精准医学发展前景范文

时间:2023-10-17 17:24:19

导语:如何才能写好一篇精准医学发展前景,这就需要搜集整理更多的资料和文献,欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文,供你借鉴。

精准医学发展前景

篇1

本周海通证券推荐了荣之联(002642),理由包括第四季度的业绩看点,以及精准医学与UBI车险市场的爆发性增长。二级市场上,近期荣之联随大盘而动,股价有所回调,近日有回升迹象。公司正处于业务换挡期,未来新业务的爆发有望带动股价重回上轨。

海通证券指出,荣之联前三季度业绩平稳增长,看点在四季度。2015年前三季度公司实现营收9.7亿元,同比增长1.57%;实现归属于上市公司普通股股东的净利润7393万元,同比增长2.14%。第三季度单季实现营收3.3亿元,同比下降9.29%;归属于上市公司普通股股东的净利润1369万元,同比下降41.28%。公司业绩小幅增长,根据半年报披露的数据,认为主要是来自于收购车网互联后车载信息终端业务的增长。公司预计,2015年全年归母净利润增长15%-45%。

公司在精准医疗方面的布局也成为荣之联未来发展的一大看点。公司深耕生物信息服务领域多年,有望受益精准医学爆发性增长。据了解,荣之联选择了与华大基因合作,为其建设了生物云计算数据中心(生物云一期),在建设运维管理系统、高性能计算系统资源管理和作业调度、海量存储系统、高强度网络传输及数据分析和3D格式化等方面积累的坚实的技术基础,具备实施生物信息IT基础架构的设计及建设能力。

此外,公司定增项目研发生物信息一体机,将大幅缩短全基因组测序,同时建设大型数据中心提供基因测序领域对海量数据存储和计算分析的需求。基因测序成本大幅下降将使精准医学进入普通医疗领域,在医院的普及将带动基因测序爆发性增长,公司凭借生物信息服务多年的积累,将直接受益。

篇2

关键词:食品;微生物;检验内容;检验技术

最近这几年,食品安全的问题受到了社会各界人士和群众的关注。就现阶段实际情况来看,由微生物污染而导致的食源性疾病是较为突出的一个问题。所以一定要不断提升和完善微生物检验工作水平,加大对检验技术的研究力度,完善相应的技术检验体系,进而为食品安全水平的提升奠定基础。

1 对微生物检测的要求

在对微生物进行检验时一定要满足以下要求:①要有专业人员按照无菌原则,并使用专业取样设备来以保证取样质量;②在检验实验室中要配置完善的检验设备和设施,并且要按照操作流程以及检验制度来完成食品微生物的检测;③要确保实验室中有配套培养基以及检测设备,并要保证设备所处环境中温度的统一性[1];④要在无菌的条件下进行取样,并使用无菌装置存放,同时在运输过程中保证样本的完成性,进而保证样本检验的精准性。

2 对食品进行微生物检验内容的分析

2.1菌落总数 在微生物检测中,菌落总数是用来评定食品污染情况的指标。菌落总数是对待检样品进行处理,然后在一定的环境条件下进行培养,然后简阳样品中的菌落数量,而这些数据可以被用来作为卫生学评价的标准。

2.2大肠菌群 就是一种能够发酵乳糖、产配、产气的无芽孢杆菌,而它主要来源于人畜的粪便。还需要注意的是,大肠菌落在饮用水中和食品中的含义存在一定的区别和不同,一般在食品中所存在的大肠菌数是指每100ml或者是100g的样本中的近似数,使用N、M、P表示。而饮用水中则是指1000ml样本中的菌群数量。

2.3其他微生物 在对食品进行微生物检验过程中,不仅要对大肠菌以及菌落总数进行检验,还要对致病菌进行计算,例如,蜡样芽孢杆菌、魏氏梭菌以及金葡菌[2]。

此外,对食品进行微生物检验时,会涉及到很多方面,并且其中微生物的种类较多,例如,能够在食物中进行传播的病原微生物、引起食品变质和腐败的微生物、能够在食物中产生毒素的微生物。由于样品采集使微生物检验过程中非常重要,因此一定要选择具有代表性的样品,并且还要按照无菌操作的原则来对样品进行采集,然后在检验目的、采样模式的基础上,对采样现场情况进行细致的记录,进而为样品检测提供数据参考。另外,还要尽可能快速且准确的的进行检验,并保证检测工作具有相应的法律效应。

3 在食品微生物检测过程中应用的主要技术

在以前进行微生物检测时,会使用到较为传统的检测方式。例如,毒性试验、生化实验。噬菌体分型试验、形态结构试验等。而随着科技的发展也有效推动了微生物检测技术的完善,使得检测技术不断的朝着标准化、精准化、自动化方向上发展,有效提升了检测工作的成效。目前在食品微生物检测过程中主要使用以下集中技术。

3.1代谢组学微生物检测技术 代谢学微生物检测技术就是以生物系统中的小分子代谢物作为分析基础,然后使用现代化的设备对其进行分析的方式,其中包含了三种检测技术,即:电阻抗、放射测量以及快速酶触反应检测技术[3]。

3.1.1电阻抗技术 这一技术原理是利用细菌在繁殖过程中,将培养基中的酯类、蛋白质以及碳水化合物等物质经过代谢以后形成小分子物质,而这种物质具有相应的电活性,如醋酸盐等物质,此种物质能够在电的作用下得到强化,进而使培养基的实际阻抗发生改变,然后就可以根据阻抗的实际变化来确定细菌的特性,进而从中检测出相应的细菌。现阶段这种技术能够对金葡菌、沙门氏菌、霉菌以及酵母菌。

3.1.2放射测量技术 该技术原理是对细菌生长繁殖的过程中代谢出来的碳水化合物中所含有的二氧化碳类确定微生物种类和数量。也就是使用14C来标记相应的底物分子,然后完成相应的检测。而在细菌生长过程中,这部门底物会释放出一定量的14CO2,这种物质自身具有相应的放射性,之后可以使用相应的设备仪器来对其含量进行测定,进而在此基础上对细菌数量进行有效判断。通常情况下此种检测技术被用在食品细菌检验上,主要对大肠杆菌进行测定。并且这种检测技术具有自动化、快速以及准确性较高的特点。

3.1.3快速霉触反应技术 这种检测技术就是根据细菌繁殖过程中所释放与合成的酶来对底物以及指示剂等进行选择,然后按照检测结果对细菌数量进行确定。

3.2分子检测技术

3.2.1核算探针技术 这一技术是充分利用同位素或是其他方式来对核苷酸中的DN段进行标记,然后将其放入到被检检品中,并且在某种特定的环境或者是条件下,标记DN段就可以和样品中的DN段形成相应的杂交双链,之后利用这一双链结构对样品中的DNA进行检测和鉴定[4]。同时按照核算探针中核苷酸成分含量的不同,能够将其划分为两类,一类是RNA探针,另外一类使DNA探针。虽然这种探针技术具有极好的特异性和敏感性,但是这种技术还是存在一定的欠缺和不足,例如,在检测过程中要根据检测细菌种类来对探针进行准备;而想要达到相应检测数量时,就需要对样品进行培养。此外,还有可能出现对污染食品进行检测过程中,样品中不含产毒菌,因此就不能对其进行有效的测定,进而对测定精准性造成影响。

3.2.2 PCR检测技术 虽然这种技术已经得到了大规范的使用,但是在实际使用过程中依然存在不足,例如,技术灵敏度不高,使得在实际应用过程中受到一定阻碍。而这种技术的工作原理就是充分利用加热使双链条DNA进行裂解,然后形成两个单链DNA,然后将其作为聚合酶以及引物的模板,这时就可以让其降温,而随着退火温度的上升,会有效增加其特异性。与此同时,在温度不断提升以后,样品中DNA能够进行进一步合成,并且按照以上方式对其进行加入,在3~4h以后,DNA就可以增加到106左右,进而达到良好的检测效果。此外,这种检测技术十分精准、高效,因此它在细菌检测方面是具有十分良好的发展前景的。

3.3免疫学检测技术 这种检测技术就是对细菌的抗原和抗体进行检测,其中包含了多种检测技术和方法,例如,IFA技术、EIA技术、IMS技术等等。而其中IFA技术就是使用荧光来对细菌的特异性血清进行标记,然后达到检验微生物的目的。EIA技术就是利用细菌抗原和抗体与酶的有效结合来完成微生物检测,并且这一技术具有较高的效率,发展前景良好。IMS技术就是对抗体包被的磁珠进行有效的收集,然后实现检测的目的[5]。

4 结论

总而言之,在对食品中所含有的微生物进行检验过程中,一定要按照相应的操作流程和标准来进行,然后根据检验微生物种类的不同来选择检验技术,并且还要保证检验环境和设备的合理性。进而提升检验的精准性,为食品安全判定带来保证。

参考文献:

[1]叶素贞,黄火寿.探讨食品微生物检验内容及检测技术[J].医学信息,2013(25):590.

[2]刘婧媛.食品微生物检验内容与检测技术分析[J].中国保健营养(下旬刊),2013,23(8):4814-4815.

[3]翟利娟.浅谈食品微生物检验内容与检测技术[J].科学中国人,2015(7):122.

篇3

【关键词】医疗系统 计算机应用

随着近年来医疗卫生行业的发展及计算机行业的飞速进步,计算机也被广泛应用于医疗卫生系统,本文深入浅出地分析了医疗系统计算机应用的现状,并在此基础上对我国医疗系统计算机应用的发展前景进行了展望。

一、医疗系统计算机应用的现状

所谓医疗系统就是指运用计算机和通讯设备,医疗机构为其所属(相关)单位(部门)提供病人诊疗信息和行政管理信息的收集、存储、处理、提取和数据交换,并满足所有授权用户需求的信息系统。就目前的应用来看,主要有以下几方面:

(一)办公自动化系统。目前,办公自动化系统在医疗系统的应用已经相当普遍,百分之九十以上的医院都能够通过计算机来完成日常事务的自动化管理,普遍实现了所需要文件的传输、电子邮件的收发,除此之外,还能够通过计算机来管理各类档案。

(二) 文献检索系统。近年来,医疗系统的计算机应用已经将范围扩展了许多,许多中型医院都可以通过上互联网来检索相关的医学期刊,浏览国内外的图书馆中的医学内容,甚至有的医院还建立起了自己的电子图书馆。

(三)业务处理系统。现在很多医院除了以上这些系统外,还能够通过计算机操作完成其它的自动化管理。就算是规模比较小的医院,也能够实现门诊挂号、划价、收费、发药等内容通过计算机操作管理。规模稍大一些的医院,还实现了通过计算机管理住院部的床位使用情况,通过计算机完成检查项目及报告的自动化流程控制,通过计算机进行医疗费用自动结算,通过计算机实现医疗设备、财务及人事管理工作。

(四)决策支持系统。令人欣喜的是,一些具有相当规模的医院,已经能够通过决策系统把那些由业务处理系统采集来的各方面数据,进行相互链接,形成一个巨大的数据库,并且通过调动模型库、方法库和知识库,对数据库进行访问并计算,从而辅助半结构化甚至非结构化的决策。这个系统有诸多子系统构成:经营分析评估系统、查询管理系统、病案科研分析系统等,这些系统的功能也非常强大。比如,可以通过查询管理系统为查询者提供门诊、住院的具体情况,并且也可以查到手术、药品、检验、检查、医疗及财务等信息,使有关部门及领导能够全方位地进行统计,并且可以通过条形图、直方图、圆饼图、折线图等方式形象而直观地显示统计结果,为管理人员的决策提供可靠的数据依据的同时,帮助管理人员做出精准的分析和判断,为最后的正确决策奠定基础。

(五)远程诊疗系统。这一系统相对以上几个系统来说就比较高端,因此,这一系统目前还很不成熟,还需要进一步的完善。

二、 医疗系统计算机应用的发展前景展望

从以上我国医疗系统计算机应用现状分析可以看到,我国的医疗系统计算机应用与发达国家相比还有一定的差距。近几年,他们的医疗系统计算机应用已经开始逐步实现了患者预约、与医师交流、患者健康评估、顾客健康信息、病人查看医学记录、个人可识别健康信息的隐私以及医疗保险等内容。其自动化之高,使用范围之广,是非常值得我们学习和借鉴的。笔者认为,我们国家医疗系统的计算机应用,除了继续普及和发展把各种自助设备的应用,如自动挂号机、缴费机、自助取化验单机等功能,进一步发展如今已经得到应用的医疗系统外,还应该加快其发展的进程,在比较大型的医院中先推行更加先进的技术,甚至可以投入使用一些世界上顶级的技术。

(一)建立健全电子病历系统。病历记录在临床诊断中的重要地位是不言而喻的,作为基础性的数据,病历不仅能够记录患者疾病诊治的全过程,而且还能够成为在司法机关判断医院与患者之间纠纷的重要依据,具有一定的法律意义。电子病历系统可以综合患者的很多信息,比如:体温单、医嘱单、化验单、医学影像、住院记录等,还包括医务人员在对患者进行治疗过程中,所观察到的患者情况,根据医务人员的诊疗经验进行的相关分析和讨论以及据此提出的诊疗意见等记录。这些记录包含的内容比较广,有:病程记录、会诊记录、病历讨论记录、查房记录等。这些内容如果都是纸张的病历,管理起来要比电子病历困难得多,同时,在医师进行查阅时,电子病历也比纸张病因清晰、便捷得多。另外,电子病历输入和反馈也比较规范和快捷。总之,电子病历系统能够使各个不同处室,不同地点,甚至是不同医院的病人资料,迅速整理成数据形式的资料,并把相关的图形、影像等临床诊断信息随时、及时地增加进来,为医师做出最后的诊断提供可靠依据,从而拟定出科学而有效的治疗方案。电子病历,非常便于通过互联网开展院内外甚至是国内外的技术、信息交流以及重大病症的专家会诊之用。

(二)建立健全远程医疗系统。我国幅员辽阔,不仅存在着经济技术发展很不平衡的现象,而且医疗资源的分配也很不均,一些偏远地区的教育教学、交通、医疗等诸方面都非常落后。因此,通过远程医疗系统对疑难杂症进行诊断、专家会诊、手术指导便显得十分重要而且必要。通过远程医学系统,便可以计算机和网络通信为基础,进行远程诊断、专家会诊、信息服务、在线检查和远程交流,可以把诊疗现场的高清晰度照片、视频、声音等医疗信息实时地传输到远程医疗室、远程专家会诊室、远程培训观摩室、包括个人电脑等多个地方,全面实现远程诊断、远程专家会诊、远程手术指导、医疗观摩学习等工作,从而实现优质医疗资源的共享。

三、小结

医疗系统作为现代化医院运营的必要技术支撑和基础设施,是现代化医院经营和管理之必需,是使医院管理更加科学化、规范化的必须,是提高医院的工作效率,改进医疗质量,使医院的社会效益和经济效益最大化的必备。我们坚信,随着信息技术的发展和医疗水平的不断提高,医疗系统计算机的应用也势必越来越广泛,越来越深化。

参考文献:

篇4

【关键词】纳米材料生物医学生物安全性

一、引言

纳米材料主要是指结构单元在纳米尺寸范围(1~100nm)内的一类材料,由于表面原子具有很大的比表面积,其表面能极高,从而获得较多的表面活性中心,化学性质十分活泼,因此纳米材料通常具有特异的性能。纳米材料的发现始于20世纪80年代初期,随后人们逐步发现其在光学、磁学、电学和力学方面具有比普通材料更加优越的特性,进而得到了多个领域的关注并逐渐发展起来,广泛应用于生物医学、环境、航空航天和石油钻探等领域的研究。尤其是在生物医学方面,基于纳米技术的药物和传感器已经应用到实际的医学应用中,而且能够得到是理想的治疗和诊断结果。通过从纳米尺度进行精确地制备纳米材料,人们打开了更小的微观世界,特别是生物体细胞层面上的化学反应都发生在纳米的度,纳米材料的使用能有效地检测或调控微观的生理和病理过程。纳米材料发展对医学诊断和医学治疗具有重大意义,已经成为医学界关注的热点和前沿,具有广泛的应用前景和产业化发展空间[1]。

二、纳米材料在医学诊断中的应用

2.1纳米生物传感器

纳米生物传感器是一种由纳米材料制成的检测装置,主要根据将检测到的信息按一定规律变换为电信号或以其他的形式输出,使人们能定量定性地分析检测物质。生物传感器的研发中人们使用纳米材料,能够提高生物传感器的灵敏度以及检测范围。同时以纳米材料制备的新型传感器具有稳定性好,成本低,生物相容性好等优点,在医学的临床诊断方面得到了高度重视,特别是作为一项新兴的前沿技术,纳米生物传感器的研发能够进行早期癌症的诊断。纳米传感器可以利用高灵敏度的特点,在血液中可通过微小的电流变化反映出癌细胞的种类和浓度。这种对癌细胞进行的精确分析,有望实现特殊疾病的无创、快速诊断,今后人们只需将纳米材料注入人体内,便能在短时间内完成确诊。

2.2纳米生物成像技术

在临床诊断中,通过对生物体内的细胞或特定组织进行直观的图像分析,能够迅速高效且准确地获得生理和病理信息。随着纳米技术的飞速发展,新型的纳米材料被不断制备出来,并且广泛应用于生物医学成像领域。碳纳米管具有良好的发光性能,而且毒性极低,具有良好的生物相容性,能够制备成生物荧光探针用于癌细胞的成像[2]。氧化铁磁性材料具有良好的超顺磁性,能够应用于核磁共振成像的研究中,由于其能在生物体内特异性的分布,该部位的肿瘤与正常组织的对比度能够显著提高。目前氧化铁磁性材料可作为造影剂广泛应用于临床的肿瘤及其他疾病的诊断[1]。另外,稀土离子掺杂的纳米材料具有良好的光学性质,能够实现多种颜色的可调发光,同时能够避免生物体自身产生的荧光干扰,极大地提升光学成像效果。总之,在未来的生物成像领域,新型功能的纳米材料将发挥至关重要的作用。

三、纳米材料在医学治疗中的应用

3.1纳米载药技术

纳米载药是指首先制备纳米级的载体,荷载药物后输入人体,最终在人体内控制释放的技术。作为一种新型的给药技术,纳米载药是多学科包括药理学、化学、临床医学交叉研究发展的产物,其最大的优点是具有靶向性和缓释性。靶向性可以使给药更加精确,不仅可以在增加生物体局部药物浓度的,而且同时可以控制其他部位的药物浓度,减少对其他组织部位的副作用。缓释可在保证药效的前提下减少药量,同时减少用药频率,进而减轻药物引起的不良反应。对于某些难溶性药物,纳米药物载体可有效减小药物粒径,从而增加其溶解度和溶出度,提高药物的溶解性提高治疗效果。另外,纳米载体提供了封闭包覆环境,药物能在到达作用部位之前尽量保持自身结构的完整性,维持较高的生物活性。目前,能够作为药物载体的纳米材料有介孔二氧化硅、纳米多孔硅和碳纳米管等,尽管短时间内对生物体无毒性,但其在生物体内的降解情况不理想。为了提高药物载体的降解特性,人们开始关注更易体内分解的高分子纳米材料,如聚合乳酸、乳酸-乙醇酸共聚物、聚丙烯酸酯类等,这些材料能在人体内可水解,降解成无毒产物,是十分有发展前景的药物载体。

3.2纳米生物医用材料和纳米生物相容性器官

纳米材料和生物组织在尺寸上存在着密切的联系,如核酸指导蛋白质合成过程种形成的核糖核酸蛋白的尺寸就在15-20nm之间,影响人体健康的病毒尺寸也在纳米的范围之内。纳米材料和生物医学的紧密结合,制备纳米医用复合材料及相容性器官,广泛应用于生物医学治疗的研究中,如制备人造皮肤、血管以及组织工程支架等[3]。在人造骨中,纳米钛合金具有促进骨细胞发育的功能,使骨细胞紧密贴壁生长,同时加速材料和组织的融合。同时,纳米级的羟基磷灰石或聚酰胺复合骨充填材料可以有效填补骨缺损,具有良好的生物相容性,并且能够促进骨细胞生长。根据血液中的红细胞具有运载氧气的功能,人们开发出纳米级的人造红细胞,实现了比普通红细胞更高的氧气运载能力。如果人体心脏因意外而停止跳动,可以立刻注入人工的纳米红细胞,提供更加充足的氧气[4]。此外该技术在贫血症和呼吸功能受损的治疗中发挥着重要的作用。

四、纳米材料的生物安全性问题

随着科技水平的不断提升,纳米材料在生物医学领域越来越广泛,但是纳米材料与人类接触的过程中依然受到安全性问题的困扰。某些纳米材料可以穿透皮肤,透过细胞膜破坏正常细胞引发炎症,造成免疫、生殖和脑部组织的损伤,如超小的TiO2纳米颗粒能引起严重的呼吸道组织变化,导致上皮组织渗透性增加,引起多种炎症。此外,许多物质在普通条件下并无生物毒性,而在降低到纳米尺寸下材料因难以通过正常代谢途径排出体外表现出蓄积毒性,因此纳米材料的生物安全性是亟需解决的问题。目前已经很多科研工作者积极致力于研究纳米材料的安全性问题,研究发现碳基纳米材料(如碳纳米管和石墨烯)会引起生物体内细胞膜磷脂的破坏,造成结构损伤破坏,引起细胞的功能异常;金属氧化物(氧化锌和二氧化钛)易发生氧化还原反应,因该过程会释放电子,会产生一定的细胞毒性,而且其纳米材料的尺寸越小,其比表面积越大活性越高,产生的电子所引起的毒性越强[5]。为了真正实现纳米材料在临床医学中的应用,人们采取了一系列策略降低纳米材料的毒性,如对纳米材料进行表面修饰提高其生物相容性,降低材料的使用剂量和暴露时间,调整纳米材料的反应环境,以及开发可降解的纳米材料。但是大多数纳米材料的毒性问题依然没有彻底解决,其生物安全问题依然是限制纳米材料临床使用的重要因素。

篇5

1影像组学的定义及方法概述

随着医学影像技术及成像手段的快速发展,所产生的医学图像数据量也越来越大,对图像获取和存储方面的质量控制,使得规范化、多模态的影像大数据集的建立成为可能。过去处理及使用小样本量图像数据的方法和模式,显然不能对图像的大数据信息进行充分的挖掘和利用。荷兰学者Lambin于2012年首次提出了影像组学(Radiomics)的概念[9],作为一种新兴的利用医学影像大数据对疾病进行定量分析预测的方法,可以从医学图像中获得更多客观定量、肉眼难以鉴别的影像学特征,再将其转换为可挖掘的高维数据信息,从而实现图像到数据的转换[10,11]。通过大量的自动化数据特征化算法的使用,影像组学能有效实现图像的采集与重组、病灶的分割及勾画,并通过对病灶影像组学特征的提取与筛选,最终完成影像组学模型的建立[11,12]。近些年来,影像组学已广泛应用于不同疾病的研究之中,在疾病检测、诊断、鉴别诊断及预后评估方面发挥着越来越重要的作用。此外,深度学习(Deeplearning)等人工智能技术的突破性发展,减少了传统影像组学人工提取数据特征的步骤,极大地缩短了从病灶影像组学特征提取到最终影像组学模型建立的时间,进一步促进了影像组学技术在医学图像处理等诸多领域的应用研究。

2影像组学在肝脏非肿瘤性病变中的研究进展

2.1肝纤维化及肝硬化的诊断评估

肝纤维化是各种慢性肝病发展为肝硬化或肝癌的过渡阶段,主要是由含大量胶原蛋白的细胞外基质(extracellularmatrix,ECM)过度沉积于肝小叶周围所引起,这些过度沉积的ECM阻碍正常肝细胞与血液间的物质交换,并最终引起肝细胞的的坏死、变性,从而诱发了肝纤维化等一系列的慢性肝损伤的过程。组织学上肝纤维化及部分肝硬化经治疗后可逆[14],因此早期精准地评估肝纤维化程度对于患者的治疗及预后十分重要。作为诊断是否存在肝纤维化和评估肝纤维化分期的“金标准”的肝活组织穿刺检查有创、可重复性差,并且肝纤维化的不均质性、穿刺活检样本量较少等因素,均会影响肝纤维化分期的准确性[13,14]。影像组学作为一种无创性的方法,可以对肝纤维化及肝硬化程度进行更加准确的评估。Park等[7]回顾性搜集436例不同肝纤维化患者的钆塞酸二钠增强MRI图像并构建影像组学肝纤维化指数模型,通过与肝活检结果对比并内部验证剔除相关性较低的特征,最终建立与肝纤维化分期相关性较高的模型,进行前瞻性验证后发现其诊断F2~F4、F3~F4级肝纤维化及F4级肝硬化的敏感度和特异度分别为71%、78%,79%、82%,92%、75%;表明基于钆塞酸二钠增强扫描肝胆期图像的影像组学分析能较为准确地进行肝纤维化的诊断及分期。Wang等[15]搜集12个临床医学中心,398例患者共1990幅超声二维剪切波弹性成像图像,采用深度学习算法之一的卷积神经网络(convolutionneuralnetwork,CNN)建立了超声弹性成像深度学习影像组学模型,并以肝活检作为金标准进行模型诊断效能的评估,结果显示该模型可显著提高对肝纤维化分期的准确性,其对肝硬化(F4)、晚期纤维化(≥F3)和显著性纤维化(≥F2)诊断的曲线下面积(AUC)值分别高达0.97、0.98和0.85,表现出极佳的诊断效能。有研究[16]采用纹理分析的方法对212例不同病理分期肝纤维化患者和77名志愿者肝脏多层螺旋CT图像进行分析后发现,随着肝纤维程度的逐步加重,由纹理分析所获得的峰度和偏斜度是逐步减低的,而平均灰度强度、熵则表现为依次增高,在区分不同分期肝纤维化和肝硬化时均显示出较高的诊断效能,特别是在诊断肝硬化(≥F4)时,峰度和偏斜度的诊断的AUC值分别为0.86、0.87,表明纹理分析不仅有助于检测肝纤维化的存在,还可用于肝纤维化的分期。综上所述,基于多种成像手段所构建的影像组学模型对肝纤维化及肝硬化均表现出较高的评估诊断效能,故影像组学的发展,可能为临床上早期发现、及时准确评估肝纤维化及肝硬化程度提供帮助,但基于不同成像手段所建立的影像组学模型间性能差异的研究,有待进一步的探索。

2.2门静脉高压及GOV破裂出血风险的评估

肝硬化失代偿期常伴随门静脉高压症的出现,其严重程度与肝硬化所导致的相关并发症如GOV、肝性脑病、腹腔积液等密切相关,因此,准确地评估门静脉高压程度十分重要。但是,目前评估门静脉压力变化的金标准肝静脉压力梯度(hepaticvenouspressuregradient,HVPG)为有创检查、且费用较高,不利于临床常规开展[17,18]。GOV破裂出血是晚期肝硬化最常见、最严重的并发症,也是患者死亡的主要原因,相关研究显示近50%门静脉高压症患者可出现GOV,在肝功能C级的患者中,GOV出现概率高达85%,食管胃十二指肠内镜是诊断GOV的“金标准”[19],主要通过观察内镜下GOV的范围、程度及“红色征”等进行出血风险的评估,但内镜检查对于GOV程度严重的患者可重复性差。影像组学的出现,为门静脉高压及GOV破裂出血风险的无创性评估提供了新的选择。Liu等[20]基于222例不同程度门静脉高压患者的增强CT图像构建了临床显著性门静脉高压(clinical-lysignificantportalhypertension,CSPH)的非侵入性影像组学模型,并通过4个外部验证队列中163例患者,对该模型的诊断性能进行了前瞻性检验,结果显示该模型不仅在内部验证集中诊断CSPH的AUC值高达0.849,在4个外部前瞻性验证队列中,该模型诊断CSPH的AUC值也分别高达0.889、0.800、0.917、0.827,提示该影像组学模型可作为无创检测肝硬化CSPH的一种准确方法。Yang等[21]通过分析两个临床医学中心共295例乙肝肝硬化患者的肝脏三期增强CT图像,从门静脉期CT图像提取出21个与GOV出血关系密切的影像组学特征,并结合了3个临床特征(性别、门静脉高压、门静脉栓子有无),建立了用于预测乙肝肝硬化患者继发GOV出血的CT影像组学模型,结果表明该影像组学模型的预测效能明显优于临床模型(AUC0.83vs0.64),对于GOV破裂出血的预测,在训练队列与验证队列中,该模型预测的准确率分别为76%、73%,是一种有效预测GOV破裂出血的无创性方法。此外,还有研究[22]基于169个门静脉高压患者的CT图像,建立了一个肝、脾特征联合的影像组学模型,并对62例接受GOV治疗的患者进行了验证队列研究,结果表明该模型不仅可以用于门静脉高压的诊断,还可用于GOV出血复发风险的预测,以29.102mmHg为最佳截断值时,相应的AUC可高达0.866,提示该影像组学模型可作为无创、精准预测继发于门静脉高压症的GOV治疗效果的有效的参考指标。影像组学无创、可重复性强,在门静脉压力及GOV出血风险的评估中潜力巨大,但模型预测效能的稳定性及泛化能力,仍需进一步的临床研究进行证明。

2.3肝脏储备功能的评估

肝脏储备功能状态的准确评估,关乎肝病患者,尤其是肝癌患者治疗方式的选择及预后[23]。Child-Pugh分级评分系统是临床应用最广泛的肝脏储备功能评分标准,但Child-Pugh分级具有高度的变异性,易受患者胆汁排泄、门静脉栓子形成等因素的影响,从而影响临床工作中对患者肝脏储备功能评估的准确性[24,25]。影像组学通过高通量的提取和处理图像信息,可以对疾病进行更准确、更全面的评估。Simp-son等[26]对12例接受大范围肝切除术后并发肝功能不全和24例未出现肝功能不全患者的术前CT图像进行纹理分析,发现术后并发肝功能不全患者术前CT上肝实质的质地明显不同,术后并发肝功能不全者不仅对称性较差,均匀性也较差,并且两组患者纹理特征之一的熵值间也存在显著的差异,故从术前CT图像中提取的纹理特征,可用于预测患者术后肝功能衰竭发生概率,可作为提供术前风险分层的另一种手段。Zhu等[27]基于101例患者的术前钆塞酸二钠增强MRI图像,使用影像组学的方法从肝胆相图像中提取了61个影像组学特征,并最终筛选出5个影像组学特征用于建立术前预测肝癌患者术后肝功能的影像组学模型,其结果表明该模型对于预测术后肝功能衰竭发生概率具有良好的预测效能,模型预测的AUC值高达0.894,可用于预测肝硬化患者肝大部切除术后的肝功能衰竭。Zhou等[25]通过100例不同肝脏储备功能肝硬化患者钆塞酸二钠增强MRI肝胆期图像所建立的评估肝脏储备功能的列线图预测模型,在预测肝脏储备功能方面,也显示出良好的效能,在训练集及验证集中,其预测肝脏储备功能Child-PughB+C级患者的AUC值分别为0.88和0.86。影像组学在肝脏储备功能评估中具有一定的价值,但不同病因患者间肝脏储备功能影像组学特征间是否存在差异,以及所建立评估肝脏储备功能模型的泛化能力,还有待进一步的研究。

2.4与肝脏肿瘤性病变的鉴别诊断

肝脏局灶性病变良恶性的准确判断,对于临床治疗方式的选择及患者的预后来说十分重要。但部分非肿瘤性病变和肿瘤性病变、良性肿瘤性病变和恶性肿瘤性病变之间影像学表现存在交叉,易出现误诊。影像组学能深度挖掘医学影像图像的影像特征信息,从而降低对肝脏局灶性病变的误诊率。Suo等[28]通过纹理分析的方法对20例肝脓肿患者及26例肝脏恶性肿瘤患者的增强CT图像分析后发现,纹理特征之一的熵值能较为准确区分肝脓肿与肝脏恶性肿瘤,其诊断的灵敏度与特异度分别为81.8%、88.0%,AUC值高达0.888。Nie等[29]基于55例非肝硬化肝局灶性结节增生患者和101例肝癌患者的CT影像资料,从增强CT图像中进行病灶勾画后提取了4227个影像组学特征,通过降维方法将其缩减为10个影像组学特征,并联合性别、年龄,病灶大小、形状、中央瘢痕征有无等主观评价条件构建了一个用于鉴别诊断肝脏局灶性结节增生与肝癌的影像组学模型,结果显示该模型在训练集及验证集区分两者的AUC分别高达0.979和0.917,具有良好的预测效能。而钟熹等[30]对31例患者肝硬化结节常规T2WI序列进行纹理分析的结果之中,纹理参数如对比度、逆差距,能量、相关性、熵值均具有统计学意义,能有效进行小肝癌及局灶性增生的鉴别诊断。有研究[31]运用机器学习算法之一的随机森林算法,通过获取动脉期CT图像纹理特征及性别、年龄等临床特征,建立了肝脏富血供病变类别的预测模型,结果显示其诊断肝腺瘤、局灶性结节增生及肝细胞癌的准确率分别为91.2%、94.4%、98.6%。以上结果提示:影像组学对肝脏非肿瘤性病变及肿瘤性病变有较强的鉴别诊断效能,能显著提高肝脏局灶性病灶的影像诊断准确率。

3肝脏非肿瘤性病变影像组学的挑战与展望

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关键词:康复机器人;现状;发展趋势

1 康复机器人研究的意义及现状

1.1 社会发展的必然需求

截止2014年底,我国国60岁以上老年人口已经达到2.12亿,占总人口的15.5%。据预测,本世纪中叶老年人口数量将达到峰值,超过4亿,届时每3人中就会有一个老年人。

民政部部长、全国老龄办主任李立国表示,我国空巢和独居老年人近1亿人,60岁以上失能半失能老年人约3500万人,帮扶困难老人已成为我国老龄事业的重中之重。

伴随老龄化过程中明显的生理衰退就是老年人四肢的灵活性不断下降,进而对日常的生活产生了种种不利的影响,已严重影响老年人生存质量。此外,由于疾病、自然灾害、交通事故等突发事件造成的残疾人数量也与日俱曾。截止2015年9月,我国有各类残疾人8500万,通过人工及现有的助残设备已不能满足患者的要求。老龄化、残疾人这些特殊群体理应得到更多的关注,保证其生存质量的康复和服务产品质量也应有相应提高,因此,康复机器人及设备的研究和应用有着极为广阔的发展前景。

1.2 技术发展的内在需求

近年来,随着计算机技术、人工智能、图像处理、以视觉、听觉为代表的传感技术等电子信息技术的反战,给生物医药工程领域的医用康复机器人发展带来的极大的契机。用于科学诊断、手术辅助、脑中风、帕金森综合征后遗症辅助康复机器人得到了广泛应用。而将人工智能、视觉、听觉、图像处理等技术融入康复机器人技术成为未来康复机器人发展的内在需求。

1.3 产业升级的必然趋势

随着我国泉州2025计划的提出,机器人技术已成为我国未来工业产业升级的需要突破的核心技术。当前,我国机器人,尤其是以助残、手术辅助为代表的康复机器人核心技术还未能突破,核心部件、主控系统还需进口,成本较高。国产康复机器人在整个市场占有率偏低。康复机器人的技术突破成为我国工业产业升级的关键节点。

2 康复机器人研究现状及进展

2.1 医疗手术机器人研究现状及进展

经过半个多世纪的发展,工业机器人技术日趋成熟,并成为机器人应用市场的主流。随着老龄化、残疾人口的不断的增多,康复机器人的收到各国的极大关注。微创外科手术机器人、介入治疗机器人,上肢、下肢康复机器人、智能价值、智能轮椅、外骨骼辅助机器人、航天员运动能力恢复机器人已经开始用于临床,并取得了一定成果。

目前,用于辅助医生进行手术的外科手术机器人是在外科一生的操控下,协助医生共同完成手术过程,一般情况下,外科医生利用一个远程手术场景,操纵一个主输入装置,根据手术的要求,向放置于手术室内的手术机器人下达手术指令。手术机器人根据该指令执行相应的操作。与传统的微创手术相比,手术机器人具有比医生更高的操作灵巧性、超越人类手术动作距离的局限,易于实现更微笑的手术动作,手术精准性也更高。

由美国直觉外科公司制造的达芬奇手术机器人是目前手术机器人领域应用做最广的手术机器人之一。该手术机器人融合了三维高清晰度视觉系统,在视觉辅助系统的帮助下,控制能完成精细运动的机械手,该机械手的弯曲及旋转运动自由度均不是人类手腕可比拟。该手术机器人可提供灵巧操作、精准定位、术前规划,手术创面大幅减小,患者恢复迅速。

目前,达芬奇手术机器人已经累计销售3000多台,为超过250万患者成功实施微创手术。由于昂贵,我国拥有数量还不足三十台。研究适应我国国情的手术机器人以迫在眉睫。近年来,我国科研工作者和医疗卫生部门紧密合作,积极开展手术机器人的研发工作,取得了一定成果。例如,针对腹部手术的手术机器人、利用视觉、互联网技术,结合人工智能的神经微创外科手术机器人,介入治疗机器人、脊柱外科手术机器人均已实现国产化,进入动物试验阶段。

2.2 功能恢复性机器人研究现状及进展

目前,功能性恢复机器人的研究重点集中于上肢、下肢的功能恢复、运动辅助、可穿戴设备的研究上。国内以哈尔滨工业大学、清华大学、中科研、上海交通大学为代表的研究单位掌握功能恢复性机器人研究的技术核心。其中上海交通大学和复旦大学合作展开了“神经的运动控制与控制信息源的研究”。其研究目的是提取神经信息,利用神经信息来控制电子假手.具备7个自由度的运动模拟假手以研制完成,具备很高的应用前景。

功能性恢复机器人的研究主要集中于肌肉电信号的拾取、肌肉电信号特征分析、脑电波的信号的拾取、脑电波信号的特征分析上。

3 康复机器人的发展趋势

3.1 机械本体技术:康复器械的机械本体技术应向着智能化、集成化、轻型化、微型化、舒适化及美观化的方向发展。以碳纤维、石墨烯、记忆合金为代表的新型材料相继问世,且价格逐步降低,将对康复机器人的机械本体制造、研究产生极大的促进。此外,传统的针对上、下肢的康复机器人已不能满足当前的需要,以单关节为控制和新的额关节康复机器人、用于脊柱矫正的脊柱矫正机器人逐步出现,极大的拓展了康复机器人的应用领域。

3.2 人工智能技术:人工智能技术的引入,将极大的促进康复机器人的智能化水平。融入以视觉跟踪技术、听觉传感器、压力传感器为核心的感知系统,融入VR虚拟技术、融入智能穿戴设备,以嵌入式控制系统为核心,将极大的促进人工智能技术在康复机器人领域的应用,实现康复机器人的高度智能化,集成化。

康复机理的研究:充分利用现有的医学临床经验,与医疗卫生领域的专家紧密合作,积极开展康复机器人相关肌肉、病理研究,对康复机器人的研究提供理论支撑。

结束语

经过多年的发展,康复机器人取得了一定的成果。但随着社会经济的发展,康复机器人的研究与发展还未能有效满足社会需求,智能化、集成度水平还有待提高。因此,开展康复机器人的研究具有广阔的应用价值及技术价值。

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【关键词】“互联网+”;大数据;智慧养老;产业

中图分类号:C913.6 文献标志码:A 文章编号:1007-0125(2017)05-0290-01

截至2016年底,我国60周岁以上的老人多达2.4亿人,估计到2050年,我国老年人的数量会达到4.8亿,我国的养老业面临的压力非常大。“互联网+”产业实现了迅速的发展,其结合了互联网和云计算等技术,在养老行业中发挥了重要的作用,在一定程度上促进了我国养老行业的发展。

一、我国传统养老产业发展的现状

我国传统的养老模式主要有机构养老、居家养老和社区养老等形式,其中居家养老的数量最为庞大。随着社会的发展,大量空巢老人出现,老年人口数量不断上升,家庭养老模式越来越不适合社会的发展。在养老机构方面,由于政府对养老机构的扶持力度不够,养老机构的床位出现严重不足的问题,不能满足社会需求。而且政府的服务形式比较单一,在医疗卫生和保健休闲方面出现了问题。

(一)硬件设施不齐全。我国很多养老机构占地面积不足,老人入住后可以得到基本的生活保障,但很多生活设施还存在缺陷,养老机构中的绿化面积严重不足。在政府带领下的养老机构不能达到标准。

(二)养老能力不能满足社会的需求。政府制定的养老政策不能满足养老需求旺盛的实际情况,且给付能力存在局限性。近年来,我国老年市场的潜力不断提升,但国内养老市场常常出现供不应求的情况,很多产业还是处于初步发展阶段。

(三)政府机构的参与率低。在一些小型城市,养老所使用的公寓可以满足需求,但在一些大型城市明显出现了养老空间不足的问题,很多养老院由于资金问题,出现了倒闭的情况。在相关研究中,很多二、三线城市养老院经营困难。

(四)专业服务人员的匮乏。在以政府为主的养老机构中,专业人员的素质有待提升,他们的专业技能并不是特别扎实,没有大量心理咨询师和护理人员。很多护理人员年龄较大,观念陈旧,即使接受培训,他们对新知识的接受能力也非常差。

(五)政府部门的管理中,合力不能发挥。政府的各个部门都要参与到养老事业的管理工作中,如民政局、发改委等,这些部门在工作过程中具有独立性特征,在制定各项养老政策的过程中都是根据自己的理解,制度混乱,效率低下。

(六)养老机构的融资难、运营困难。由于养老机构需要长时间的建设,需要政府的大量投资,但政府对养老机构的补贴标准比较低,导致我国的养老服务不能顺利进行,很多以政府为主导的养老机构的建设成本非常高。

二、“互联网+”背景下发展智慧养老市场的措施

国务院已经颁布了关于“互联网+”为背景的养老意见,在一定程度上促进了智慧养老产业的发展。智慧养老借助了物联网技术,采用计算机技术,促进了居家养老的发展,并且扩大了社区养老的范围,在养老服务的制定上更加高效、快捷。“互联网+”背景下的智慧养老机制通过对老年人的特征分析,对老年人的生活习惯和饮食等进行分析。

(一)政府应该通过数据分析提供准确的服务。借助大数据的优势,政府应对老年人的生活习惯进行定位,且通过不同的渠道获取数据,形成多向互动的形式,为老年人提供多元化的服务。这种模式可以结合社区服务,从而促进政府对于居家养老政策的革新。

(二)政府应该构建“云平台”。通过手机软件的开发,政府可以对老年人的生活状态作充分的了解,制作康复训练软件,通过网络调查的方式,形成物联网养老方式。政府、社区和商家应通过合作的方式,为老年人提供最合理的服务。

(三)政府应该借助不同的模式。互联网智慧养老可以大范围地服务于居家养老模式,政府应结合社区和机构,完善养老功能,借助大数据技术,对老年人的消费习惯进行锁定,从而为老年人提供大量的服务,形成一系列良性的产业链条。“互联网+”背景下,政府应该建立起更大的平台,对老年人的家庭收入情况、身体状况等进行分析,建立多层面的平台,鼓励互联网企业发展,对老年人的需求进行精准化定位,实现开放性的居家服务方式。

三、结语

在互联网背景下,可以形成智慧养老产业,政府可以借助大数据,对老年人的生活习惯进行分析,从而建立各种服务模式。

⒖嘉南祝

[1]姜琛凯.新常态下智慧养老生态链的构建――基于供需视角的分析框架及路径选择[J].山东财经大学学报,2016,(06):104-113.

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[3]曹力,马丽丽,汤少梁,陈娜.“互联网+”背景下居家养老的发展方向及创新模式研究[J].海南医学,2016,(06):861-863.

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【关键词】固相微萃取;分析方法;样品制备

1固相微萃取技术在生物分析中的发展现状

SPME技术可粗略地分为静态批量平衡微萃取和动态流动平衡微萃取的方法。最常用的技术是利用在纤维(纤维固相微萃取,fiber-SPME)和毛细管(管内固相微萃取)外涂覆有一个适当的固定相,目前搅拌棒(SBSE),薄膜(TFME),微量注射器(syringeSPME)和吸头(in-tipSPME)也已经被开发利用于SPME。在此技术上,科学家们研制了新的图层、设备来提高提萃取效率;设计了新的接口可以连接多种分析仪器系统和自动化在线系统。目前多种SPME方法已经被用于测定生物样品中的化合物,包括尿、血清、血浆、全血、唾液、呼气和头发。本节将回顾这些新型SPME技术及其在生物分析中的新应用。

1.1纤维固相微萃取技术:fiber-SPME装置是由一个内置萃取纤维的针头和一个外部支架集合体构成的。含有熔融二氧化硅的可伸缩固相微萃取纤维(1或2cm)目前可以在市场上买到。当纤维入到样品,目标分析物从样品基质中分离,进入涂布在纤维的外表面的固定相,直至达到平衡。与有填充柱的传统固相萃取相比,该方法可以将所有的样品制备步骤整合在一起。fiber-SPME通过在GC中的热吸附作用与GC或GC-MS联用,已经成功地应用于检测多种气体、液体及固体样品内的挥发性和半挥发性有机化合物。fiber-SPME也可以连接HPLC和LC-MS来分析不适合GC的弱挥发性或热不稳定化合物,SPME/HPLC接口配备了一个微量的溶剂室用于溶剂解吸。市售的自动进样器,如PAL、MPS-2、TriPlus、和Concept96,可以实现fiber-SPME的自动化。该系统通过简单编程编可以执行稀释、搅拌和提取等多种样品制备步骤,从而降低检测时间、加快采样处理量以及提高可重复性。

1.2批量平衡微萃取技术:其他几种静态批量平衡固相微萃取的差别在于提取设备的结构,如涂层位于搅拌棒或薄膜上。搅拌棒吸附萃取(SBSE)是一个新的样品制备技术,克服了纤维固相微萃取的有限容量的缺点。现在市售的磁性PDMS涂层搅拌棒,如Twister搅拌棒,类似于SPME,但是有较厚的涂层(0.3~1.0mm),使相容量是纤维固相微萃取的50~250倍,但SBSE需要手动处理,自动化程度低。SBSE/GC-MS法检测已经发展到检测血液、尿液和组织样品的基本药物,用于法医毒理学中的常规药物筛选。最近,一个高度敏感的分析方法利用SBSE可以测定人尿样品中的微量酚类外源性雌激素。此外,SBSE与HPLC-UV联合使用可用于检测血浆样品中卡马西平、苯妥英及苯巴比妥的含量。虽然的固相微萃取方法的灵敏度可以通过增加萃取相的体积而提高,但是单纯增加吸附层的厚度将需要更长的平衡时间,因为萃取率通过涂层厚度来控制。最近开发的薄膜固相微萃取(TFME)可以增加物质的萃取速率和固相微萃取的敏感性。PDMS膜的薄层表面积大,比其他的固相微萃取的装置(如纤维和搅拌棒)提取相容量大,萃取率高。这种方法是特别适用于具有高的分布常数的疏水性半挥发性组分。此外,一个新的C18薄膜萃取结构已被应用到LC-MS/MS分析尿液样本中的苯二氮类药物,该方法通过使用自动进样器,使分析物能在96孔板中平行萃取来实现高通量分析。

1.3管内固相微萃取技术:管内固相微萃取(In-tubeSPME)使用一个毛细管柱,具有小型化,自动化,高通量的特点,可以即时与分析仪器联用以减少溶剂消耗。不同于fiber-SPME,In-tubeSPME通常使用很短的内壁涂层为熔融石英的毛细管。根据填充类型的不同,纤维填充,吸附剂填充和杆型整料柱被开发出来以提高提取效率和增加特异性。纤维填充柱由装有纤维的刚性棒状杂环聚合物组成,吸附剂填充和杆型整料柱具备一个附有萃取相的微型液相毛细管柱。在In-tubeSPME方法中,分析物被吸收或吸附到填充纤维和吸附剂的外表面上。In-tubeSPME操作系统可以分类为溢流萃取系统和吸入/喷射萃取系统,第一种系统中溶液是朝一个方向上连续地通过一个提取的毛细管柱,第二种系统中样品溶液被毛细管柱被反复吸入和分配。分析物可以随流动相或静态解吸溶剂解吸,与GC,LC或CE联用进行分析。

1.4其他新型SPME技术:目前更多新型的图层及装置已经被研发用于医学生物检测。聚吡咯和聚噻吩涂层纤维已被用于萃取血液中的治疗多重耐药性金黄色葡萄球菌的抗生素和血浆中抗肾上腺素药物。睾酮印迹SPME纤维被用于选择性萃取在尿液样本中合成代谢类固醇。最近,有生物相容性的In-tubeSPME联合HPLC-荧光检测方法被用于血浆样品中干扰素α的治疗监测。此外,具有唯一萃取相的铅笔芯纤维,被用于从人的唾液中提取微量的甲基苯丙胺。一个基于DI-SPME,使用溶胶-凝胶法制得的衍生纤维联用GC-MS,被用来分析21例肺结核患者的痰中的脂肪酸。

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【关键词】 超声;浅表淋巴结;超声弹性成像;超声造影

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

淋巴结分布于全身, 只有位于表浅部位的淋巴结才可触及。位于颈部、颌下、锁骨上窝、腋窝、腹股沟区及皮下组织等处淋巴结最易摸到。大部分病症的临床症状是:浅表淋巴结肿大, 如全身性感染、局部性感染、结核病以及来自其他器官的恶性肿瘤, 霍奇金和非霍奇金淋巴瘤等。对于淋巴结诊断方法而言, 之前最常用的是触诊方式, 不过该方式一般无法对淋巴结的性质、大小、数量、有无钙化及液化等进行估测。自从超声诊断仪应用于浅表淋巴结检查, 上述问题都得以很好的解决。在对浅表淋巴结进展诊断的过程中, 超声波技术存在的优势是独一无二的, 其体现出:高效、方便、低廉、诊断率高、能重复性等优势, 还可以观测淋巴结血流分布情况, 特殊情况下可利用超声技术进行穿刺活检[1-5]。

淋巴结在健康状态下的短径/长径之比

1 超声引导下的浅表淋巴结穿刺

对于良恶性淋巴结来说, 通过二维超声检测发现, 其图像与血流特点都存在重叠现象, 在临床上, 最有效且最常用的诊断手段是淋巴结手术活检, 不过其存在一定的副作用, 通常会留下瘢痕, 大部分位置深长、且和血管相邻的位置极难进行手术, 对此, 利用超声技术对浅表淋巴结进行穿刺活检则是评测淋巴结形态的一个重要方法。其方法也包括:超声辅助细针抽吸细胞学诊断、超声辅助自动活检、超声辅助粗针穿刺活检。同时其存在定位精准、易诊断、微创、副作用少、普及率广、能重复性强、超声可实时显示穿刺过程等优点。利用超声技术能够全面规避对相邻组织或血管的磨损, 则属于一个相对安全、定位精准、磨损小的技术[11-13]。现今是淋巴结诊断的常规必要方法。

2 超声弹性成像

超声弹性成像是利用超声探头向人体组织发射超声波信号激励组织, 因应力产生的局部力学变化, 提取压缩前后与组织弹性有关的超声回波信号间的时延参数, 推算出组织的弹性系数, 并用灰阶或伪彩图像反映出来[14]。

在非健康状态下, 组织弹性出现异变, 和健康淋巴结相比, 恶性异变导致组织硬度增加。从2007年弹性成像技术第一次在浅表淋巴结临床检查中得以推广之后, 其重点是比较淋巴结和相邻组织的质地硬度变化, 将其为良恶性淋巴结的临床确诊提供重要的医学信息。在常规条件下, 恶性淋巴结自身的结构会受到一定程度的破坏, 促使淋巴组织出现持续性增生或者是坏死, 并且内部血管充盈, 以此造成淋巴结硬度增加, 不过对于超声弹性成像技术而言, 是可以对质地软硬度的变化给予精确体现, 能够大大地提高临床诊断率。

颈部浅表淋巴结恶性诊断[1]:弹性分级Ⅲ级或以上, 长短径比值0.655, 边缘型、混合型血管模式。

超声弹性图分级对于良恶性淋巴结的鉴别有一定临床意义[2], 但较传统的淋巴结长短径比无优势。

不过通过弹性成像方法的临床应用机理上来看, 则具有一些不完善之处, 例如各组织间的弹性指数具备交叉性[3]。并且也具备制约性, 需要引起注意:病变淋巴结所在位置越平坦, 均匀施压后弹性效果越满意;周围组织如血管搏动易出现伪彩色;淋巴结大小及深度也有影响, 尤其

3 超声造影

超声造影是指经外周静脉注入造影剂, 利用造影剂与人体组织器官的回声特性或声阻抗不同, 增强组织器官或病变的显示, 实时动态观察病变组织及其周围正常组织的微血管灌注情况, 进而对病变组织进行鉴别诊断[15-18]。

也可以叫做声学造影(acoustic contrast), 其原理是借助造影药物可以让后散射回声凸显, 针对性地增加超声临床鉴别技术的分辨度、灵活度与特异度的方法。良性淋巴结的增强模式主要为同步增强和离心性增强, 恶性淋巴结主要以向心性增强为主。分析原因:良性淋巴结的血供主要由淋巴门的血管供给, 从淋巴门向周围的皮质分支供血;良性淋巴结内一般少有坏死区, 故淋巴结内的区域一般呈同步或向心性增强。恶性淋巴结由于肿瘤的新生血管的形成或肿瘤细胞瘤巢对原有血管的压迫、损坏等, 造成恶性淋巴结附近的血管组成发生异变;加之恶性淋巴结内容易伴有坏死区, 因此恶性淋巴结的供血方式发生改变, 血管可从周边生长而入, 从而形成周边向中心的向心性供血模式。本文通过对良恶性淋巴结造影后的时间-强度曲线(TIC)分析, 良性淋巴结造影剂达峰时间和平均通过时间均短于恶性淋巴结, 曲线下面积大于恶性淋巴结。Poanta等[6]对61例淋巴结的超声造影研究后发现, 良恶性淋巴结的达峰强度和区域红细胞体积明显不同, 不过其峰值时间与曲线下面积在统计学领域中没有任何意义。但是韩峰等[7]强调, 时间-强度曲线的各个数据均无统计学意义, 淋巴结的造影强度变化与颈部大血管的关系密切。上述良恶性淋巴结样本总量偏小, 可能会导致结果的误差, 有待继续积累样本资料来明确时间-强度曲线各参数的意义。

通过各组织学类型的非健康淋巴结的超声造影灌注模式的差异, 将其模式划分成四大类, 其分别是:Ⅰ型(均等增加型):全部淋巴结呈现出明显且均等的增加;Ⅱ型(淋巴门非均等增加型):灌注均等, 实质明显增加, 不过对于中央高回声淋巴门而言, 则存在非规则的少或零灌注区;Ⅲ型(实质非均等增加型):明显增加的实质中存在局部性少或零灌注区;Ⅳ型(微弱增加型):全部淋巴结呈现微增加特点, 灌注无规则。Ⅰ、Ⅱ型一般属于良性, 其他属于恶性异变[8]。

通过其他调查[7]发现, 良性淋巴结大部分是离心性增强, 而恶性淋巴结恶性淋巴结向心性增强, 并且对于良性异变来说, 一般存在均等增强化, 时间-强度曲线形态以“快进快退”为主;转移性淋巴结多呈不均匀高强化, 时间-强度曲线形态以“快进慢退”为主[9]。当设置超声造影感兴趣区(ROI)于皮质最明显增强区域时, 恶性淋巴结在皮质最明显增强区的上升时间明显短于良性淋巴结, 鉴别良恶性淋巴结的最佳诊断界值为15.99 s[10]。

超声造影技术对于良恶性淋巴结的鉴别诊断有一定作用, 其敏感性和准确性明显优于常规超声。良恶性的增强模式不同, 但时间-强度曲线的数据分析对于鉴别良恶性淋巴结中的作用还有待继续研究。

总之, 常规二维超声和彩色多普勒为浅表淋巴结的临床诊断提供了非常重要的依据, 而超声造影技术、弹性成像、三维超声等新兴技术应用为淋巴结病变的诊断提供了广阔的发展前景, 随着超声技术不断的发展、完善, 期待将来可以找到鉴别浅表淋巴结性质的更可靠的方法。

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篇10

灰的建议。

之后,一直都有关于农田土壤和收获量空间变异性研究的报导。八十年代以来,关于在农田中实施土壤肥力、植保和作物生产定位管理(SiteSpecificCropManagement)的技术研究受到广泛的重视。世界著名厂商先后向市场提供了装有空间定位和产量传感器的现代谷物联合收获机,已可以在收获过程中自动采集以12-15m2为单元的小区产量与对应地理坐标位置的数据,并进一步通过模糊聚类分析软件自动生成农田内作物产量分布图。多年的试验实践表明,田区内小区平均产量的最大差异可以超过100%。由于作物生产还受到气候变异的影响,经连续多年对同一田区积累的数据表明,同一小区年际间的产量差异性也可能是十分明显的。田区内产量上述明显的时空分布差异性,显示了农田资源利用存在的巨大潜力。现代农学技术与电子信息技术的发展,为定量获取这些影响作物生长因素及最终收成的空间差异性信息,实施基于知识和现代科技的分布式调控,达到田区内资源潜力的均衡利用和获取尽可能高的经济产量成为可能。图1是精细农作技术思想的示意图。其实施过程可描述为:带定位系统和产量传感器的联合收获机每秒自动采集田间定位及对应小区平均产量数据通过计算机处理,生成作物产量分布图根据田间地形、地貌、土壤肥力、墒情等参数的空间数据分布图,作物生长发育模拟模型,投入、产出模拟模型,作物管理专家知识库等建立作物管理辅助决策支持系统,并在决策者的参与下生成作物管理处方图根据处方图采用不同方法与手段或相应的处方农业机械按小区实施目标投入和精细农作管理。由图1可以看出,这一技术思想是通过多次循环的实践,来不断改善农田资源环境,积累知识,逐步达到作物生产管理精细化的过程。由于大田作物生产受到众多时空变化因素的影响,利用生产潜力的处方措施,还需要兼顾生产力、经济性、环境后果的优化目标,因此,其技术思想并不是单纯追求技术措施的“准确”。事实上,目前应用于获取小区产量数据的空间尺度为12-15m2,获取农田土壤信息的尺度大多还只可能精细到60m左右。在实际操作上,对获取的空间信息还需要通过模糊聚类处理,生成技术上可行、经济上合理的处方图来指导处方农作,因而还谈不到“精准”的操作。而且随着技术的不断进步,特别是农田土壤、作物苗情、病虫草害信息实时快速采集技术的突破,农业处方操作也将愈益精细化。上述精细农作技术体系在许多发达国家的试验和应用表明,可以显著提高耕地的生产潜力,节约良种、化肥农药和能源投入,获得良好的经济效益,受到农户的欢迎。

“精细农作”是基于田间小区作物生长条件的空间差异性,为实现优化作物生产系统的目标而提出的。但工程支持技术的开发研究,对实现这一技术思想起着重要的作用。如:农田信息采集与处方农作的空间定位,需依靠全球卫星差分定位系统(DGPS);地理空间信息管理和数据处理,需要应用地理信息系统(GIS);未来大量地理空间数据的更新,需要遥感技术(RS)的支持;作物产量计量与小区产量图的生成需要能按秒记录收获机累计产量和对应地理坐标位置的智能型收获机械,以及计算机数据处理和产量图自动生成软件技术;田区空间变量信息的快速实时采集,需要研究基于新原理的传感技术与信号处理技术;按小区实施自动处方农作、调控目标投入需要变量处方农业机械;制定科学的农作处方需要农学知识和计算机作物管理辅助决策支持系统的支持;作为一个能协调运作的智能化系统需要有高效的信息集成以及有关信息传输、标准化技术的研究等等。

迄今“精细农业”在发达国家也不过五、六年的应用试验历史,部分支持技术手段还不十分成熟,有待不断研究完善,相关的应用基础研究还比较薄弱。“精细农业”应用实践可根据不同国家、不同地区的社会、经济条件,围绕提高生产、节本增效、保护环境的目标,采用不同的技术组装方式,逐步提高作物生产管理的科学化与精细化水平。其中,获取农田小区产量空间分布的差异性信息是实践“精细农作”的基础。有了小区产量分布图,农户既可以根据自己的经验知识,分析小区产量差异的原因,选择经济适用的对策,在现实可行条件下采取适当措施实施调控;也可以根据技术经济发展的条件,利用先进的科技手段或智能化变量处方农业机械实现生产过程的自动调控。

“精细农业”研究的革命性的意义是提出了一种经营现代农业的新技术思想并付诸于实践,发展前景已在国际上具有广泛的共识。1998.1美国副总统戈尔第一次提出要建立以1米分辩率的“数字地球”的概念,在地理信息学术界引起了广泛的反响,它为认识世界科技进步对未来人类生存方式的影响提出了全新的观念。“精细农业”的实践将在下一世纪开发“数字地球”的实践中占有十分重要的地位。我国农业仍处于传统农业向现代农业转化的历史过程中,全面实践这一新技术体系的路程还很遥远。但启动这一新技术的示范与实践研究,将有利与推动实现我国农业生产知识化与信息化进程,改变传统技术思想,追踪科技进步,有利于推动基于信息和知识的农用先进支持技术产品制造业、服务业的发展。在“精细农业”技术体系的实践中,也将可开发出一系列适用新技术产品。