小囊腫等鑒別診斷是很有意義的。但是技師如果對疾病的認識不足,經常就會漏掃。MR的掃描的序列意義就更多了,MR壓 脂,MR彌散,MR波普,MR功能成像等,這些成像原理,方法以及診斷已經是緊密得不可分割。所以現在一些三甲醫院MR經常是由醫生在操作。我們得承認如果對疾病的認識不足,如果檢查方法運用不正確,可能會給疾病診斷帶來麻煩。因此筆者認為,技師應該懂得更多的醫學知識,從而使檢查更加規范化,合理化。
1.4 設備新技術新功能的開發,技師責無旁貸。一臺高端設備,少則幾百萬多則幾千萬,我們購買的不光是裸機硬件的價值,實際上還包含了軟件的費用,在許多醫院多存在軟件功能閑置,或者功能開發不全的現象,造成了資源的浪費,好多1.5T的MR,不會做MR波普分析,MR腦功能分析等。醫院一般對購買設備熱情普遍較高,而對設備的功能開發卻不那么重視,這一點,技師應該責無旁貸,應該擔當起這個責任。從另一個角度上說,新設備為開展位新技術新業務提供了平臺,為我們技師提供了廣闊的發揮空間,應該熟練運用手中的武器,積極參與到新課題和科研中去,為課題的設計提出意見和建議。只有這樣才能發揮好技師的作用,體現一名技師的價值,。
2 討論與結果:
當代的醫學影像專業技師已經不是過去一般的攝影師(攝片技師),不管是從內涵還是外延都增加了許多新的元素,不可同日而語,要想真正成為一名合格的技師,必須兼備理工和醫學,并且能熟練運用各種檢查方法,否則將會被時代無情的淘汰;作為醫學影像技師,做出符合疾病診斷要求的醫學影像,這才是一名醫學影像技師的發展方向。
參考文獻
醫學影像后處理范文6
關鍵詞: 泌尿生殖系統; 數字化X線攝影; 靜脈腎盂造影; 診斷
1 資料與方法
1.1 資料 2008年9月~2009年11月,我們對臨床懷疑泌尿系統疾病并適于行IVP檢查的117例患者,利用DR系統行IVP,其中,男68例,女49例,年齡30~60歲。臨床表現為腰部及中下腹不適,疼痛等,有的尿檢有異常。
1.2 方法 使用SMS數字化X線攝影裝置。先常規拍攝泌尿系平片(KUB),然后腹部加壓,經肘靜脈注射造影劑(碘伏醇40~60 ml),適時攝片。必要時延時攝片。數字化X線攝影裝置曝光后即可在顯示器上得到原始圖像,然后傳送至PACS系統,利用后處理軟件對其進行窗寬,窗位,邊緣銳利度,噪聲等參數調節,從而得到符合診斷要求的最佳圖像并進行儲存。最后對圖像進行激光打印。
2 結果
本組117例患者中,泌尿系結石73例,畸形12例,腫瘤7例,結核3例,陰性及其它22例。除陰性結石不顯影或腎臟重度積水無功能不顯影外,各組圖像均能不同程度的顯示病變基本形態,位置及范圍。腎盂、腎盞,輸尿管及膀胱顯示清晰,圖像層次豐富,均能符合診斷要求,較好地滿足了臨床診斷的需要,無廢片及重拍片。
3 討論
IVP是泌尿系統疾病診斷的重要方法之一,它不僅能了解泌尿系統的病理形態,還能了解腎臟的排泄功能。通過DR系統在IVP中的應用,使IVP的診斷準確率得到很大提高。
DR系統具有多種處理技術,如諧調處理,空間頻率處理,影像邊緣增強等。以及通過對原始圖像的窗寬、窗位、噪聲等參數的調節,可得到高質量的影像,特別對腎臟輪廓及顯影不佳的腎盂腎盞,乃至皮膚,肌肉的軟組織輪廓顯示更加清晰,從而提高了病變的檢出率,使患者得到及時診治。
DR系統與傳統X線攝影相比,前者曝光寬容度大,可在允許范圍內對攝影部位比較大的動態范圍的X線曝光劑量獲取較為穩定的,適宜的光學密度影像,比如當曝光不足或過量導致腎臟形態,腎盂腎盞及輸尿管顯示不清楚時,仍可以使用后處理軟件進行彌補,從而達到理想的診斷效果。
因DR系統寬容度大,也避免了因拍攝參數選擇不當導致的重拍,從而降低了被檢者接受的X線輻射劑量,同時又延長了X線球管的使用壽命。
DR系統可進行數字化存儲,便于進入網絡系統,可節省部分,甚至全部膠片,也可節約片庫占有的空間及經費;實現數據庫管理,有利于查詢和比較,實現資料共享,遠程診斷等。
【參考文獻】