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生物医用无机纳米颗粒的表面修饰研究进展
纳米材料由于其极小的尺寸，拥有许多常规材料所不具备的优良特性，如光学性能、电磁学性能、热力学性能、量子力学性能等，使其在诸多领域尤其是在生物医学领域具有广阔的应用前景。生物医用无机纳米颗粒是指纳米级的无机纳米核分散于溶剂中所形成的胶体分散系统。无机核的组成包括贵金属（如 Au、Ag、Pt、Pb等），半导体材料（如 CdSe、CdS、ZnS、TiO2、PbS等），磁性材料（如 Fe2O3或 Co纳米颗粒）以及复合材料（如 FePt、CoPt等）。依据其组成材料的不同，纳米颗粒可具有一系列独特性质，诸如高电子密度、强光学吸收性质、磷光或荧光性质及具有磁矩等。
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组织CT值及电子相对密度的测定及结果分析
三维治疗计划系统(3DTPS)计算剂量及其分布的准确性与输入组织结构的CT值密切相关,因此CT机应用于放疗计划时有必须测量CT值及相对电子密度关系数据,并输入TPS将其使用的CT图像及其CT值与生成该图像的CT机及其扫描条件对应起来,以提高校正非均匀组织照射剂量的准确性.
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兔颞下颌关节盘前移位的透射电镜研究
我们采用透射电镜观察手术造成兔颞下颌关节盘前移位后，髁突与关节盘的超微结构改变。 1.材料与方法：4～6个月龄日本大耳白兔10只，体重2～3 kg，随机分为正常对照组(2只)，手术和手术对照组(8只)。实验动物一侧颞下颌关节为手术组，另一侧为手术对照组。手术组动物用缝线拉关节盘前移，实验方法已报道。对照组的手术步骤与手术组相同，但不将关节盘拉向前方。2只正常对照组动物和8只实验组动物分别于术后2周(2只)、4周(2只)、8周(2只)、12周(2只)处死。取出关节盘和髁突固定24 h，髁突用5% EDTA脱钙2～3周。关节盘本体、双板区和脱钙后的髁突分别切成1 mm×1 mm×3 mm的组织块。标本固定，梯度脱水，包埋，切片，染色，透射电镜观察。 2.结果：手术对照组与正常对照组无明显差异。手术组肉眼见7侧为关节盘前移位，1侧为关节盘后带穿孔。透射电镜观察发现，关节盘前移位标本术后2周组髁突表层胶原纤维溶解，软骨细胞胞浆内有大量扩张的粗面内质网，线粒体肿胀，存在大量微丝。软骨细胞周围有大量的胶原纤维包绕，软骨陷窝消失。术后4周见髁突表层细胞成分减少，未分化间充质细胞比术后2周组增多，软骨细胞的细胞突起减少，胞浆内有大量粗面内质网，有大的空泡，部分软骨细胞出现核固缩，软骨陷窝消失。关节盘软骨细胞样细胞边界不清，细胞核异染色质凝集，胞浆细胞器模糊，甚至出现细胞核溶解。术后8周组见髁突深层的软骨细胞增多，胞浆内粗面内质网扩张，大量的微丝，空泡以及电子密度增高的小体，大量软骨细胞核固缩甚至溶解。关节盘胶原纤维排列紊乱，软骨细胞样细胞溶解，出现变性胶原纤维以及弹力纤维的断面。术后12周组见髁突未分化间充质细胞及软骨细胞明显增多，软骨陷窝消失，细胞内外有大量的电子密度增高的小体，部分软骨细胞核固缩。关节盘软骨细胞样细胞电子密度明显增高，胶原纤维束界限模糊，组织中可见弹力纤维的断面。 关节盘穿孔的标本见髁突部分软骨细胞核染色质变深，甚至出现核固缩。关节盘胶原纤维排列紊乱或断裂，其内有大量电子密度增高的物质。软骨细胞样细胞边界不清，粗面内质网增多、胞浆内出现空泡，细胞周围的陷窝消失。 3.讨论：我们用手术造成关节盘前移位的动物模型，经透射电镜观察，早期髁突纤维层胶原纤维溶解，细胞破坏。未分化间充质细胞消失。软骨细胞胞浆内，粗面内质网扩张，线粒体肿胀并出现大量微丝，软骨陷窝消失，说明关节软骨出现了早期的退行性改变。由于髁突软骨的未分化间充质细胞有修复潜力，所以早期的退行性改变是可逆的。术后4周见髁突软骨内未分化间充质细胞及软骨细胞增多，软骨细胞胞浆内有大量的粗面内质网。粗面内质网与高尔基复合体的出现，可产生蛋白多糖和胶原，表明关节软骨有修复反应。但同时由于存在软骨细胞坏死，电子密度增高的小体与空泡增多说明有退行性改变。Toller等认为髁突软骨细胞成团，粗面内质网扩张，出现电子密度增高的溶酶体样小体，细胞内微丝集聚，细胞坏死增多，细胞外基质小泡增加，胶原纤维退行性改变并出现巨大胶原纤维和弹力纤维，均是骨关节病变的表现。本项研究关节盘穿孔和关节盘前移位后期的动物标本超微结构改变与其相似。
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幽门螺杆菌的生物学特性及其感染的胃粘膜病理学特点
幽门螺杆菌(helicobacter pylori,Hp)是在胃内生长的一种常见细菌,目前认为与慢性胃炎、消化性溃疡、胃癌、胃粘膜相关淋巴瘤等疾病均有关系.1 Hp的生物学特性幽门螺杆菌呈"S”形或弧形,革兰染色阴性.新鲜培养物湿涂片在相差显微镜下可见到典型形态和活泼的动力.电镜下菌体呈螺旋形弯曲,长1.5～5.0μm,宽0.3～1.0μm.表面光滑,末端钝圆,一端具有2～6条带鞘鞭毛,长度稍长于菌体,每一鞭毛基部与菌体细胞膜上直径约50nm的圆球状结构相连,内侧有一电子密度降低区域.
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不同扫描部位采集的CT值-电子密度转换曲线对放疗剂量的影响
目的:探讨不同扫描部位采集的CT值-电子密度转换曲线对放疗剂量的影响.方法:利用CIRS062不均匀等效模体在同一台CT模拟机和相同的扫描参数条件下分别获取头部、胸部和腹部3种模式下的CT值-电子密度转换曲线,选取脑胶质瘤、肺癌和胃癌各8例患者通过Pinnacle 9.8放疗计划系统利用3种模式下的CT值-电子密度转换曲线进行剂量计算,分析照射剂量的偏差,包括机器跳数值、靶区和危及器官的剂量体积直方图(dose volume histogram,DVH).结果:在同一定位扫描参数下,头部与腹部的CT值-电子密度曲线和照射剂量均无明显差异(P＞0.05);但头部和腹部与胸部模式的CT值-电子密度转换曲线有明显差异(P＜0.05),尤其是在高密度组织处的CT值变化较大,但靶区和危及器官的剂量偏差均小于2％.结论:不同扫描部位下采集的CT值-电子密度转换曲线对剂量计算有一定的影响,对于头部与胸部肿瘤应该尽量选择各自扫描模式下的CT值-电子密度转换曲线进行剂量计算,以保证治疗计划剂量计算的精度.
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糖皮质激素局部封闭对兔肌肉组织的影响
目的:探讨糖皮质激素局部封闭疗法肌肉组织萎缩的形态学基础.方法:选择健康成年新西兰大耳白兔24只,随机分为实验组与对照组.实验组肌注糖皮质激素,对照组注射相应剂量的生理盐水.取相应部分肌组织,光镜及电镜下观察肌肉组织显微及超微结构及图像分析.结果:实验组肌肉纤维排列紊乱,肌细胞完整,未见变性坏死,细胞核位于肌细胞的边缘,肌节部分消失,肌细胞直径减小,单位面积下肌细胞数目明显增多,与对照组细胞大直径和细胞数差异有统计学意义.电镜下臀大肌纤维实验组肌注侧与对照侧明显减小,II型肌纤维电子密度明显高于I型肌原纤维,且II型肌纤维自身电子密度不均,排列扭曲.对照组II型肌纤维没有以上相应改变.结论:糖皮质激素具有诱导肌萎缩的作用,可引起局部及全身的肌肉均萎缩,其肌肉细胞大直径减小,细胞数目减少,且影响II型肌原纤维的分布与排列.
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电子密度对药物活性的影响
各种药物分子内电子云密度分布往往是不同的.季铵型药物如苯扎溴铵、度米芬、消毒净等,在体液中可电离成阳离子和阴离子.
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桥粒与皮肤病
桥粒（ desmosome）是上皮细胞特有的一种细胞间连接结构。表皮角质形成细胞间的连接主要有三种形式：桥粒、粘附连接及缝隙连接。其中以桥粒的分布多，每 100 μ m2约有 160个桥粒。桥粒具有很强的抗牵张力，通过相邻细胞间张力细丝网的机械性连接，形成一连续的结构网，使细胞间的连接更为牢固。桥粒结构的破坏势必引起角质形成细胞松解，形成表皮内裂隙或水疱。 一、桥粒的超微结构 桥粒由相邻细胞的细胞膜发生卵圆形致密增厚而共同构成。桥粒为圆形或椭圆形小体，电镜下呈盘状，直径约为 0.2～ 0.5 μ m，厚约 30～ 60 nm。连接区相邻两细胞膜平行，电子透明细胞间隙宽约 20～ 30 nm，内含低密度细丝状物，间隙中央为电子密度较高的致密层，称为中央层 (central stratum)，中央层的中间还可见一条更深染的间线 (intermediate line)，为高度嗜锇层，厚约 5 nm，中央层的粘合物质是糖蛋白。
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油酸致ARDS过程心肌脂质过氧化和一氧化氮的动态变化
目的:观察急性呼吸窘迫综合症(ARDS)合并左心功能降低时血浆和心肌组织脂质过氧化和一氧化氮(NO)的动态变化,以了解它们在左心功能降低中的作用.方法:用油酸(OA)静脉注射诱发兔肺损伤所致ARDS模型并分为30 min、60 min、90 min和120 min 4组.结果:(1)油酸各时间组血浆和心肌组织的GSH-Px和MDA含量与对照组相比有显著差异(P＜0.05,P＜0.01),而且二者呈负相关(r=-0.93,P＜0.01);(2)油酸30 min和60 min组血浆NO含量高于对照组(P＜0.01),在油酸90 min和120 min比油酸60 min组又有显著减少(P＜0.01);(3)心肌组织NO含量在油酸30 min时比对照组明显增加(P＜0.01),而在油酸60 min以后各组与油酸30 min组相比又有所减少(P＜0.01);(4)电镜下见到对照组心肌组织结构正常.OA 90 min组可心肌细胞水肿;肌原纤维有破坏、肌丝断裂;明暗带结构不清楚;线粒体固缩、基质电子密度增大;心肌细胞内质网扩张;胞浆内糖原颗粒减少;心肌细胞核肿大、染色质减少.OA 120 min组可心肌细胞水肿加重;肌原纤维重度破坏;线粒组固缩加重并出现高电子密度颗粒;细胞核不规则、核内染色质明显减少;细胞内糖原颗粒几乎不见.结论:油酸致ARDS过程左心功能降低与脂质过氧化和NO改变有关.
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壳聚糖对实验性脂肪肝大鼠肝脂质及肝细胞线粒体变化的影响
目的:探讨壳聚糖降肝脂作用及对肝细胞线粒体脂质过氧化、膜脂流动性、超微结构及立体定量分析的影响.方法:采用低剂量CCL4后肢注射,并高脂饮食复制大鼠脂肪肝动物模型,同时给予高、中、低3种不同剂量的壳聚糖防治,观察肝内脂质蓄积情况、肝细胞线粒体膜的流动性、MDA含量、电镜超微结构、体密度(Vv)、数密度(Nv)及比表面(σ)的变化.结果:中等剂量的壳聚糖可明显降低大鼠肝脏TC、TG及线粒体MDA含量,增加线粒体膜的流动性,与模型组相比,差异显著.电镜观察表明:模型组大鼠肝脏线粒体数目明显减少,基质电子密度增高,嵴较模糊、排列紊乱.立体定量分析显示:Vv、Nv、σ均显著低于对照组.中高剂量的壳聚糖应用后,上述病症明显好转,其改善程度随用药剂量的增加而增加.结论:壳聚糖的降肝脂作用除了减少脂肪的肠道吸收外,还可减轻肝脏的脂质过氧化,修复线粒体的结构和膜脂流动性,从而改善脂肪的β氧化,达到保护肝脏,减轻肝脂变的作用.
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不同图像灰度-密度校准曲线对螺旋断层放疗系统剂量计算的影响
目的:探讨不同图像灰度-密度校准曲线(IVDT)对螺旋断层放疗系统(Tomo)计划剂量计算的影响.方法:用3台不同CT设备分别以头部、胸部、腹部的扫描条件扫描含有已知密度插件的Tomo phantom模体,采集所有密度插件CT值并取其平均值,并在Tomo计划系统中建立IVDT曲线.然后选取头部、胸部、腹部各5例患者,同时用3种不同的IVDT曲线在Tomo计划系统中用相同的射野宽度、螺距和调制因子进行计划设计,比较3种方案计划靶区的均匀性指数、适形度指数、大值、小值、出束时间和危及器官的剂量体积直方图指标的差异.结果:两台千伏级CT机所得IVDT曲线基本一致,而兆伏级CT所得IVDT曲线在密度为0～1.2 g/cm3处与其它两条IVDT曲线几乎相近,在密度为1.2 g/cm3(CT值200 HU)附近有明显的拐点.采用单因素方差分析可得:3种方案靶区均匀性指数、适形度指数、大值、小值和头部、胸部、腹部各正常组织的剂量学参数差异均无统计学意义(P＞0.05).结论:用不同CT机、不同扫描条件定位时,用采集的CT值建立IVDT曲线有微小差异,但是不同IVDT曲线对剂量计算无统计学差异,故无需重新建立新的IVDT曲线,可提高物理工作者的工作效率.
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基于单线性关系的兆伏CT值-电子密度转换的可行性
目的:建立Hi-ART螺旋断层放疗系统的兆伏CT(MVCT)值与电子密度的关系,并探讨用于放疗剂量计算的可行性.方法:根据X射线与物质的相互作用规律推导得到3.5 MV的X射线衰减系数随电子密度变化的一元线性模型.采用CIRS 062体模在Hi-ART螺旋断层放疗系统和GE LightSpeed 16排CT机上分别进行扫描实验.对MVCT值与电子密度做线性拟合,根据拟合方程计算电子密度并分析误差;对kVCT图像根据常规化学当量校准法建立CT值-电子密度转换曲线.结果:MVCT值与电子密度线性拟合的可决系数r2=0.998 8.除肺组织等效材料(-7.16％)之外,根据拟合方程得到的电子密度测量值相对误差均在士2％范围.结论:根据MVCT值-电子密度的单线性关系可准确获得电子密度测量值,可用于放疗剂量计算.
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模拟定位CT的机型及扫描参数对CT值和噪声的影响
目的:探讨模拟定位CT的机型及扫描参数对CT值和噪声的影响.方法:分别使用Siemens SOMATOM Definition AS、Philips Briliance Big Bore和GE Discovery CT590 RT CT模拟定位机扫描CIRS-062M电子密度模体,建立CT值-电子密度曲线,比较不同CT机的扫描结果;使用Siemens SOMATOM Definition AS型CT模拟定位机采用不同扫描参数对CIRS-062M电子密度模体进行扫描,分析管电压、管电流、扫描层厚、重建算法、扫描位置对CT值和噪声的影响.结果:不同CT模拟定位机得到的各组织等效插件的CT值在低密度部分基本一致,高密度部分差异较大,图像噪声差异不明显;管电压对高密度组织的CT值及图像噪声影响显著;扫描位置对各组织等效插件的CT值有不同程度的影响,对图像噪声影响不明显;管电流、扫描层厚、重建算法对CT值-电子密度曲线影响不大,但对噪声的影响较显著.结论:CT机型和扫描参数会影响CT值的准确性,模拟定位时需要严谨的质量保证和控制措施.
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放疗计划CT值的校准检测及其影响因素分析
背景与目的:放射治疗计划系统(treatment planning system,TPS)依赖CT扫描得到的CT值建立CT-密度转换曲线,并根据转换所得的组织密度(或电子密度)进行组织不均匀性剂量校正计算,从而得出放射治疗计划的剂量分布.同一组织在不同的扫描条件下得到的CT值可能产生相当大的差异,从而导致剂量计算的误差.本研究利用等效模体在不同条件下进行CT扫描,测量各因素对CT值影响的大小及分析各影响的相对严重程度.方法:用含有已知密度的不同组织替代材料组成的模体在不同的CT扫描条件下进行CT值测量,评价扫描参数、患者体形和CT床面等因素对CT值的影响.实验条件分为3组:(1)以不同的扫描电压、层厚及扫描方式(逐层/螺旋扫描)对相同模体进行CT扫描;(2)改变各不同密度的组织替代材料在模体中的位置和排列顺序,固定CT参数进行图像扫描;(3)扫描参数不变,分别将相同模体置于床面和悬空进行比较扫描和CT值测量.结果:扫描电压和床面分别对高密度组织和低密度组织的CT值影响较大,前者对皮质骨模型的CT值改变可达150 Hu(12.7%),后者对水模的CT值改变达26.34%.模体几何位置对CT值的影响可以忽略(＜3%).结论:不同的CT扫描参数和定位条件可能使某一组织重建影像的CT值发生改变,从而造成TPS剂量计算误差.尤其以扫描电压和定位床面的散射对CT值的影响为甚.已知密度的不均匀体模可以用于放射治疗计划CT扫描的质量保证检测和CT值的校准.各放疗中心应根据实际测量和校准结果制定统一的CT定位扫描规范,对每一患者采用一致的扫描参数和定位条件,以保证治疗计划剂量计算的精度.
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21世纪的医学影像
一、医学影像反映的属性 利用不同成像方法所获得的医学影像可以揭示病人的不同特性。如表所描述：这些特性包括病人的透射率、不透度、发射率、反射率、传导率、磁化率、分子弛豫常数以及这些特性随时间的变化。在一个影像中显示出这些特性能够揭示一个病人的内在属性信息，例如：射线投影和X射线计算机体层摄影(CT)等技术会受病人组织内在属性如平均原子序数及物质和电子密度的影响；核医学成像，过程中发射型计算机体层摄影(ECT)，包括使用发射正电子药物的正电子发射体层摄影(PET)和单光子发射计算机体层摄影(SPECT)，揭示了药物的空间和时间分布
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改进电镜底片反差法的探讨
镜底片的反差,是反映生物组织结构的不同部位对电子散射的程度[1],即由于电子密度的不同,所形成的影像密度反差.其电子密度高低,显示了影像深浅程度的差别.差别大为反差强,差别小为反差弱.一般电镜底片的反差常常偏弱,我们通常多用硬性反差的3号放大纸扩放.但另一些底片因影调平淡,反差低,后难以获得满意的电镜照片,影响电镜照片展现超微结构资料和证据的价值.而使用放大机提高电镜底片反差的方法未见报道.本文通过暗室技术途径[2],利用放大机改进电镜底片反差,取得了满意的效果,现介绍如下.
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双能CT Rho/Z定量分析体内上尿路钙结石亚型的初步研究
目的 探讨双源双能CT电子密度(Rho)及原子序数(Z)定量分析体内上尿路钙结石亚型的价值.方法 共纳入55例钙结石,结石离体前均行双源CT双能量模式扫描,以红外光谱分析结果作为金标准,分为4组:组1[一水草酸钙(COM),12枚],组2[COM+二水草酸钙(COD),9枚],组3[COM+碳酸磷灰石(CaP),8枚],组4[COM+COD+CaP,26枚],后将组2、组3、组4融合为新的1组,为混合钙结石组.通过获得的Rho/Z,对不同类型的钙结石进行定量分析.结果 ①4组比较时Z有统计学差异,而Rho则无统计学差异;两两比较时,组4与其他3组的Z有统计学差异.②COM的Z低于混合钙结石,受试者工作特征曲线(ROC曲线)分析COM的曲线下面积(AUC)为0.738,截取值为12.38.结论 双源双能CT成像技术获得的Z有助于区别不同类型的钙结石,在术前评估中具有重要价值.
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川芎嗪氮上取代对血小板聚集性的影响
以川芎嗪为对照观察川芎嗪1-N-氧化物和川芎嗪1,4-二氧化物对血小板聚集性的影响.结果发现1-N-氧化物作用较盐酸川芎嗪弱;1,4-二氧化物几乎没有作用.提示川芎嗪的抑制血小板聚集作用与其氮上的电子密度有关.
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两种模体在不同扫描模式下CT值的采集校准及影响因素分析
目的:探讨两种模体在同一台CT模拟机上不同扫描模式下CT值的采集校准及影响因素分析.方法:利用CIRS062模体与Catphan600模体在同一台CT模拟机和相同的扫描参数上分别获取头部、胸部和腹部模式下的CT值,并将这两种模体在这三种模式下采集的CT值进行比较分析.结果:在同一定位扫描参数下,两种模体在头部与腹部模式的CT值均无明显差异,但与胸部模式的CT值有明显差异,尤其是在高密度组织处的CT值变化较大.结论:头部或腹部模式下采集的CT值与胸部模式下采集的CT值有明显的区别,在放射治疗中,有必要针对不同部位的肿瘤建立相对应的CT值-电子密度转换曲线,以确保肿瘤放疗计划剂量计算的精确度.
