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【關(guān)鍵詞】 探索性醫(yī)療技術(shù)準入;倫理審查;生物醫(yī)學研究倫理審查委員會;人類尊嚴原則
醫(yī)療技術(shù)是指用于衛(wèi)生保健領(lǐng)域和醫(yī)療服務(wù)系統(tǒng)的特定知識體系,包括醫(yī)療方式、程序及相關(guān)的組織系統(tǒng)。按照醫(yī)療技術(shù)的發(fā)展程度和應(yīng)用范圍的不同,《廣東省醫(yī)療技術(shù)準入管理暫行辦法》將醫(yī)療技術(shù)分為3類:(1)探索使用技術(shù),指醫(yī)療機構(gòu)引進或自主開發(fā)的在國內(nèi)尚未使用的新技術(shù);(2)限制使用技術(shù)(高難、高新技術(shù)),指需要在限定范圍和具備一定條件時方可使用,技術(shù)難度大、技術(shù)要求高,省級衛(wèi)生行政部門公布的技術(shù)項目;(3)一般診療技術(shù),指除國家或省衛(wèi)生行政部門規(guī)定限制使用外的常用診療項目。
鑒于探索性醫(yī)療技術(shù)的安全性和有效性處于未知狀態(tài),極易侵害人的生命權(quán)和健康權(quán),并且可能帶來倫理、社會、人類生態(tài)等一系列問題,所以要對探索性醫(yī)療技術(shù)準入進行嚴格的審查。我國探索性醫(yī)療技術(shù)準入審查工作相對滯后,迄今只有廣東、上海等幾個省市制定了關(guān)于醫(yī)療技術(shù)準入的、并不完善的法規(guī)。倫理審查是探索性醫(yī)療技術(shù)準入審查的重要方面。加強探索性醫(yī)療技術(shù)準入的制度建設(shè),探討探索性醫(yī)療技術(shù)準入的倫理審查已經(jīng)成了我國醫(yī)療衛(wèi)生體制改革的重要課題。本文對此作了一定的探討,以期進一步推動和規(guī)范我國探索性醫(yī)療技術(shù)的倫理審查。
1 探索性醫(yī)療技術(shù)準入的倫理審查的組織主體
探索性醫(yī)療技術(shù)的倫理審查由生物醫(yī)學研究倫理審查委員會(以下簡稱委員會)隸屬的醫(yī)療技術(shù)審查專家組(以下簡稱專家組)具體實施。
1.1 生物醫(yī)學研究倫理審查委員會的設(shè)置
國家設(shè)立全國生物醫(yī)學研究倫理審查委員會,負責全國性的探索性醫(yī)療技術(shù)的倫理審查工作。該委員會由國家衛(wèi)生部統(tǒng)一領(lǐng)導,由來自全國的高等學校、科研院所和醫(yī)療部門的專家、學者組成。委員會實行集體領(lǐng)導制,設(shè)主任委員1名,副主任委員4~6名。主任委員負責召集會議,所有重大事項須經(jīng)主任委員和副主任委員會議集體討論表決。委員會下設(shè)若干專家組,包括藥品審查專家組、醫(yī)療器械審查專家組、醫(yī)療技術(shù)審查專家組以及國家衛(wèi)生部批準設(shè)立的其他專家組[1]。
各省、自治區(qū)、直轄市設(shè)立省級生物醫(yī)學研究倫理審查委員會,負責所在地區(qū)的探索性醫(yī)療技術(shù)的倫理審查工作。該委員會由各省、自治區(qū)、直轄市衛(wèi)生廳領(lǐng)導,并且接受全國生物醫(yī)學研究倫理審查委員會的業(yè)務(wù)指導。省級生物醫(yī)學研究倫理審查委員會的組成和機制參照國家生物醫(yī)學研究倫理審查委員會。
1.2 醫(yī)療技術(shù)審查專家組的組成
醫(yī)療技術(shù)審查專家組隸屬于生物醫(yī)學研究倫理審查委員會。醫(yī)療技術(shù)審查專家組擁有專家11~13人,這些專家(以下簡稱專家)來自臨床醫(yī)學、臨床藥學、醫(yī)學倫理學、衛(wèi)生法學、衛(wèi)生統(tǒng)計、衛(wèi)生事業(yè)管理、生物醫(yī)學工程和科技哲學等學科專業(yè)。專家組設(shè)組長和副組長各1人。實行組長負責制,副組長協(xié)助組長開展工作,當組長無法履行職權(quán)時,由副組長暫時組長一職。專家實行聘用制,聘期5年,可以連任。專家應(yīng)當具備以下條件:(1)具有良好的業(yè)務(wù)素質(zhì)、扎實的專業(yè)功底和豐富的實際工作經(jīng)驗;(2)熱愛醫(yī)學工作,具有崇高的職業(yè)道德,較高的社會聲望和良好的社會聲譽,從未受過行政處罰及刑事處罰;(3)受聘于醫(yī)療衛(wèi)生機構(gòu)或者醫(yī)學教學、科研機構(gòu),并擔任相應(yīng)專業(yè)高級技術(shù)職稱3年以上;(4)健康狀況良好,能夠勝任工作[1]。
1.3 醫(yī)療技術(shù)審查專家組的工作制度
醫(yī)療技術(shù)審查專家組應(yīng)當遵守如下工作制度:(1)專家組至少每3個月召開1次會議,每次會議須有2/3以上專家出席才能召開,會議決議須經(jīng)1/2以上與會專家表決通過才能生效;(2)專家在項目評審過程中必須堅持嚴肅、認真、公正的態(tài)度,對送審項目提出客觀的評審意見;(3)對于送審項目,專家應(yīng)當在收到材料的3個月內(nèi)提出意見;(4)如果專家與送審項目有利益沖突,應(yīng)該回避;(5)未經(jīng)送審項目作者許可,專家不得引用、泄漏送審項目資料;(6)在委員會及其專家組內(nèi),專家享有相應(yīng)的表決權(quán)、選舉權(quán)、被選舉權(quán)和勞動報酬權(quán);(7)專家應(yīng)當積極參加委員會或?qū)<医M工作,遵守相關(guān)工作紀律,履行相應(yīng)工作義務(wù)。如果不參加委員會或?qū)<医M工作與活動超過1年,或者嚴重違反工作紀律,經(jīng)委員會討論通過,對專家予以除名[2]。
2 探索性醫(yī)療技術(shù)準入的倫理審查范圍
從倫理學角度分析探索性醫(yī)療技術(shù)準入,既要審查探索性醫(yī)療技術(shù)本身,又要審查實施技術(shù)的主體(即醫(yī)方),還要審查技術(shù)實施的客體(即患方)。
2.1 對技術(shù)本身的審查
在探索性醫(yī)療技術(shù)準入之前,一方面要審查技術(shù)本身是否具備有效性、安全性和經(jīng)濟性,只有有效、安全和經(jīng)濟的探索性醫(yī)療技術(shù)才能獲得準入資格;另一方面要從倫理的角度考察其社會適應(yīng)性,探索性醫(yī)療技術(shù)準入不能違背傳統(tǒng)倫理道德,不能有傷社會風化,否則就不具備倫理準入資格。例如,如果利用有腦但有嚴重缺陷的胎兒以及流產(chǎn)、引產(chǎn)產(chǎn)生的淘汰性胎兒作為器官移植的供體,那就意味著將胎兒完全視為純粹的物品,完全否定了胎兒的一切權(quán)利,損害了人類的尊嚴,違背了“人是萬物之靈”的基本倫理原則。因此,從倫理道德角度來看,該探索性醫(yī)療技術(shù)不具備倫理準入資格。
2.2 對技術(shù)主體的審查
在我國,由于醫(yī)療技術(shù)管理制度還不健全,一些醫(yī)療單位在經(jīng)濟利益的驅(qū)動下,不顧自身技術(shù)設(shè)備條件,隨意開展人工生殖、器官移植等探索性醫(yī)療技術(shù)。為了改變這種混亂的現(xiàn)象,必須對開展探索性醫(yī)療技術(shù)的實施主體進行審查。開展探索性醫(yī)療技術(shù)的醫(yī)療主體,除了需要具備相應(yīng)的資格(比如三級甲等醫(yī)療機構(gòu))和相關(guān)的條件技術(shù)(比如技術(shù)、設(shè)備、人才條件)等實質(zhì)要件以外,還應(yīng)當具有高尚的醫(yī)風醫(yī)德、良好的從業(yè)信譽等倫理要件。
在實踐操作中,我國可以組織醫(yī)院、患者、社會人士和政府部門,從醫(yī)生職業(yè)道德的落實、醫(yī)療事故的發(fā)生概率及其處理狀況等方面,對醫(yī)療主體的醫(yī)風醫(yī)德等倫理要件進行一年一度的考核,考核結(jié)果分為優(yōu)秀、良好、合格、不合格4個等級,凡是獲得優(yōu)秀、良好或合格的,可以授予探索性醫(yī)療技術(shù)準入資格;凡是考核不合格的,取消探索性醫(yī)療技術(shù)準入資格。
3 探索性醫(yī)療技術(shù)準入的倫理審查原則
3.1 安全性原則
探索性醫(yī)療技術(shù),尤其是對人體有創(chuàng)傷性的外科、診斷技術(shù),如果沒有充分的臨床前動物試驗基礎(chǔ),可能對患者的生命健康造成重大傷害。安全性是決定探索性醫(yī)療技術(shù)是否臨床準入的首要考慮因素,是保護患者權(quán)利的第一道防線。安全性評估,不僅要根據(jù)臨床前、臨床試驗結(jié)果看該醫(yī)療技術(shù)本身對人身的風險,還要考察其在臨床試驗中可能對人類的風險,并對其做出預測。如動物與動物之間的器官移植試驗可能導致不同動物之間的病毒傳染風險,進而威脅到該物種的生存;對動物的干細胞研究,對其基因的改變可能導致新的物種出現(xiàn),而這種風險的后果是人類無法預測的[3]。
3.2 不傷害原則
醫(yī)學高新技術(shù)的應(yīng)用必須有利于患者,不能傷害患者。生物醫(yī)學中的傷害主要是指身體上的傷害,包括疼痛和痛苦、殘疾和死亡,精神上的傷害以及其他損害,如經(jīng)濟上的損失。探索性醫(yī)療技術(shù)要承擔其對患者不傷害的義務(wù),不能帶來有意的傷害或并無惡意甚至無意的傷害。不傷害原則要求從事高新醫(yī)學技術(shù)的醫(yī)務(wù)人員所選擇的醫(yī)療行為必須對病人有益處。在臨床實踐中應(yīng)堅持選擇適應(yīng)證最佳、療效最佳、副作用最小、痛苦最輕、消耗最少的最優(yōu)化手段[4]。
3.3 人類尊嚴原則
任何醫(yī)療技術(shù)的準入,其目的都是造福于人類,而不是傷害人類。人類尊嚴原則是倫理道德的最低要求,是技術(shù)準入的起點[5]。人類尊嚴原則是科學與道德對行為主體共同的最低要求,超越這一要求,兩者都不能接受,因此人類尊嚴原則是底線原則,可以成為準入和不準入的界限和門檻。例如,人類胚胎體外培養(yǎng)以14天為“度”,超過14天則傷害了人類尊嚴。有了這個“度”,倫理規(guī)范和法律規(guī)范就有了交接點。
3.4 社會公正原則
探索性醫(yī)療技術(shù)準入的倫理審查必須堅持公平原則。這一原則主要體現(xiàn)在衛(wèi)生資源的微觀分配和醫(yī)療服務(wù)之中。面對眾多醫(yī)療服務(wù)的需求者,公正原則要求醫(yī)務(wù)人員在一視同仁、平等對待患者的前提下,堅持醫(yī)學的科學標準,兼顧社會價值,按病情輕重緩急提供必要的醫(yī)療服務(wù)和醫(yī)療高新技術(shù)。特別在稀有資源的微觀分配中,為了盡可能達到公正,要求首先制定一些規(guī)則和程序來決定哪些人屬于可以得到這種資源的范圍,這可以根據(jù)年齡、成功的可能和希望、預期的壽命等醫(yī)學標準進行初篩;隨后再制定一些規(guī)則和程序,從以上醫(yī)學可接受的范圍中最后決定具體哪些人可得到這種資源。這組規(guī)則和程序可以參照患者年齡的大小、地位和作用、過去對社會的貢獻和成就、潛在的貢獻等一些社會標準去制定[6]。
4 探索性醫(yī)療技術(shù)準入的倫理審查程序
專家組在審查探索性醫(yī)療技術(shù)準入時,堅持申請、受理、審查、中止和終結(jié)的基本程序。
(1)遞交申請。申請準入探索性醫(yī)療技術(shù),必須事先填寫《探索性醫(yī)療技術(shù)準入倫理審查申請書》,連同相關(guān)證明材料,一起遞交醫(yī)療技術(shù)審查專家組。
(2)受理申請。醫(yī)療技術(shù)審查專家組在收到申請后立即審查送審材料是否齊全,并在5日內(nèi)決定是否受理該申請。對于材料不齊全的,專家組不予受理,并書面說明理由;對材料齊全的,專家組決定受理,并通知申請人繳納相關(guān)費用,然后在交費后30日內(nèi)將申請人提交的《探索性醫(yī)療技術(shù)準入倫理審查申請書》以及所有相關(guān)資料轉(zhuǎn)交專家組。
(3)進行審查。專家對探索性醫(yī)療技術(shù)準入的倫理審查,主要包括以下事項:①審查探索性醫(yī)療技術(shù)本身是否符合生物醫(yī)學倫理和社會倫理規(guī)范;②審查探索性醫(yī)療技術(shù)準入主體是否具有相關(guān)資格和條件,是否具備良好的醫(yī)風醫(yī)德;③審查探索性醫(yī)療技術(shù)準入的客體是否具有適應(yīng)證和禁忌證,是否充分行使了知情同意權(quán);④審查探索性醫(yī)療技術(shù)準入是否預期收益大于可能風險;⑤審查探索性醫(yī)療技術(shù)準入的客體選擇和技術(shù)使用是否遵循公平公正原則。
(4)中止審查。中止審查并非必經(jīng)程序。如果有下列情形之一的,專家組可中止探索性醫(yī)療技術(shù)準入倫理審查:①當事人未按規(guī)定提交有關(guān)材料;②提供的材料不真實;③申請人拒絕繳納費;④有礙于探索性醫(yī)療技術(shù)準入倫理審查的其它情形。一旦上述情形消失,專家組應(yīng)當在該情形消失之日起5日內(nèi)恢復審查程序。
(5)終結(jié)審查。專家組應(yīng)當在接到申請之日起,1個月內(nèi)審查完畢,并撰寫探索性醫(yī)療技術(shù)準入的倫理審查報告,然后在接到申請之日起45天之內(nèi)將審查報告送達申請單位。審查報告應(yīng)當載明審查結(jié)論,明確是“審查合格、支持準入”,還是“審查不合格、嚴禁準入”,并且需要說明理由和依據(jù)。報告1式3份,其中1份提交生物醫(yī)學研究倫理審查委員會,1份送交探索性醫(yī)療技術(shù)準入申請人,另1份由醫(yī)療技術(shù)審查專家組存檔[1]。
參考文獻
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關(guān)鍵詞:高中生物教學;人文學科教育;自然科學教育;思想品德教育
中圖分類號:G63 文獻標識碼:A 文章編號:1005-5312(2012)30-0227-02
目前,我國高中階段課堂教學大多仍以分科教學為主,任課老師在各自學科體系和知識架構(gòu)內(nèi)進行教學,學科之間缺少綜合、類比和交流。這種教學模式各自為政、互不干涉,能適應(yīng)學生認知分析的需要,在發(fā)展學生認知綜合能力方面就顯得不足,其后果往往造成學生認知世界和解決問題時的片面、目光狹窄,割裂了事物之間的種種聯(lián)系,而學生所接觸的事物和現(xiàn)象大都是以綜合的形式存在著。所以,過分強調(diào)分科教學,不利于學生把所學知識與現(xiàn)實生活相聯(lián)系。
生物科學是一門包羅萬象的綜合性學科,從萌芽開始就一直和其他學科的產(chǎn)生和發(fā)展聯(lián)系在一起,并一直在不斷汲取其他學科發(fā)展成果的基礎(chǔ)上向前發(fā)展,且不斷產(chǎn)生新的分支學科。生物學與數(shù)學結(jié)合產(chǎn)生了生物數(shù)學和數(shù)學生物學,與計算科學結(jié)合產(chǎn)生了計算生物學,與計算機科學結(jié)合又產(chǎn)生了生物信息學;生物學與物理學結(jié)合產(chǎn)生了生物物理學,與化學結(jié)合產(chǎn)生了生物化學,與二者同時結(jié)合又產(chǎn)生了生物物理化學;生物學與地理學等結(jié)合首先產(chǎn)生了生態(tài)學,后邊又有生物地理學,與地質(zhì)學結(jié)合產(chǎn)生了古生物學;生物學與歷史結(jié)合產(chǎn)生了生命科學史和歷史生物學;生物學與政治產(chǎn)生了生物哲學;生物學與醫(yī)學結(jié)合產(chǎn)生了生物醫(yī)學,與工程技術(shù)結(jié)合產(chǎn)生了生物工程,與二者同時結(jié)合產(chǎn)生了生物醫(yī)學工程;等等。從1943年物理學家薛定諤提出“遺傳密碼”的概念到1969年64種遺傳密碼的含義全部譯出,就綜合了物理、化學、生物各學科的研究方法和研究成果的精華。
本論文以人教版高中生物課程為例,通過大量教學實踐,尋找到這些學科交叉滲透點,進而達到學科交叉滲透的教育目標。筆者首次將這些學科交叉滲透點進行系統(tǒng)歸類,分別就高中生物與人文科學、自然科學和思想品德教育三個方面的聯(lián)系進行了詳細闡述。
一、高中生物與人文學科教育的聯(lián)系
在高中階段,人文學科教育主要包括語文、歷史、政治、英語和地理等。下面筆者舉高中生物與語文的聯(lián)系的例子。
“獨立寒秋,湘江北去,橘子洲頭。 看萬山紅遍,層林盡染; 漫江碧透,百舸爭流。”是高中語文第一冊中的詩詞《沁園春.長沙》中的詩句。萬山紅遍,層林盡染,與唐代詩人杜牧的詩句“停車坐愛楓林晚,霜葉紅于二月花”異曲同工,都是描寫秋天的景象。這種動人的自然秋景是秋天氣溫漸漸降低、紫外線照射強烈等外界因素造成的。在低溫的作用下,葉綠素逐漸分解,同時葉脈的運輸能力逐漸減弱,葉子白天通過光合作用制造的糖分不能完全運出葉子,導致葉子里的糖分越積越多,可溶性原糖多了,就形成了較多的花青素,同時細胞內(nèi) pH 值改變,呈現(xiàn)酸性,使花青素表現(xiàn)出紅色,秋天紅葉的種類如楓葉黃櫨、槭樹、柿樹等均為此種情況。秋天,也有些植物葉肉細胞衰老,葉綠素的合成速度低于分解速度,葉綠素含量相對減少,而類胡蘿卜素分子比較穩(wěn)定,不容易破壞,所以葉片逐漸呈現(xiàn)類胡蘿卜素的顏色-黃色,故而會出現(xiàn)“黃葉地”的景色。如銀杏樹,每到秋天淡黃色的小扇子型的葉片落在地上,令人不忍踩踏。
二、高中生物與自然學科教育的聯(lián)系
在高中階段,自然學科教育包括數(shù)學、化學、物理等。下面筆者選取高中生物與數(shù)學之間的聯(lián)系作為例證。
生物學中許多重要的變化雖然目前我們還不能完全用精確的數(shù)學語言來進行描述,但生物學領(lǐng)域中的諸多現(xiàn)象卻可以運用數(shù)學模型來進行圓滿地解釋,如生態(tài)環(huán)境、人口、資源、流行病等,無一不與數(shù)學密切相關(guān)。例如英國數(shù)學家哈代和德國醫(yī)生溫伯格通過各自的研究,分別發(fā)表的有關(guān)基因頻率和基因型頻率的基因平衡定律,該定律至今仍是群體遺傳學的一個基本法則,也是雜交育種的理論基礎(chǔ)。馬爾薩斯利用數(shù)學推理,發(fā)現(xiàn)人口有幾何增長的趨勢,而食物供應(yīng)只有算術(shù)增長的趨勢,從而提出了著名的“人口論”。
三、高中生物與思想品德教育之間的聯(lián)系
在高中階段,思想品德教育包括倫理道德教育、環(huán)境道德教育和美育道德教育。下面,筆者以高中生物與倫理道德教育之間的聯(lián)系為例,進行論證說明。
在生物教學中,對學生進行生命倫理教育,從狹義上講是關(guān)注學生的身心健康,廣義上說,是關(guān)注一切與人類生命需求、生命活動相關(guān)的領(lǐng)域,尤其是在非人類的生命與人類的關(guān)系上所存在的倫理問題,是學科德育教育的重點。
生命倫理學指稱生命科學中的廣袤的道德問題領(lǐng)域,如醫(yī)學、生物學、環(huán)境科學、人口和社會科學等。生命倫理學最先產(chǎn)生在美國,而由于現(xiàn)代生物技術(shù)和現(xiàn)代生物醫(yī)學技術(shù)迅猛發(fā)展,從而產(chǎn)生了生育控制和生殖技術(shù)的倫理問題、器官移植的倫理問題、克隆動物的倫理問題、人類基因組研究的倫理問題(如基因隱私和基因歧視等)、轉(zhuǎn)基因生物帶來的倫理問題等全球性的問題,這些方面都是對學生開展思想教育的講臺。
就學生本身的身體發(fā)育而言,通過生物學的學習學生可以了解自己身體發(fā)育過程中的秘密,從而做到心中不慌,應(yīng)付自如;熟悉個體發(fā)育過程中需要不同的營養(yǎng),合理飲食,健康成長。
在多年高中生物教學實踐的基礎(chǔ)上,筆者認為高中生物教學中學科交叉滲透的途徑主要有五條。
1、教師自身要加強學習,提高對學科交叉滲透的理論認識;
2、加強學科教師間的交流,拓寬知識面,打好學科間交叉滲透的基礎(chǔ);
我們常常用“要給學生一杯水,自己必須有一桶水”來說明教師拓展知識面的重要性。教師要加強本學科同其它學科交叉的教學,那么自己必須具備寬廣的知識面,否則不可能將學科聯(lián)系滲透貫穿到自己的教學過程當中去。多數(shù)生物學老師剛參加工作時知識面狹窄,特別有些老師在學校期間不注意拓寬自己的知識面,不僅人文方面的知識缺乏(因為大學中生物屬于理科),而且數(shù)學、化學、物理等自然科學知識也掌握得有限,這就要求教師應(yīng)積極地學習與生物學有關(guān)的其它學科的知識,以填補自己知識的空白點。教師對生物學教材和與教材有關(guān)的其它學科知識不僅要廣泛涉獵,而且要深入研究,不僅要“深進去”知其所以然,而且也能“跳出來”知其所以然,這樣才能把握同其它學科知識的內(nèi)在聯(lián)系和必然規(guī)律,在教學中才會應(yīng)付自如、游刃有余。更為重要的是,生物教師要經(jīng)常與其它學科教師交流思想和教學經(jīng)驗,以開闊自己的視野和知識面,這往往可以激發(fā)出新的教學思想火花,而且有可能的話,能夠多參加一些學科研討會,同各方面的有關(guān)專家多交流并建立聯(lián)系,多參加、組織一些實踐活動,不斷提高自己,注意總結(jié),注意升華。
3、深化教學內(nèi)容和教學方法改革,不斷提高學科交叉滲透的實踐能力;
4、學科課程之外學校有目的、有計劃地組織多種活動,提高學生綜合能力;
第二課堂是指在教學計劃之外與第一課堂教學相平行的教學組織形式,是在學科課程之外由學校有目的、有計劃、有組織地通過多種活動,綜合運用所學知識,開設(shè)以實踐性、自主性、趣味性、創(chuàng)造性以及非學科性為主要內(nèi)容特征的課程體系,是在學校和教師的引導下,學生根據(jù)自己的愛好、興趣和特長,自主組織和參與的一種教育和學習活動。全面開辟第二課堂,有利于開拓學生視野,提高創(chuàng)造力,推動學生整體化知識的吸收,激活學生的創(chuàng)新思維,促進創(chuàng)新精神和實踐能力的提高,促進非智力因素的發(fā)展,并對學生的思想品德和人格情操起著潛移默化的影響作用。
5、組織學生參加有關(guān)競賽活動,全面提高學生素質(zhì);
[關(guān)鍵詞] CT;肺塵埃沉著病;粟粒性肺轉(zhuǎn)移瘤;診斷
[中圖分類號] R135.2 [文獻標識碼] A [文章編號] 1673-7210(2014)09(a)-0035-04
[Abstract] Objective To analyze CT imaging signs of pneumoconiosis and miliary lung metastases, and evaluate the differential diagnosis value of multiple small nodules in the lung. Methods CT data of 51 cases of pneumoconiosis patients (pneumoconiosis group) and 48 patients with miliary lung metastases (miliary lung metastases group) from January 2012 to January 2014 in the People's Hospital of Rui'an City were retrospectively analyzed, the distribution of the nodules type distribution characteristics and lung consolidation in the two groups were observed. Results The incidence rate of pulmonary emphysema, ground glass feature and the leaf crack thickening in the pneumoconiosis group were 82.35%, 27.45% and 45.10% respectively, were obviously higher than those of the miliary lung metastases group (0.00%, 8.33%, 0.00%), the differences were statistically significant (P < 0.05). Calcification and the proportion of nodule in upper middle of pneumoconiosis group were higher than those of the miliary lung metastases group, the differences were statistically significant (P < 0.05); the proportion of nodule in the middle-lower and middle-outer and ratio of multiple cavity in interior lung field in miliary lung of the pneumoconiosis group were significantly lower than those of the miliary lung metastases group, the differences were statistically significant (P < 0.05); the around distribution proportion of lymph-vessel, edge definition and ground glass chippings distribution in pneumoconiosis group (88.24%, 86.27%, 27.45%) were obviously higher than those of miliary lung metastases group (8.33%, 70.83%, 8.33%), and the proportion of nodule with random distribution, uniform size, uniform distribution, density uniform of pneumoconiosis group were significantly lower than those of miliary lung metastases group, the differences were statistically significant (P < 0.05). Conclusion Pneumoconiosis and miliary lung metastases are significance difference on characteristic CT signs, CT has application value in the differential diagnosis of the two.
[Key words] CT; Pneumoconiosis; Miliary lung metastases; Diagnosis
隨著高分辨率CT在胸部影像學中的廣泛應(yīng)用,肺部細微結(jié)構(gòu)的變化的顯示率得以明顯提高,其可清晰顯示患者的小結(jié)節(jié)的邊緣、面積、內(nèi)部特征及與肺小葉相關(guān)性,有利于肺彌漫性微小節(jié)病變類疾病的鑒別診斷[1]。肺塵埃沉著病以肺組織彌漫性纖維化為特征,是危及中國工人健康的主要職業(yè)病,粟粒性肺轉(zhuǎn)移瘤是由肺癌、直腸癌、甲狀腺癌、結(jié)腸癌、肝癌、乳腺癌等富血管腫瘤病變組織轉(zhuǎn)移至肺部,兩種病癥的臨床常用診斷方法為胸部X線片與螺旋CT,受影像學技術(shù)空間分辨率以及兩種疾病均為彌漫性小結(jié)節(jié)的相同影像學征象限制,臨床治療中對兩者的診斷存在誤診、漏診等現(xiàn)象,嚴重影響兩者的鑒別診斷與臨床治療預后效果[2-11]。本研究主要對經(jīng)臨床確診為肺塵埃沉著病與粟粒性肺轉(zhuǎn)移瘤患者的CT影像學資料進行回顧性分析,結(jié)果報道如下:
1 資料與方法
1.1 一般資料
選取2012年1月~2014年1月在浙江省瑞安市人民醫(yī)院(以下簡稱“我院”)經(jīng)臨床確診為肺塵埃沉著病患者51例(肺塵埃沉著病組),其中男女比例為48∶3;年齡42~79歲,平均(63.84±5.39)歲;暴露于粉塵時間5~25年,平均(12.15±4.68)年;肺塵埃沉著病臨床分期為Ⅰ期8例,Ⅱ期23例,Ⅲ期20例;職業(yè)工種為煤工26例,鑿巖工9例,石工7例,放炮工5例,清砂工3例,翻砂工1例;臨床表現(xiàn)為低熱21例,咯血18例,咳嗽48例,呼吸困難37例,胸悶氣喘41例。選取同期我院經(jīng)臨床證實的粟粒性肺轉(zhuǎn)移瘤患者48例(粟粒性肺轉(zhuǎn)移瘤組),其中男女比例為38∶10;年齡42~75歲,平均(63.49±5.34)歲;原發(fā)腫瘤為肺癌27例,直腸癌6例,甲狀腺癌6例,結(jié)腸癌6例,肝癌4例,乳腺癌3例。兩組患者的性別、年齡等基線資料比較差異無統(tǒng)計學意義(P > 0.05),具有可比性。本研究經(jīng)醫(yī)院倫理委員會通過。
1.2納入與排除標準
納入標準:均在我院接受高分辨率CT片檢查且資料完整;經(jīng)相關(guān)治療方案治療有效者;肺塵埃沉著病患者經(jīng)臨床及CT征象證實且均為彌漫性結(jié)節(jié);粟粒性肺轉(zhuǎn)移瘤患者經(jīng)臨床與病理活檢證實為原發(fā)腫瘤;患者均簽署臨床研究知情同意書[2]。
肺塵埃沉著病的診斷標準:參照2009年7月,原衛(wèi)生部的新版《塵肺病診斷標準》[3]。新標準將肺塵埃沉著病根據(jù),X線胸片表現(xiàn)分為三期:Ⅰ期肺塵埃沉著病是指有總體密集度1級的小陰影,分布范圍至少達到2個肺區(qū);Ⅱ期肺塵埃沉著病是指有總體密集度2級的小陰影,分布范圍超過4個肺區(qū);或有總體密集度3級的小陰影,分布范圍達到4個肺區(qū);Ⅲ期肺塵埃沉著病是指有下列情形之一者:有大陰影出現(xiàn),其長徑不小于20 mm,短徑不小于10 mm;有總體密集度3級的小陰影,分布范圍超過4個肺區(qū)并有小陰影聚集;有總體密集度3級的小陰影,分布范圍超過4個肺區(qū)并有大陰影。
排除標準:臨床證實為粟粒性肺結(jié)核、粟粒性細支氣管肺細胞癌等肺彌漫性粟粒樣病變疾病者;因血行轉(zhuǎn)移性肺癌與膠原疾病引發(fā)肺粟粒結(jié)節(jié)者;經(jīng)相關(guān)治療無效或死亡者;CT影像學資料缺失者;不配合檢查方案實施者[3]。
1.3 儀器與方法
患者均取仰臥,雙手上舉過頭,均于深吸氣末自肺尖至肺底行HRCT掃描(Somatom AR.starCT掃描機,德國西門子),層厚參數(shù)設(shè)定為1.5 mm,層間隔間距為10 mm,電流83 mA,電壓130 kV,掃描時間0.5 s。圖像重建采用高分辨率重建法;肺部病變觀察窗位600 Hu,窗寬1600 Hu;肺門與縱隔淋巴結(jié)觀察窗位35 Hu,窗寬400 Hu[4]。由3名胸部放射學診斷經(jīng)驗超3年診斷醫(yī)師采用雙盲法行個別診斷,2個以上一致診斷作最終結(jié)果。
1.4 觀察指標
小結(jié)節(jié)病變分布類型:小葉中心分布、淋巴管周圍分布、隨機分布;小結(jié)節(jié)病變分布區(qū)域:全肺野、中上肺野、中下肺野,內(nèi)中外帶均勻分布、內(nèi)中帶、中外帶;小結(jié)節(jié)病變分布特征:大小均勻、分布均勻、密度均勻、邊緣清晰、鈣化、多發(fā)空洞;肺部合并征象:磨玻璃征;小葉間隔增厚、葉間裂增厚、胸膜增厚、肺氣腫、團塊、肺門與淋巴結(jié)異常。
1.5 判斷標準
團塊:面積≥2 cm2;肺野上中下分界按照第2、4肋骨前端下緣水平線;肺縱隔按照三等分原則分為內(nèi)、中、外三帶[5-7]。
1.6 統(tǒng)計學方法
采用SPSS 20.0統(tǒng)計學軟件進行數(shù)據(jù)分析,計量資料數(shù)據(jù)用均數(shù)±標準差(x±s)表示,兩組間比較采用t檢驗;計數(shù)資料用率表示,組間比較采用χ2檢驗,以P < 0.05為差異有統(tǒng)計學意義。
2 結(jié)果
2.1 兩組患者的小結(jié)節(jié)病變類型分布情況
兩組患者的小結(jié)節(jié)病變類型為小葉中心分布比例比較,差異無統(tǒng)計學意義(P > 0.05);肺塵埃沉著病組患者的淋巴管周圍分布比例明顯高于粟粒性肺轉(zhuǎn)移瘤組,隨機分布比例顯著低于粟粒性肺轉(zhuǎn)移瘤組,兩組比較差異均有統(tǒng)計學意義(P < 0.05)。見表1。
2.2 兩組患者的小結(jié)節(jié)病變區(qū)域分布情況
肺塵埃沉著病組患者中上肺野與內(nèi)中帶小結(jié)節(jié)所占比例明顯高于粟粒性轉(zhuǎn)移瘤組;中下肺野、內(nèi)中外帶與中外帶所占比例顯著低于粟粒性轉(zhuǎn)移瘤組,兩組比較差異均有統(tǒng)計學意義(P < 0.05)。見表2。
2.3 兩組患者的小結(jié)節(jié)病變分布特征情況
兩組患者的鈣化、大小均勻、分布均勻、密度均勻、邊緣清晰與多發(fā)空洞小結(jié)節(jié)病變特征比較,差異均有統(tǒng)計學意義(P < 0.05)。見表3。
2.4 兩組患者肺部合并征的CT征象
兩組患者團塊、胸膜增厚、淋巴結(jié)增大、小葉間隔增厚發(fā)生率比較,差異均無統(tǒng)計學意義(P > 0.05);肺塵埃沉著病組患者的肺氣腫、磨玻璃征及夜間裂增厚發(fā)生率明顯高于粟粒性肺轉(zhuǎn)移瘤組,差異均有統(tǒng)計學意義(P < 0.05)。見表4。
3 討論
肺塵埃沉著病指的是因職業(yè)活動中長期吸入生產(chǎn)性粉塵并在肺部沉積潴留,進而引發(fā)的以肺組織彌漫性纖維化的疾病,是危及中國工人健康的主要職業(yè)病[8]。粟粒性肺轉(zhuǎn)移瘤是由肺癌、直腸癌、甲狀腺癌、結(jié)腸癌、肝癌、乳腺癌等富血管腫瘤病變組織轉(zhuǎn)移至肺部,其發(fā)生率與原發(fā)腫瘤生物學特性以及機體的免疫功能狀態(tài)存在相關(guān)性。兩種病癥的臨床常用診斷方法為胸部X線片與螺旋CT,受影像學技術(shù)空間分辨率以及兩種疾病均為彌漫性小結(jié)節(jié)的相同影像學征象限制,導致臨床治療中對兩者的診斷存在誤診、漏診等現(xiàn)象,嚴重影響兩者的鑒別診斷與臨床治療預后效果[9-11]。在本研究中,肺塵埃沉著病與粟粒性肺轉(zhuǎn)移瘤患者均行高分辨率CT影像學檢查,高分辨率CT通過縮小掃描視野與掃描厚度,采用高分辨骨密度算法重建影像學圖像,可以有效彌補傳統(tǒng)CT檢查的空間分辨率較低的不足,且能夠明顯提高肺小葉水平中的肺部細微結(jié)構(gòu)變化的顯示率。本研究結(jié)果顯示,肺塵埃沉著病患者的小結(jié)節(jié)病變類型為小葉中心區(qū)分布6例(11.76%),淋巴管周圍分布45例(88.24%),無隨機分布類型;粟粒性肺轉(zhuǎn)移瘤患者3種小結(jié)節(jié)病變類型均存在,其中最主要類型為隨機分布(85.42%)。由此可見,肺塵埃沉著病為淋巴管周圍分布結(jié)節(jié),粟粒性轉(zhuǎn)移瘤為隨機分布結(jié)節(jié),表明小結(jié)節(jié)分布類型可作為兩者的鑒別診斷參考因子之一,有利于縮小鑒別診斷范圍。
在本研究中,通過對兩組患者的小結(jié)節(jié)病變區(qū)域分布情況進行分析,得出肺塵埃沉著病的CT影像學征象表現(xiàn)為粟粒結(jié)節(jié)彌漫性分布,集中分布于中上肺野區(qū)與內(nèi)中帶,分析原因可能與淋巴引流以及機體對粉塵的自我清除能力有相關(guān)性。淋巴引流的主要動力來源是肺動脈高壓,且受胸壁運動與呼吸運動影像,導致外側(cè)胸壁的淋巴管壁壓力明顯大于內(nèi)中帶,中上肺野的淋巴引流顯著少于下肺野區(qū),相應(yīng)減弱機體在上述兩區(qū)域的清除能力,進而表現(xiàn)出小結(jié)節(jié)優(yōu)勢分布[12-14]。本研究結(jié)果同時得出,粟粒性肺轉(zhuǎn)移瘤的影像學征象表現(xiàn)的優(yōu)勢分布區(qū)域為中下肺野、內(nèi)中外帶以及中外帶。此影像學表現(xiàn)與機體血液供應(yīng)以及肺臟自身的解剖結(jié)構(gòu)特點有相關(guān)性,機體肺血的正常肺部為下多、上少,肺小動脈主要存在于肺外周,且肺轉(zhuǎn)移瘤主要的轉(zhuǎn)移途徑為血行轉(zhuǎn)移,表現(xiàn)其結(jié)節(jié)多分布于中下肺野與中外帶。
同時,本研究通過對比分析兩組患者的小結(jié)節(jié)病變分布特征情況進行分析,得出肺塵埃沉著病的結(jié)節(jié)特點主要為鈣化、邊緣清晰,其與肺塵埃沉著病的病理基礎(chǔ)有密切相關(guān)性。肺塵埃沉著病主要是外部粉塵顆粒潴留與肺部,引發(fā)淋巴結(jié)內(nèi)膠原纖維的增生,并壓迫肺部供血動脈,導致肺部組織換死,進而增加鈣質(zhì)在淋巴結(jié)邊緣竇內(nèi)的沉積數(shù)量,最終形成淋巴結(jié)鈣化。且粟粒性肺轉(zhuǎn)移瘤的結(jié)節(jié)分布特點為結(jié)節(jié)大小、密度與分布均較均勻且存在多發(fā)空洞的顯著特點,分析原因可能與原發(fā)腫瘤的病變組織進入血液的數(shù)量與次數(shù)相對于每一機體是定量值有關(guān)。本研究結(jié)果兩種疾病的結(jié)節(jié)病變特征與既往的大量研究成果類似,進一步證實結(jié)節(jié)病變可作為肺塵埃沉著病與粟粒性轉(zhuǎn)移瘤患者的CT鑒別診斷的可靠依據(jù)[15-17]。在本研究中,通過對兩組患者的肺部合并征發(fā)生情況進行分析,得出肺塵埃沉著病組患者的肺氣腫發(fā)生率(82.35%)與葉間裂增厚發(fā)生率(45.10%)均明顯高于粟粒性肺轉(zhuǎn)移瘤組(0.00%、0.00%),差異均有統(tǒng)計學意義(P < 0.05),表明肺氣腫與葉間裂增厚在兩者中的鑒別診斷中具有較高的特異性與敏感性,可作為臨床鑒別診斷依據(jù)。同時肺塵埃沉著病患者的磨玻璃征發(fā)生率(27.45%)較粟粒性肺轉(zhuǎn)移瘤(8.33%)高,但因發(fā)現(xiàn)例數(shù)較少,存在局限性,對肺塵埃沉著病以及粟粒性肺轉(zhuǎn)移瘤的鑒別診斷價值,有待臨床與病理進一步證實。
綜上所述,肺塵埃沉著病的CT影像學征象特征表現(xiàn)為:淋巴管周圍分布結(jié)節(jié)、結(jié)節(jié)區(qū)域集中在中上肺野與內(nèi)中帶、結(jié)節(jié)特征為淋巴結(jié)鈣化與邊緣清晰、易引發(fā)肺氣腫與葉間裂增厚肺部合并征;粟粒性肺轉(zhuǎn)移瘤的CT影像學征象特征表現(xiàn)為:隨機分布結(jié)節(jié)、結(jié)節(jié)優(yōu)勢區(qū)域為中下野與中外帶、結(jié)節(jié)特征為多發(fā)空洞以及結(jié)節(jié)大小、密度與分布均勻、肺部合并征無特異性。因此,肺塵埃沉著病與粟粒性肺轉(zhuǎn)移瘤的CT影像學征象存在明顯差異,有助于提高兩者的診斷與鑒別診斷確診率。
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人類對最新的科學技術(shù)總是賦予了無限想象。當3D打印概念席卷整個市場時,人們開始將3D打印與生物醫(yī)療結(jié)合起來,于是3D生物打印(3D-Bioprinting)便應(yīng)運而生。以信息化為前奏,以打印成型技術(shù)為基礎(chǔ)的3D生物打印技術(shù),正在被越來越廣泛地應(yīng)用于修復和替代再生損傷組織和器官的治療過程中。同時作為目前實現(xiàn)再生醫(yī)學最具應(yīng)用前景的新技術(shù)之一,3D生物打印也在向著從非生命假體向簡單生命體和復雜生命結(jié)構(gòu)體的發(fā)展。
如今,3D生物打印的發(fā)展已經(jīng)超越了醫(yī)學或者生物學單一領(lǐng)域,向著由醫(yī)學、工程、生物和臨床以及倫理和法律有機融合在一起綜合領(lǐng)域邁進。在未來,3D生物打印必將對人類的未來產(chǎn)生深遠的影響,但也面臨著很多發(fā)展的挑戰(zhàn)。但無論如何,3D生物打印正在重塑整個醫(yī)療行業(yè),且日益接近我們的現(xiàn)實世界。
3D打印技術(shù)在醫(yī)學領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用
三年前,3D打印因為被英國《經(jīng)濟學人》雜志認為是“第三次工業(yè)革命的重要標志”而被廣泛關(guān)注。這場技術(shù)革新帶來的沖擊是巨大的,特別是對于中國這樣一個亟需面臨制造業(yè)升級的國家。由于3D打印涵蓋了產(chǎn)品生命周期前端的“快速原型”、全生產(chǎn)周期的“快速制造”、大規(guī)模的個性化生產(chǎn)能力等諸多特點,特別是可以與互聯(lián)網(wǎng)和新材料、新能源相結(jié)合,所以3D打印被認為可能會帶給中國制造業(yè)的重大變革。
也正是在最近的三年里,3D打印中的一系列技術(shù)已經(jīng)在中國開花落地,并開始服務(wù)于生產(chǎn)實踐。諸如光固化、金屬熔敷、陶瓷成形、激光燒結(jié)、金屬燒結(jié)等3D打印裝備和材料也越來越多地見諸于媒體報道中,例如我國在打印玩具、手機部件、飛機機翼、武器零部件等,3D打印的應(yīng)用已經(jīng)越來越普及。
但是3D打印還有一塊重要的領(lǐng)域可能被大家忽視,而這塊領(lǐng)域已經(jīng)在默默地發(fā)展了十幾年,那就是3D生物打印,即將生物打印技術(shù)服務(wù)于醫(yī)學或生物學的教學、科研和治療事業(yè)中。
比如在骨科修復領(lǐng)域,我國科研工作者已經(jīng)取得了不錯的科研和臨床應(yīng)用效果。通過計算機圖像和CAD/CAM技術(shù),我國已經(jīng)利用三維打印技術(shù)研制出新型人工髖、肩、膝、踝關(guān)節(jié)、骨盆和四肢長骨假體,并在很多醫(yī)院已經(jīng)成功用于臨床,且已經(jīng)形成了產(chǎn)業(yè)化。上海交通大學醫(yī)學院附屬第九人民醫(yī)院、北醫(yī)三院、西安的西京醫(yī)院等很多醫(yī)院都可以進行個性化醫(yī)療植入物的設(shè)計、生產(chǎn)和植入。目前在人工關(guān)節(jié)置換、個體化接骨鈑、個體化骨盆修復、肩胛骨、鎖骨修復、牙齒修復等臨床手術(shù)中,3D打印技術(shù)得到廣泛應(yīng)用。不過在以上介紹的3D打印過程中,并不涉及到細胞的打印應(yīng)用,主要是通過3D打印金屬粉末冶金技術(shù)來制作以鈦合金材料為基礎(chǔ)的個性化骨科內(nèi)植入物。
例如華南理工大學通過3D打印技術(shù)開發(fā)的個性化舌側(cè)正畸托槽,主要是針對在矯正牙形過程中,傳統(tǒng)的托槽粘在牙齒的外側(cè)會影響美觀等不足而研發(fā)。其特點是可置放在牙齒的內(nèi)側(cè),且根據(jù)每個人的每一顆牙齒的實際情況進行定制。目前,個性化舌側(cè)正畸托槽已獲得廣東省醫(yī)療器械產(chǎn)品注冊證,并已在國內(nèi)外開展了臨床應(yīng)用。
另外,3D打印技術(shù)還可以用來制作器官或組織的3D模型,可直接應(yīng)用于醫(yī)學教學、臨床手術(shù)前的術(shù)前指導及科研。借助于這些3D模型,器官或組織內(nèi)部構(gòu)造的細節(jié)可以逼真地顯示出來,且可以使復雜的人體組織更為直觀明了。在術(shù)前指導中,通過3D打印可清晰直觀地顯示患者的疾病狀況,在比如復雜骨折與畸形的分布,這樣3D打印所模型可提供比醫(yī)學影像資料更加詳細的解剖學信息,實現(xiàn)了由二維到三維、由平面到立體、虛擬到現(xiàn)實的轉(zhuǎn)變。醫(yī)生可直接在此模型上進行手術(shù)設(shè)計及模擬,以確保手術(shù)的成功,為臨床疾病的診斷及治療提供了精確化、個性化的新型思路和方法。
不過,這些還不是真正意義上的生物打印。無論是打印骨科的植入物,還是打印人體的模型一,這些還只是通過傳統(tǒng)的增材制造技術(shù),通過塑料、樹脂和鈦合金金屬等材料形成無生命的假體或模型。
科學意義上的3D生物打印則是以打印細胞為分水嶺,也就是“以3D打印為手段,以加工細胞等活性材料為內(nèi)容,以重建人體組織和器官為目標”。只有真正的3D生物打印,才是塑醫(yī)療行業(yè)的重要力量。
3D生物打印是真正的醫(yī)學革命
目前全球3D生物打印技術(shù)尚處于起步階段,如果以打印細胞為分水嶺來看,對于顱骨、牙齒或制造器官或組織的3D模型還只能看做是3D生物打印的“前夜”,原因很簡單,雖然這些打印技術(shù)也被視為生物醫(yī)學材料領(lǐng)域的重要一環(huán),但是打印出的產(chǎn)品還是非生命假體,而且大多數(shù)打印過程僅僅涉及到一種金屬或者塑膠材質(zhì),所以其對生命醫(yī)學發(fā)展的支撐十分有限。
真正意義上的3D生物打印是向簡單生命體和復雜生命結(jié)構(gòu)體方向發(fā)展的。采用的打印材料更是超出了傳統(tǒng)3D打印的取材空間,比如活細胞、干細胞、水凝膠、可被人體組織吸收的高分子材料等。
不過,應(yīng)用活細胞進行生物打印,完全不同于傳統(tǒng)的三維打印,甚至可以說完全是另外一個領(lǐng)域。
因為打印的材料既然涉及到活的細胞,就需要精確控制細胞的成活率、細胞生長的支架材料、細胞的氧氣、水分、營養(yǎng)等微環(huán)境,以及后期如何通過血管化來維持組織的生長和代謝。這樣一來,需要同時打印的材料就達到幾種乃至十幾種,打印過程中的精密控制更加復雜,且更不用說分化程度更高,更加復雜的組織。
也正因為如此,3D生物打印才成為醫(yī)學領(lǐng)域發(fā)力的一個焦點,而這個焦點,在我國集中的體現(xiàn)就是國家對3D生物打印的重視。比如在2014年末,“第四屆國際增材制造與生物制造會議(ICAM-BM2014)”在北京召開,來自11個國家和地區(qū)的180余名與會代表參加了此次會議。內(nèi)容涵蓋細胞三維打印、組織工程支架三維打印、金屬增材制造以及增材制造技術(shù)中數(shù)據(jù)處理、建模仿真和創(chuàng)新應(yīng)用等。
此外,4月份在上海召開的“2015醫(yī)用新材料與3D打印論壇”以“交叉前沿新時代”為主題。論壇上來自諸多高效、研究所和醫(yī)院的3D生物打印研究人員就醫(yī)用新材料和3D打印相關(guān)領(lǐng)域的新方法、新發(fā)現(xiàn),以及進一步發(fā)展的重點,特別是成果轉(zhuǎn)化等進行交流和研討,場面十分火爆。第三屆世界3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)大會將于2015年6月3至6日在成都舉行,大會議題之一將重點圍繞生物3D打印的技術(shù)路線、商業(yè)模式、材料、應(yīng)用,及如何構(gòu)建3D生物打印生態(tài)鏈等議題展開深入討論。
這場潛在的醫(yī)學革命,可以說目前正在生物學和醫(yī)學以及信息科學領(lǐng)域醞釀著一場風暴,因為3D生物打印的未來應(yīng)用將滿足人類醫(yī)學發(fā)展過程中最大的一塊短板,即器官移植和個性化治療的需要。
如今,醫(yī)療領(lǐng)域的體內(nèi)植入輔助假體的巨大市場是有目共睹的,但其特點和缺陷都非常明顯,及屬于非活性體,受到人體的排斥反應(yīng)強烈。這些大多以機械結(jié)構(gòu)(例如骨板骨釘、人工關(guān)節(jié)、血管支架等)或機電系統(tǒng)(例如人工眼、人工耳蝸、人工心臟等)或高分子材料系統(tǒng)(人工食管、人工膽管、人工腸、人工膀胱)所構(gòu)建的人體器官,因其諸多不足也正成為生物材料、生物力學、組織工程學、電子學(包括計算機)特別是微電子學以及臨床醫(yī)學相結(jié)合的多學科攻堅的重點。人們多么希望在未來能夠植入和應(yīng)用以細胞及組織所構(gòu)建的“器官”,來修復人體因傷害或發(fā)病所需要的天然器官組織的功能。據(jù)衛(wèi)生部門統(tǒng)計,僅僅在我國,每年等待器官移植的患者就超過150萬人,這其中只有1萬人能夠做上手術(shù),而其余超過99%的患者需要繼續(xù)等待器官源。而世衛(wèi)組織統(tǒng)計稱,全世界需器官移植手術(shù)的病人與所捐獻的人體器官的數(shù)量比為20比1。顯然,這是一個世界性難題。從國家層面來說,更需要去系統(tǒng)破解這些難題,從根本上給生命的拯救創(chuàng)造更多機會。
顯然,在未來,在醫(yī)學倫理的制約下,也只有3D生物打印才能破解以上難題。
3D生物打印有望重塑醫(yī)療行業(yè)
作為一項前沿制造技術(shù),“3D生物打印” 的發(fā)展空間巨大。比如通過生物打印技術(shù)制造出與真正組織和器官的外形一致,滿足外形結(jié)構(gòu)和力學性能的需求,以及具有滿足細胞與組織生長所需要的內(nèi)部微結(jié)構(gòu)且滿足生命體生長的生物循環(huán)系統(tǒng)的需要的組織或器官產(chǎn)品,人類的諸多醫(yī)學難題將被突破,已經(jīng)提及一百多年的個性化治療、人體器官的個性化定制難題以及使用模式動物的藥物測試方式將被徹底改寫,也正因為如此,我們才可以說為何3D生物打印有望重塑醫(yī)療行業(yè)。
全世界每天共有18個人因為找不到合適的器官移植而導致死亡。目前由于器官來源嚴重短缺,我國的器官移植事業(yè)也走到了一個關(guān)鍵的十字路口。面對每年150萬的巨大缺口。通過3D生物打印的個性化制造能力與病體需求的差異性充分結(jié)合,配合傳統(tǒng)的CT、ECT技術(shù),可以在人工假體、人工組織器官的制造方面產(chǎn)生巨大的推動效應(yīng)。
另外在藥物測試中,目前測試藥物其中一大部分工作是在模式動物,如豬、牛、小白鼠、兔子的身上完成的,如果未來以生物3D打印的模式器官來代替試驗,不僅有利于縮短臨床藥物研發(fā)周期,節(jié)省上億美元研發(fā)費用,還將避免潛在的人體試驗損害。所以3D打印出的器官不僅能夠幫助新藥更快的實現(xiàn)試驗,以替代臨床試驗,縮短新藥上市周期。
而在科研領(lǐng)域,細胞打印的產(chǎn)品包括組織和器官兩類,細胞準確定位和培養(yǎng)之后,形成的結(jié)構(gòu)具備生物特性。可以作為很好的醫(yī)學研究工具。通過3D技術(shù)將三維立體圖象打印出實物,成為研究者手中直觀的模型,從而幫助科研工作者不斷地進行設(shè)計上的優(yōu)化、結(jié)構(gòu)上的優(yōu)化,加速生物工程醫(yī)療領(lǐng)域中醫(yī)療設(shè)備、儀器、甚至是儀表的設(shè)計。
所以在未來, 3D生物打印技術(shù)將對生物醫(yī)藥行業(yè)帶來重大的改變,如同互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)改變現(xiàn)如今人們的生活一樣。
據(jù)美國食品與藥品管理局預測,人體器官和功能組織替代物將在未來10年占據(jù)生物醫(yī)學工程產(chǎn)業(yè)的50%。
也正因為如此,目前世界各國都在積極制定以3D生物打印技術(shù)為基礎(chǔ)的,針對以人體組織與器官制造領(lǐng)域的中長期研究計劃。如美國《2020年制造技術(shù)的挑戰(zhàn)》將生物制造技術(shù)列為11個主要發(fā)展方向之一;日本機械學會技術(shù)路線圖將微觀生物力學對促進承載支持組織再生確定為10個研究方向之一,其預測“2020年及以后,適合許多大型組織和器官再生的刺激條件得到明確”,藉此體現(xiàn)機械工程對再生醫(yī)學治療的貢獻;中國機械工程學科發(fā)展戰(zhàn)略報告(2011―2020)也明確將生物與仿生制造列為未來主要發(fā)展方向之一。
“再生醫(yī)療是一個飛速發(fā)展的科技領(lǐng)域,肩負著改寫人類醫(yī)療史的重任。”這是美國Organovo公司網(wǎng)站的一句話。我們更無法想象一百年后的醫(yī)療世界,最可能的是,3D生物打印也將成為一種普遍的醫(yī)療模式。通過3D打印技術(shù)制造器官,不但可解除移植器官資源緊缺的難題,也將對藥物開發(fā)產(chǎn)生深遠影響。
未來市場前景極為廣闊
利用3D生物打印技術(shù),目前研究人員已經(jīng)成功打印出了包括人耳,骨骼以及心臟等器官,并且在局部領(lǐng)域取得了臨床試驗上的成功。雖然目前并未推廣開來,但前景卻極為廣闊。
據(jù)3D生物打印領(lǐng)域的專家戴∪衷菏拷檣埽目前醫(yī)療行業(yè)3D打印技術(shù)的應(yīng)用主要有以下幾方面:一是無需留在體內(nèi)的醫(yī)療器械,包括醫(yī)療模型、診療器械、康復輔具、假肢、助聽器、齒科、手術(shù)導板等;二是個性化永久植入物,使用鈦合金、鈷鉻鉬合金、生物陶瓷和高分子聚合物等材料通過3D打印骨骼、軟骨、關(guān)節(jié)、牙齒等產(chǎn)品,通過手術(shù)植入人體;三是3D生物打印,即使用含細胞和生長因子的生物墨水,結(jié)合其他材料層層打印出產(chǎn)品,經(jīng)體外和體內(nèi)培育,形成有生理功能的組織結(jié)構(gòu)。這項技術(shù)成功后,有望解決全球面臨的移植組織或器官不足的難題。
在目前,生物3D打印在藥物篩選、手術(shù)導板、假肢假體等多領(lǐng)域的盈利模式已經(jīng)形成。3D打印頂尖咨詢機構(gòu)Wohlers的一項報告顯示,2019年3D打印市場規(guī)模將達到60億美元,其中在醫(yī)療方面的應(yīng)用市場份額占15.1%,位居第三位。LuxResearch的分析師預測,3D打印技術(shù)在醫(yī)療行業(yè)將迅速采用,預測2025年該市場達到19億美元,折合人民幣超百億。業(yè)界認為,3D打印在醫(yī)療行業(yè)甚至整個生命學領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用前景。
面對巨大的市場,目前國外已有不少公司推出了高級生物打印設(shè)備,以適應(yīng)目前日益強大的科研需求。如最為強大的瑞士RegenHU公司推出的BIOFACTORY系列打印機,最大可以擴展到8只打印頭,支持五種打印方式,可讓打印的組織賦予更多功能,可以構(gòu)建更為復雜的組織,最小擠出量為20pl,精度更高。2015年Nature雜志專門刊發(fā)RegenHU BIOFACTORY的應(yīng)用文章,介紹其在構(gòu)建體外血液-空氣組織屏障方面的應(yīng)用
德國的ENVISIONTEC公司推出的3D-Bioplotter,采用熔融擠出沉積工藝,可以成形多種生物材料。但尚不能進行細胞的直接堆積成形。美國的MicroFab公司針對生物醫(yī)學和組織工程應(yīng)用,推出jetLab系統(tǒng),可以作為生物材料成形的開發(fā)平臺,進行組織工程支架的三維打印成形研究。
但是在中國,目前僅有兩家公司在制造并提供3D生物打印機。其中一家是杭州捷諾飛生物技術(shù)有限公司,另外一家是青島尤尼科技有限公司。目前青島尤尼在國家863前沿生物技術(shù)重大專項的支持下,已經(jīng)研制出用于臨床人體組織缺損修復,可打印多種生物支架材料及細胞的高精度3D打印系統(tǒng)的生物打印機,目前正在進行產(chǎn)業(yè)化過程中。
此外,3D生物打印市場的動作頻頻,也顯示出研究單位對該領(lǐng)域的重視。
2015年4月,國家食品藥品監(jiān)督管理總局授予注冊證的廣州邁普再生醫(yī)學科技有限公司研發(fā)的第一代人工硬腦膜產(chǎn)品――“睿膜”成功上市,這是中國第一個在植入器械領(lǐng)域成功實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的生物3D打印產(chǎn)品。
四川英諾生物擬投資建立 3D 生物打印產(chǎn)業(yè)化基地,目前英諾生物已與四川大學華西醫(yī)院就項目研發(fā)合作事宜簽署了《戰(zhàn)略合作框架協(xié)議》。
湖南首家 3D 生物打印臨床應(yīng)用研究所在湘雅醫(yī)學院成立,據(jù)悉該研究所致力于突破增材制造(即3D打印)在臨床醫(yī)療應(yīng)用中的核心與關(guān)鍵技術(shù),推動3D打印技術(shù)在臨床醫(yī)療、醫(yī)學教育、醫(yī)用生物材料開發(fā)等領(lǐng)域的應(yīng)用。
發(fā)展面臨多重挑戰(zhàn)
3D生物打印是一個數(shù)字化、智能化、全自動化制造系統(tǒng)的綜合工程,3D生物打印要想取得成功也絕非易事。
根據(jù)公開的資料顯示,目前3D生物打印機能夠非常成功的生產(chǎn)出簡單的組織結(jié)構(gòu),但目前打印最厚的組織也僅僅達到20多層細胞。如以厚度為標準衡量,其僅為幾百微米,相當于人類少許的頭發(fā)。另外,一些團隊使用高級的3D生物打印機生產(chǎn)出來的一些更大組織,但其自身力度很差,甚至連自身的磨損都不能承受。此外,怎樣使這些被生產(chǎn)出的組織得到存活是科學界關(guān)注的話題,比如組織中構(gòu)建血管和神經(jīng)通路就屬于3D生物打印的核心問題。
此外,3D生物打印需要自動控制及加工制造的軟件控制系統(tǒng),以及高精度、高速度、高效率的硬件。目前在產(chǎn)品價格方面,國外3D生物打印機設(shè)備和材料的價格也居高不下。據(jù)悉,用于制造器官模型的3D生物打印機售價在120萬至400萬人民幣之間,與通過激光燒結(jié)的3D打印機設(shè)備價格相當,所以目前還主要是一些有條件的醫(yī)院和機構(gòu)在承擔相關(guān)研究,這也成為3D生物打印發(fā)展的障礙之一。
即使是已經(jīng)進入臨床應(yīng)用的骨科產(chǎn)品,也面臨著一系列地審批難題。西安交通大學機械工程學院特聘教授李滌塵和北醫(yī)三院的劉忠軍是將3D打印骨科產(chǎn)品進行臨床應(yīng)用的先行者,但是他們均表示,如何迅速拿到產(chǎn)品審批是個問題。由于目前我國3D打印在醫(yī)學中的應(yīng)用相對較嚴謹,目前還沒有一個法律法規(guī)來規(guī)范。導致了3D打印的器官需要國家醫(yī)療器械制度和法律的審批,而這個過程非常復雜,而且風險較高。所以即使李滌塵2004年就成立了公司,到現(xiàn)在也沒拿到產(chǎn)品許可證。由于3D打印的產(chǎn)品非常個性化,已經(jīng)超過現(xiàn)有的產(chǎn)品監(jiān)管運作模式,所以不可能每個打印產(chǎn)品都去檢驗。這種風險如何化解以及面對滿足這種新的消費需求和商業(yè)形態(tài),都需要國家有關(guān)部門作出非常具體的研究和回應(yīng)。
所以綜合來看,目前即使政策上如鼓勵使用并推廣這項新技術(shù),同時嚴控質(zhì)量加強行業(yè)管理和規(guī)范,鼓勵創(chuàng)新和臨床轉(zhuǎn)化。但涉及3D生物打印的規(guī)定仍舊需要重新制定,特別是生物醫(yī)療產(chǎn)品的生物相容性和知識產(chǎn)權(quán)在內(nèi)的諸多問題也急需解決。
【關(guān)鍵詞】:肝臟移植;外科醫(yī)師;培養(yǎng)
隨著醫(yī)學領(lǐng)域的不斷發(fā)展,器官移植、微創(chuàng)外科、基因與生物醫(yī)學工程已成為21世紀醫(yī)學發(fā)展的主流方向。肝臟移植在普通外科中屬于精尖技術(shù),我國的器官移植起步晚于歐美國家20年,但近幾十年來迅速發(fā)展,至2016年中國的肝臟移植總例數(shù)已接近3萬例。如何培養(yǎng)出優(yōu)秀的肝臟移植外科醫(yī)師對我國器官移植事業(yè)意義重大。
1重視肝臟外科手術(shù)技術(shù)訓練的同時,要注重相關(guān)學科知識的學習與積累
1.1深化對解剖學、病理生理學知識的理解
臨床醫(yī)學不僅僅是一門經(jīng)驗學科,更是一門體現(xiàn)思維和決策的學科。一名優(yōu)秀的臨床外科醫(yī)師,絕不僅僅是具有嫻熟的手術(shù)技巧,在實際工作中臨床醫(yī)師面臨的每一位個體都具有其特殊性,因此在臨床診治和做出臨床決策時也需要個體化。同時,臨床醫(yī)學具有一些不確定性和復雜變化的特點,外科醫(yī)師在手術(shù)臺上,可能會遇到一些突發(fā)事件或是出乎意料的情況,此時就需要外科醫(yī)師在很短的時間內(nèi)做出正確的判斷與決策,而決策的正確與否直接與病人的生死相關(guān)。如果沒有對解剖學的深刻理解,沒有對病理生理學的認識,就無法做出正確的判斷與決策。長期以來我國的醫(yī)學教育模式受傳統(tǒng)的以學科為中心的課程模式影響,學生和年輕醫(yī)師往往不善于把一個器官的結(jié)構(gòu)與機能、生理與病理、局部與整體聯(lián)系起來形成縱向與橫向相互交叉的思維模式。在臨床的帶教培養(yǎng)過程中,除了強調(diào)年輕醫(yī)師自身的學習外,可實行多樣化的帶教模式,以臨床遇到的典型病例為基礎(chǔ)展開討論、閱讀講解影像資料、參加肝臟移植手術(shù),使其進一步加深對解剖結(jié)構(gòu)和相互關(guān)系的認識,從而獲得直觀、生動的生理學及病理學信息,加深對疾病的認識。對于一名優(yōu)秀的外科醫(yī)師的培養(yǎng)方向不是要成為一名嫻熟的手術(shù)匠,而首先是一名思維邏輯嚴謹?shù)膶W者。
1.2肝臟移植外科醫(yī)師應(yīng)同時掌握一定的免疫學、病理學知識
目前,由于臨床專業(yè)越來越細化,專業(yè)性越來越強,因此正如前面提到的很多年輕醫(yī)師更多地注重該專業(yè)知識的學習,而忽略了其他學科的基礎(chǔ)訓練,尤其是與該專業(yè)密切相關(guān)的學科。器官移植本身就是一門專業(yè)性很強的學科,同時又要求移植醫(yī)師對免疫學、病理生理學、病理學等多個學科的知識有一定的掌握。器官移植是將一個器官移植到另一個個體體內(nèi),其中涉及到了器官的切取、保存、灌注和植入等外科技術(shù),同時涉及了免疫排斥、感染等多方面問題,肝臟移植患者不同于普通外科手術(shù)患者,由于需要避免肝臟排斥反應(yīng)的發(fā)生,在術(shù)中、術(shù)后以至長期生存中均需要免疫抑制劑的應(yīng)用,故而患者免疫力低下,易發(fā)生感染等問題。當涉及到這些臨床疾病的診治時,只有掌握了一定的多個學科的知識,才可能從橫向的視角進行分析,做出準確判斷,而不僅僅是局限于縱向的專業(yè)領(lǐng)域。比如一個肝臟移植的患者術(shù)后出現(xiàn)移植肝臟功能不良,原因可能是移植肝臟的血管、膽道問題、肝臟的排斥反應(yīng)、藥物性肝損傷及特殊感染等多種因素均可導致。醫(yī)師需要逐一做出判斷與排除。
1.3臨床帶教中加強科學方法學的培訓
由于臨床實踐及臨床科學研究的特殊性,其不可控因素很多,因此難以在臨床上實現(xiàn)證據(jù)力最強的RCT研究,這就需要培養(yǎng)年輕醫(yī)師在進行相關(guān)項目研究時,在研究設(shè)計之初及進行之中,均具有較強的統(tǒng)計學知識,才能夠從雜亂的數(shù)據(jù)和臨床資料中找出規(guī)律性的問題。肝臟移植與其他學科一樣,甚至存在臨床研究中的更多干擾因素,比如同時存在受者與供者的因素,年輕醫(yī)師還要同時兼顧研究相關(guān)主題的保密性、病情告知、知情同意,等。
2培養(yǎng)肝臟移植青年人才的批判性思維和創(chuàng)新性思維能力
人類社會的進步都是在不斷的繼承、反思、質(zhì)疑、批判、創(chuàng)新中實現(xiàn)的。醫(yī)學同樣隨著人類的進步,在不斷實現(xiàn)知識的更新、實踐、改革與突破。隨著知識理論的更新,科學研究的新發(fā)現(xiàn)與突破,一些傳統(tǒng)的經(jīng)典知識會被重新定義甚至被否定。我國的教育模式中,往往注重知識的掌握,各種教學授課、教學計劃、規(guī)范化培訓課程等均有統(tǒng)一的標準,很容易養(yǎng)成年輕醫(yī)師、研究生的習慣性學習和思維模式,而往往忽略了在各種知識積累上進行思考推理、提出問題、提出質(zhì)疑的能力培養(yǎng)。湯亞玲針對120名醫(yī)學生進行了調(diào)查,結(jié)果顯示被調(diào)查的醫(yī)學生總體上屬于負性批判性思維能力,也就是缺乏批判性思維能力。在臨床實踐中,應(yīng)鼓勵年輕醫(yī)師針對臨床上產(chǎn)生困惑的問題,提出假設(shè),設(shè)計研究方法,才有可能在自己和前人已有的研究積累上有所突破。
與我國的教育體制相比,美國教育課程的組織中,要求整合醫(yī)學的基礎(chǔ)原理,潛在的科學內(nèi)容和醫(yī)學知識,以培養(yǎng)醫(yī)學生基于現(xiàn)象和經(jīng)歷進行批判性判斷的技能和解決問題的能力。例如:在我們實行肝移植期間,遇到了一些供肝者有華支睪吸蟲,當時國際上沒有此類供體使用的先例,而同時又有肝衰竭緊急等待供肝生命垂危的患者,通過嚴密的思考后向患者及家屬交代知情同意,移植手術(shù)后經(jīng)過有效的支睪吸蟲藥物治療,受者恢復良好,生命得以挽救。經(jīng)過反復的臨床實踐后我們提出這樣的供體可以使用而且是安全的。許多導師在學生的培養(yǎng)教育中越來越認識到臨床思維能力、決策能力的培養(yǎng)是醫(yī)學生不可或缺的一門必修課程。在豐富的知識積累、熟練的臨床技能基礎(chǔ)上,加上嚴謹?shù)呐行运季S和創(chuàng)新性思考,才可能練就一名優(yōu)秀的外科醫(yī)師,才可能實現(xiàn)不斷的創(chuàng)新與進步。
3移植醫(yī)師的培養(yǎng)中應(yīng)重視人文科學和醫(yī)學倫理學
全球范圍內(nèi)對醫(yī)學教育的標準中均體現(xiàn)出以下幾方面:醫(yī)學科學的基礎(chǔ)知識、溝通技能、臨床技能、職業(yè)價值、行為和倫理、群體健康、信息管理、批判性思維和研究領(lǐng)域。隨著社會的不斷進步,社會環(huán)境的不斷變化,醫(yī)師在臨床實踐過程中的臨床實踐能力已經(jīng)不局限于醫(yī)學技能的要求,臨床診療的復雜性及醫(yī)學關(guān)系的重要性給醫(yī)師帶來了新的挑戰(zhàn)。
在美國醫(yī)學院的課程設(shè)置中,十分重視人文教育的滲透。美國醫(yī)學教育界對基礎(chǔ)學科之間的割裂、基礎(chǔ)與臨床分離、醫(yī)學課程過于重視技術(shù)而缺乏人性教育等現(xiàn)象進行了深刻反思,從而設(shè)置相關(guān)課程培養(yǎng)醫(yī)學生更注重對人的整體性的關(guān)注,體現(xiàn)了對“生物—心理—社會—環(huán)境”醫(yī)學模式的深刻理解。醫(yī)學生的實習訓練往往會以問題為基礎(chǔ),重視醫(yī)患關(guān)系的教育,同時將醫(yī)學實踐定位在相應(yīng)的社會背景中,這些醫(yī)學人文教育與心理精神問題的授課都會使醫(yī)師在實際工作中應(yīng)對自如。
在肝臟移植這一特殊領(lǐng)域?qū)W科中,醫(yī)師接觸的群體除了患者、患者家屬,往往還會有親體供者,他們雖然也是接受手術(shù)者,但目的是為了捐獻部分肝臟來救治自己的親人,對于這些特殊的群體,醫(yī)師尤其需要關(guān)注他們的心理問題,同時要注重移植相關(guān)的醫(yī)學倫理學。活體器官捐獻要自愿,這意味著供者是在沒有任何威脅利誘情景下知情并作出同意的承諾,其原則是不危及活體供者的生命和健康。器官移植的受者同樣需要遵循知情同意的倫理原則。作為移植醫(yī)師相比于其他專業(yè)的醫(yī)師,更加需要注意倫理問題。目前,我國的肝臟移植供體除親屬捐獻的肝臟以外,供肝來源于公民逝世后的器官捐獻,同樣在器官捐獻中也要嚴格遵循死亡的判斷標準及其倫理問題。
關(guān)鍵詞:白血病合并細菌感染;外周血nCD4;診斷效能
白血病是一種造血干細胞出現(xiàn)惡性克隆的血液疾病,患者白血病細胞分裂增殖不受控制,出現(xiàn)分化障礙、凋亡受阻等病變,在患者骨髓和其他造血組織中指標嚴重超標,患者出現(xiàn)造血障礙,同時其他非造血組織受到浸潤傷害。細菌感染是白血病的一種常見并發(fā)癥,患者因為白血病自身以及治療,免疫系統(tǒng)功能嚴重下降,不能對細菌侵入進行有效抵抗,白血病患者因細菌感染死亡的比例相對較高[1,2]。臨床常用血清中C-反應(yīng)蛋白(CRP)、降鈣素原(PCT)指標進行細菌感染診斷,但在白血病合并細菌感染中診斷效果不佳,血培養(yǎng)是目前診斷細菌感染準確率相對較高的一種診斷方式,臨床常用其結(jié)果作為細菌感染的金標準,但耗費時間較長。有報道稱外周血nCD4指標與白血病合并細菌感染的病情發(fā)生具有一定的相關(guān)性,臨床診斷白血病合并細菌感染效果較好,具有使用價值[3]。本次研究旨在探究白血病合并細菌感染患者檢測外周nCD4的應(yīng)用價值。現(xiàn)報道如下。
1資料與方法
1.1一般資料
選取2016-04~2019-04我院接收的白血病患者94例,根據(jù)血培養(yǎng)結(jié)果發(fā)現(xiàn)其中單純白血病患者38例,白血病合并細菌感染患者56例。將單純白血病患者38例納為未感染組,男20例,女18例;年齡23~49歲,平均(34.48±3.74)歲;將白血病合并細菌感染患者56例納為感染組,男29例,女27例;年齡24~51歲,平均(34.86±3.52)歲。兩組患者一般資料對比,差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05),可對比。此次研究經(jīng)我院醫(yī)學倫理委員會批準開展。
1.2入選標準
(1)納入標準:所有患者均符合《國際工作組關(guān)于急性髓系白血病治療試驗的診斷、療效標準的標準化、治療結(jié)局和報告標準的修訂建議》[4]中白血病的診斷標準并經(jīng)過血常規(guī)、特殊分子遺傳學標志物檢查確診為白血病;年齡>20歲;均為初次發(fā)現(xiàn)病情并未接受相關(guān)治療;均為細菌感染患者;患者及家屬簽署知情同意書。(2)排除標準:病毒、衣原體、支原體等非細菌類感染患者;伴有其他類型惡性腫瘤患者;合并免疫缺陷性疾病患者;精神異常患者;疾病快速惡化中途退出研究患者。
1.3方法
患者接受檢查前,住院接受2d禁食,采集患者入院2d內(nèi)空腹狀態(tài)下的外周靜脈血10mL置于干凈的試管中,對患者血液樣本進行離心處理,取血清進行nCD4、PCT、CRP檢測。采用流式細胞儀(艾森生物杭州有限公司,浙食藥監(jiān)械準字2013第2400379號,規(guī)格:NovoCyteD1040)流式細胞術(shù)檢測患者血清nCD4的平均熒光強度。采用全自動發(fā)光免疫分析儀(蘇州長光華醫(yī)生物醫(yī)學工程有限公司,國食藥監(jiān)械準字2014第3400675號,規(guī)格:AE-180S),電化學發(fā)光法進行PCT檢測,免疫比濁法進行CRP檢測。細菌感染判定標準:CRP超過10mg/L;PCT超過0.5ng/L;nCD4低于200個/mm3。
1.4觀察指標
(1)nCD4、CRP、PCT:對比兩組患者血清nCD4、CRP、PCT檢測結(jié)果。(2)CRP、PCT單獨診斷與nCD4診斷情況:將CRP、PCT、nCD4指標單獨檢測白血病合并細菌感染結(jié)果與血培養(yǎng)結(jié)果進行對比,對比不同診斷方式的準確度、靈敏度、特異性。
1.5統(tǒng)計學方法
采用SPSS20.0軟件進行數(shù)據(jù)處理,計量資料以(x珋±s)表示,采用t檢驗,計數(shù)資料用n(%)表示,采用χ2檢驗,P<0.05為差異具有統(tǒng)計學意義。
2結(jié)果
2.1nCD4、CRP、PCT水平對比
nCD4、CRP、PCT未感染組的nCD4、CRP、PCT指標均低于感染組,差異具有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。見表1。
2.2nCD4、CRP、PCT診斷情況
血清CRP、PCT單項指標的陽性檢出率低于nCD4檢出率,差異具有統(tǒng)計學意義(χ2=7.049,P=0.008;χ2=4.939,P=0.026);CRP、PCT檢測準確度、靈敏度、特異度均低于nCD4檢測結(jié)果。見表2~5。
醫(yī)學影像三維后處理能為診斷、臨床、科研和教學提供幫助,服務(wù)臨床或許是其終極目的。青島大學醫(yī)學院附屬醫(yī)院副院長董及其所領(lǐng)銜的團隊,圍繞國家“十二五”科技支撐計劃課題“小兒肝臟腫瘤手術(shù)治療臨床決策系統(tǒng)開發(fā)”進行了開拓性的研究。“海信雙子3D醫(yī)學影像與計算機手術(shù)輔助系統(tǒng)(Higemi)”是該課題的階段性成果,該系統(tǒng)可以幫助醫(yī)生了解肝臟腫瘤病灶與肝內(nèi)管道系統(tǒng)的相互關(guān)系,進行術(shù)前的切除可行性分析及手術(shù)規(guī)劃。該團隊的所做的工作,是對影像服務(wù)臨床的有益探索,對今后的相關(guān)研究有一定的借鑒意義。
數(shù)字醫(yī)學的基本概念與發(fā)展
數(shù)字醫(yī)學作為信息技術(shù)與醫(yī)學科技的多學科交叉領(lǐng)域,是指信息技術(shù)在整個醫(yī)學領(lǐng)域的研究、推廣與應(yīng)用。一般認為,其廣義定義的研究范圍包括:數(shù)字化醫(yī)療設(shè)備的研發(fā)與應(yīng)用、醫(yī)療管理信息系統(tǒng)和臨床信息系統(tǒng)的開發(fā)與實施、數(shù)字化醫(yī)院的建設(shè)與管理、臨床醫(yī)療技術(shù)的數(shù)字化、區(qū)域醫(yī)療協(xié)同與信息資源共享、遠程醫(yī)療會診與遠程醫(yī)學教育、基礎(chǔ)醫(yī)學各個分支學科的數(shù)字技術(shù)應(yīng)用和疾病預防控制與公共衛(wèi)生管理的數(shù)字化等。狹義的數(shù)字醫(yī)學是研究、應(yīng)用數(shù)字醫(yī)療技術(shù),也就是在臨床醫(yī)學的范圍內(nèi)充分運用計算機科學和數(shù)字化手段進行新的探索與創(chuàng)造,包括輔助原有醫(yī)療技術(shù)的實施和提供全新的數(shù)字醫(yī)療技術(shù),以實現(xiàn)更加精確可靠的診斷和更加準確有效的治療。
“數(shù)字醫(yī)學”一般被認為最早是由美國哈佛大學醫(yī)學院的Warner V.Slack教授在其專著Cyber Medicine:How Computing Empowers Doctors And Patients For Better Health Care(《數(shù)字醫(yī)學:計算機技術(shù)助力醫(yī)患健康照護》)中提出的。數(shù)字技術(shù)除在影像領(lǐng)域取得了飛速發(fā)展外,在醫(yī)政管理、疫情通報、危害健康藥品和食品監(jiān)控等工作中同樣得到了廣泛應(yīng)用。目前,在現(xiàn)代化醫(yī)院里與數(shù)字化有關(guān)的高精尖儀器設(shè)備和數(shù)字化管理系統(tǒng)所占比重日益增加。在遠程醫(yī)療、手術(shù)導航、虛擬仿真和數(shù)字化醫(yī)院管理等領(lǐng)域,都進行了不少有價值的探索。本文所介紹的數(shù)字醫(yī)學,主要是指狹義的數(shù)字醫(yī)學概念。
數(shù)字醫(yī)療是把現(xiàn)代計算機技術(shù)、信息技術(shù)應(yīng)用于整個醫(yī)療過程中的一種新型的現(xiàn)代化醫(yī)療方式。數(shù)字醫(yī)療設(shè)備的出現(xiàn),大大豐富了醫(yī)學信息的內(nèi)涵和容量。從一維信息的可視化,如心電(ECG)和腦電(EEG)等重要的電生理信息;到二維信息,如CT、MRI、彩超、數(shù)字X線機(DR)等醫(yī)學影像信息;進而到三維可視化,甚至可以獲得四維信息,如實時動態(tài)顯示的三維心臟。
近代諾貝爾獎多次頒發(fā)給該領(lǐng)域的科學家即反映出該領(lǐng)域的科學進步對人類的巨大貢獻。1979年的諾貝爾醫(yī)學或生理學獎,頒發(fā)給了阿倫?馬克利奧德?柯麥科和戈弗雷?紐博爾德?豪恩斯弗爾德,以表彰他們發(fā)明了計算機X線斷層攝影術(shù)(CT)。1991年諾貝爾化學獎授予了瑞士物理化學家恩斯特,其在發(fā)展高分辨核磁共振波譜學方面做出了杰出貢獻。2003年諾貝爾生理學或醫(yī)學獎授予了美國科學家勞特伯爾和英國科學家曼斯菲爾,以表彰他們在磁共振成像技術(shù)領(lǐng)域的突破性成就。這些現(xiàn)代影像設(shè)備與圖像技術(shù)的研發(fā),極大地豐富了醫(yī)生的診斷技術(shù),使醫(yī)學進入了一個全新的可視化的信息時代。而基于CT與核磁共振影像衍生出的數(shù)字醫(yī)學技術(shù)在歐美、日本得到了快速發(fā)展,較廣泛地應(yīng)用于臨床醫(yī)學領(lǐng)域。
近年來,國內(nèi)許多科研單位緊跟國際發(fā)展趨勢,在短期內(nèi)相繼成立了數(shù)字醫(yī)學研究機構(gòu),如南方醫(yī)科大學數(shù)字人和數(shù)字醫(yī)學研究所、上海交通大學數(shù)字醫(yī)學研究院、復旦大學數(shù)字醫(yī)學研究中心、浙江大學數(shù)字醫(yī)療工程研究中心,以及青島大學醫(yī)學院附屬醫(yī)院與海信集團聯(lián)合成立的山東省醫(yī)藥衛(wèi)生“數(shù)字醫(yī)學與計算機輔助手術(shù)重點實驗室”等。許多從事生物醫(yī)學工程學、基礎(chǔ)醫(yī)學、臨床醫(yī)學和計算機科學的專家學者,在北京、廣州、重慶、上海、青島和廈門等地相繼開展數(shù)字化虛擬人體、計算機輔助手術(shù)規(guī)劃與導航系統(tǒng)、外科手術(shù)輔助決策系統(tǒng)、臨床診斷輔助決策系統(tǒng)、臨床藥學系統(tǒng)等的研究和應(yīng)用,眾多研究已將數(shù)字醫(yī)學的應(yīng)用范圍擴展到數(shù)字醫(yī)院、數(shù)字醫(yī)學工程、數(shù)字醫(yī)療技術(shù)和數(shù)字化基礎(chǔ)醫(yī)學研究等各個方面。
計算機輔助手術(shù)的概念與臨床應(yīng)用
計算機輔助外科手術(shù)(Computer assisted surgery或Computer aided surgery,CAS)是一個新的外科手術(shù)概念,指利用計算機技術(shù)進行手術(shù)前規(guī)劃,并指導或輔助進行外科手術(shù)。一般認為CAS包括:1. 創(chuàng)建虛擬的患者的圖像;2. 患者圖像的分析與深度處理;3. 診斷、手術(shù)前規(guī)劃、手術(shù)步驟的模擬;4. 手術(shù)導航;5. 機器人手術(shù)。
在傳統(tǒng)的外科手術(shù)中,手術(shù)醫(yī)生根據(jù)不同的病情依據(jù)其經(jīng)驗形成大致的手術(shù)方案,然后在實際手術(shù)中進行不斷修正,直至手術(shù)完成。這種手術(shù)方案依賴于醫(yī)生個人的臨床經(jīng)驗與技能,考慮到術(shù)中可能會發(fā)生解剖結(jié)構(gòu)改變或其他突發(fā)事件,因此手術(shù)效果具有較大的隨機性和不確定性。隨著醫(yī)學圖像設(shè)備的進步,疾病的診斷已經(jīng)實現(xiàn)了數(shù)字化。為了有效地將這些設(shè)備提供的信息與外科醫(yī)生的主動性結(jié)合起來,在1986年,日本、美國和瑞士幾乎同時開發(fā)了由交互式二維CT機組成的導航設(shè)備,這成為最初的CAS。CAS的出現(xiàn)要歸功于立體定位技術(shù)和成像技術(shù)的發(fā)展,以及將二者結(jié)合的嘗試。
數(shù)字醫(yī)學技術(shù)在臨床醫(yī)學應(yīng)用領(lǐng)域的延伸以及CT、MRI和PET-CT等醫(yī)學圖像獲取設(shè)備的應(yīng)用,催生了一個全新的手術(shù)模式――外科精準手術(shù)。在外科精準手術(shù)模式下,通過現(xiàn)代計算機技術(shù)的虛擬現(xiàn)實技術(shù),可建立個體化的人體病理結(jié)構(gòu)模型和用于術(shù)式及具體手術(shù)方式評估的虛擬手術(shù)模型。主刀醫(yī)生先將其構(gòu)思的手術(shù)方案輸入計算機,結(jié)合采集到的術(shù)前醫(yī)學影像信息,經(jīng)計算機系統(tǒng)等處理后形成三維圖像,利用醫(yī)學圖像數(shù)據(jù)和虛擬手術(shù)系統(tǒng)合理定量地制定個體化、精密的手術(shù)方案,這對選擇最佳手術(shù)入路、減小手術(shù)損傷、避免對臨近組織的損害、提高病灶定位精度、執(zhí)行復雜外科手術(shù)和提高手術(shù)成功率等十分有益。外科精準手術(shù)具有精細的術(shù)前決策、精密的手術(shù)方案、精確的手術(shù)模擬、精準的手術(shù)操作等特點,可安全、準確、徹底地實現(xiàn)手術(shù)目的,達到完美的手術(shù)效果。實施外科精準手術(shù),除需相關(guān)醫(yī)學影像設(shè)備和能進行虛擬現(xiàn)實人機交互的計算機系統(tǒng)外,還需配備術(shù)中導航與術(shù)中監(jiān)護等設(shè)備,以便將計算機處理的三維模型與實際手術(shù)進行定位匹配。如果手術(shù)使用了其他成像手段(如內(nèi)窺鏡、B超或床邊CT等),則需將實時觀測的圖像與術(shù)前的醫(yī)學圖像進行匹配融合定位,引導術(shù)者進行手術(shù)。立體定位系統(tǒng)就是確定目標空間位置的系統(tǒng),可以實時獲得目標在其測量范圍內(nèi)的三維坐標,連接圖像信息和手術(shù)目標,是虛擬到現(xiàn)實的橋梁,直接關(guān)系到CAS系統(tǒng)的精度和手術(shù)的成敗。
計算機輔助手術(shù)系統(tǒng)是世界各國在數(shù)字醫(yī)學領(lǐng)域競相研究的熱點和難點課題。目前,國際上許多有實力的IT公司紛紛涉足數(shù)字醫(yī)學領(lǐng)域,如日本富士公司已將“醫(yī)療/生命科學事業(yè)”確定為集團今后的重點發(fā)展領(lǐng)域,致力于成為一家覆蓋“預防―診斷―治療”全領(lǐng)域的綜合性醫(yī)療健康企業(yè)。在醫(yī)學影像信息方面,富士膠片在業(yè)內(nèi)率先提出了基于Web技術(shù)的PACS(Picture Archiving and Communication System,醫(yī)學圖像歸檔和通信系統(tǒng)),研發(fā)出了具有劃時代意義的FUJI SYNAPSE,可對來自CT、MRI和CR等各種數(shù)字醫(yī)療圖像診斷設(shè)備產(chǎn)生的影像信息進行電子化保存和分析,并輔助指導手術(shù)。飛利浦公司等利用3D地圖為醫(yī)生提供關(guān)于腦部的詳細信息,利于醫(yī)生做出正確的判斷。美國麻省理工大學David開發(fā)的圖像引導手術(shù)軟件系統(tǒng)3D Slicert已經(jīng)通過美國FDA認證。德國萊比錫Falk等運用三維圖像重疊技術(shù),將術(shù)前獲得的三維影像重建成的冠狀動脈模型與機器人輔助冠狀動脈搭橋手術(shù)中的視覺圖像重疊,除了能在術(shù)前進行規(guī)劃,還能在術(shù)中進行導航,對術(shù)前規(guī)劃方案進行調(diào)整,獲得最佳的手術(shù)效果。另外,美國的EDDA、德國的Julius和法國Intrasense SAS公司的計算機輔助手術(shù)軟件也較為廣泛地應(yīng)用于臨床。
這種應(yīng)用在我國肝膽外科領(lǐng)域和骨科領(lǐng)域均有探索。南方醫(yī)科大學方馳華教授和總醫(yī)院董家鴻教授分別聯(lián)合影像學專家和計算機專家等組成團隊,開發(fā)完成了腹部醫(yī)學圖像三維可視化系統(tǒng),對患者肝膽胰等器官的斷層CT個體化數(shù)據(jù)進行快速自動分割和三維重建為實時圖像,觀察患者病灶、腫瘤與內(nèi)部動脈、靜脈和膽管等管道系統(tǒng)的詳細鄰關(guān)系,并通過三維重建模型進行仿真手術(shù),在可視化虛擬環(huán)境下,進行術(shù)前手術(shù)預設(shè)、術(shù)中指導手術(shù)等研究。總醫(yī)院尹慶水教授領(lǐng)導的研究團隊,將計算機輔助快速成型技術(shù)應(yīng)用于高難度、復雜的骨科手術(shù),以提高手術(shù)的成功率,使手術(shù)更精確、更安全。
手術(shù)演練和解剖教學領(lǐng)域的數(shù)字醫(yī)學應(yīng)用
虛擬手術(shù)系統(tǒng)為年輕外科醫(yī)生和醫(yī)學生提供了一個極具真實感的虛擬手術(shù)環(huán)境,操作者可在其中重復練習或觀察、模仿專家手術(shù)過程,設(shè)計、預演和修正手術(shù)的整個過程,以便事先發(fā)現(xiàn)術(shù)中問題,避免由于人為因素引起手術(shù)失誤。
現(xiàn)階段數(shù)字解剖模型軟件的研發(fā)有如下特點:由單一的結(jié)構(gòu)器官辨識向系統(tǒng)解剖方向發(fā)展,由平面顯示向三維方向發(fā)展,由“只能看”向“還能動”的虛擬解剖方向發(fā)展。隨著力反饋器械的研制成功和完善,外科醫(yī)生和醫(yī)學生可以通過數(shù)字解剖模型軟件和力反饋器械隨時進行人體或手術(shù)部位的虛擬解剖和演練,而不用受到倫理約束和標本匱缺的影響。
除了臨床應(yīng)用外,CAS系統(tǒng)還可以用于教學。配合虛擬現(xiàn)實(Virtual Reality)和增強現(xiàn)實(Augmented Reality)技術(shù),外科醫(yī)生或醫(yī)學院學生可以進行模擬手術(shù)。在手術(shù)器械上加上反饋裝置,受訓者不但可以從虛擬眼鏡中看到手術(shù)部位,還可以感覺到虛擬患者的肢體和器官。通過訓練,醫(yī)生可以提高手術(shù)技巧,積累手術(shù)經(jīng)驗。醫(yī)學生不用擔心在虛擬手術(shù)中犯錯誤,可以對照手術(shù)記錄反復操作直到熟練掌握。這些都降低了成本,提高了醫(yī)務(wù)質(zhì)量。
CAS目前的應(yīng)用主要集中在剛體手術(shù)上,并使用剛體手術(shù)器械。對一些軟組織器官的手術(shù)(如肝手術(shù)),或可變形器件(如纖維內(nèi)窺鏡的定位),是CAS的發(fā)展方向之一。目前CAS主要使用CT、MRI和PET-CT等圖像。而超聲圖像是醫(yī)學中使用廣泛的圖像模式,對超聲圖像的配準,以及通過插值配準其它低分辨率圖像,將有力推動CAS的發(fā)展。
海信雙子3D醫(yī)學影像重建與
計算機手術(shù)輔助系統(tǒng)的研發(fā)及臨床意義
從細胞到細胞
細胞是組成人體器官的最基本要素,利用干細胞生成各種不同類型和功能的細胞,如神經(jīng)細胞、心肌細胞等,是再生醫(yī)學的第一步。在這個第一部曲中,已經(jīng)譜出了較多樂曲。
早就有許多研究發(fā)現(xiàn),無論是動物還是人體的干細胞都可以簡單地轉(zhuǎn)化為某種類型的細胞,以修復病變組織,恢復某種生理功能。
韓國一個研究小組最近宣布,他們利用人體干細胞部分恢復了天竺鼠受損的聽覺。韓國全羅南道大學的研究人員從人類骨髓中提取了脊髓間質(zhì)干細胞,并把這些干細胞分化培養(yǎng)成神經(jīng)樣細胞,然后再把它們移植到天竺鼠的內(nèi)耳。
這些天竺鼠因為受到化學藥物的損害而失去聽覺。但移植了人的干細胞培養(yǎng)成的神經(jīng)樣細胞后3個月,實驗鼠恢復了部分聽覺。這一結(jié)果表明,干細胞可能修復耳蝸毛細胞以恢復動物的聽力,但干細胞的具體作用機理還有待探索。而且,這一試驗成果還不能應(yīng)用于臨床治療,但人類能夠從中獲益,以探索治療聽覺的方法。例如,人類以及其他哺乳動物的聽覺器官會在高分貝噪音、免疫障礙、毒性物質(zhì)或者衰老等因素下失去部分功能,甚至永久失去聽力,而且這一過程目前不可逆轉(zhuǎn)。但利用干細胞將有可能修復聽覺細胞,恢復聽力。
干細胞不僅能修復聽力,而且能修復大腦神經(jīng)細胞。日本研究人員發(fā)現(xiàn),把來自骨髓的人類干細胞直接注射到小鼠的大腦中可以減少卒中導致的損傷,原因在于注入的干細胞會誘導新神經(jīng)元(神經(jīng)細胞)的生長。對小鼠的大腦注射了人類的干細胞后,干細胞可以觸發(fā)大腦中現(xiàn)有的小膠質(zhì)細胞(神經(jīng)細胞)和巨噬細胞(免疫細胞)產(chǎn)生保護神經(jīng)元和減輕炎癥的生化物質(zhì),從而對大腦神經(jīng)細胞產(chǎn)生保護作用。表現(xiàn)為,注射干細胞后,可以減少小鼠神經(jīng)細胞的死亡或損傷數(shù)量。盡管這種結(jié)果并非是干細胞直接演變成神經(jīng)細胞而產(chǎn)生康復治療的結(jié)果,但通過干細胞的間接作用,也促進了對大腦神經(jīng)細胞的修復。
不過,在干細胞轉(zhuǎn)化成各種功能的細胞研究方面,德國研究人員的成果更為明顯。德國杜賓根再生生物學和醫(yī)學中心教授史庫特拉等人繞過有爭議的人類胚胎干細胞,提取了22名男性的活體切片,擷取個別細胞,放在培養(yǎng)器皿中繁殖。大約3周后,有些細胞形成類似胚胎干細胞的細胞群。
隨后,研究人員把8名男性的細胞培養(yǎng)出來的干細胞注射到老鼠體內(nèi),發(fā)現(xiàn)它們能分化成各種細胞甚至組織。例如,可以分化成軟骨,肌肉和神經(jīng)的細胞,還能分化成其他腺體和器官的基本組織。而且,這些干細胞理論上優(yōu)于傳統(tǒng)的胚胎干細胞,因為它們能夠直接從男性病人身上取得,以此來培養(yǎng)不會受到他們免疫系統(tǒng)排斥的組織,后者則可以修復或替代各種病損的組織。
盡管這一研究還處于初級階段,但也讓人們看到了希望。如果能從干細胞培養(yǎng)出各種類型的細胞甚至組織,例如分化成正常的胰島細胞和神經(jīng)細胞,就能治療糖尿病和老年性癡呆等疾病。
從細胞到組織
許多同類細胞集合在一起可以構(gòu)成某類組織,如肌組織、腺體組織,再由這些組織構(gòu)成某種器官,如心臟、前列腺等。所以,再生醫(yī)學的第二部曲是將干細胞轉(zhuǎn)變或生成組織。在這方面令人心動的成果是與飛人劉翔的肌腱損傷有關(guān)。
劉翔于2008年12月6日在美國休斯頓接受跟腱手術(shù),取出3個鈣化物和1個骨刺,而手術(shù)共用時1小時20分鐘,手術(shù)創(chuàng)口2.5公分。正是這些鈣化物和骨刺影響了劉翔的運動生涯,讓其在2008年北京奧運會中退賽。然而,如果再生醫(yī)學的發(fā)展更為迅速的話,未來劉翔完全可以不用手術(shù),而是直接用干細胞來修復受損的肌腱或生成新的肌腱,而且比手術(shù)的效果更好。
肌腱是連接骨骼和肌肉的特殊組織,它們由強壯的膠原纖維組成,能強有力地傳遞力量從而完成身體各部位和全身的多種運動。而肌腱損傷又是常見的臨床疾病,而且損傷的肌腱組織愈合緩慢,很少能恢復到正常肌腱的狀態(tài)和力量。因此,劉翔的手術(shù)成功只是治療的第一步,將來其腳跟肌腱能否恢復到以前未受損的水平還很難說。
但是,美國南加州大學牙科學院的華裔學者施頌濤領(lǐng)導的一個研究組在成熟的肌腱中找到一類特殊的具有干細胞特質(zhì)的細胞,這些細胞能夠增殖和自我更新。研究人員已經(jīng)分離出了這些細胞并且在動物模型中再生出了類似肌腱的組織。這一研究結(jié)果無疑為治療類似劉翔的跟腱過度使用和外傷導致的損傷提供了一種全新的方法。正如施頌濤所表示的那樣,“肌腱損傷在臨床上難以治療,對于運動員和患肌腱撕裂及骨化的普通人而言都是如此。而研究發(fā)現(xiàn)能利用干細胞修復它們,我們現(xiàn)在已經(jīng)知道如何從組織中收集這些細胞,并使它們形成肌腱細胞。”
這種肌腱中的干細胞稱為肌腱干細胞或源細胞(TSPC),研究人員在人類和老鼠中都發(fā)現(xiàn)了它們。如果能在今后研發(fā)出一種在臨床上將肌腱干細胞注射到受傷肌腱部位并成功修復受傷肌腱的方法,劉翔和類似的肌腱受傷的運動員就可以不再受手術(shù)之苦,也不用耗費較長時間來恢復了。但是,這種療法現(xiàn)在只是一種希望,還需要大量的研究才有可能進入臨床實驗階段。
與此同時,研究人員并非只是僅僅發(fā)現(xiàn)了可以修復和轉(zhuǎn)化為肌腱組織的干細胞,而且還發(fā)現(xiàn)了能生成骨骼組織和皮膚組織的干細胞。施頌濤等人還發(fā)現(xiàn),間充質(zhì)干細胞能夠再生出老鼠和豬面部的骨骼和皮膚組織,因而將在整容領(lǐng)域大顯身手,用于修復嚴重的面部毀容乃至祛除皺紋。
在研究中,研究人員使用了兩種來源的間充質(zhì)干細胞。其中一種來自于人體骨髓。施頌濤和其同事先將這些間充質(zhì)干細胞移植到實驗小鼠的前額中。8周后,小鼠前額明顯擴展。而觀察發(fā)現(xiàn),小鼠前額形成的新組織很健康并且完全能同現(xiàn)存的骨骼融合。更讓人驚喜的是,新的骨骼組織能夠達到自動動態(tài)平衡狀態(tài),這種動態(tài)平衡是生產(chǎn)紅細胞和白細胞不可或缺的過程。因此,這樣的再生醫(yī)學并非只是植入干細胞修復受損的機體組織和恢復功能,而是能讓干細胞融入體內(nèi)的細胞和組織,并協(xié)調(diào)其作用,有機地恢復生理功能。
研究人員在研究中使用的另外一種間充質(zhì)干細胞是從牙周韌帶中提取的。他們用這些
干細胞給老鼠面部除皺,結(jié)果表明,牙周韌帶的間充質(zhì)干細胞能通過產(chǎn)生新的膠原纖維而消除皺紋。這無疑也是從干細胞到組織轉(zhuǎn)化的一大成果,顯示了再生醫(yī)學的巨大潛力。
與此同時,再生醫(yī)學也已經(jīng)能從干細胞培育出軟骨組織了,這也是一種了不起的突破。在此之前,醫(yī)學界都清楚,自然的軟骨組織是不能夠自我痊愈的,所以研究人員長期以來都在尋找培養(yǎng)替代軟骨的方法。但是,美國萊斯大學的生物醫(yī)學工程師發(fā)現(xiàn),可以用人類干細胞生長出軟骨。研究人員是利用一系列刺激物讓干細胞轉(zhuǎn)化成軟骨,因而能培養(yǎng)膝蓋、下巴、臀部和其他關(guān)節(jié)的軟骨,以替換這些部位受損的軟骨組織。這也是用胚胎干細胞制造軟骨組織的一種全新的方法。當然,這項研究結(jié)果在應(yīng)用于人類之前,還有許多工作要做。
從細胞到器官
利用干細胞生成一種形態(tài)完整和功能健全的器官是再生醫(yī)學最難也是最成功的一步。因為,只要能用干細胞生成各種器官,也就意味著徹底解決了供體器官供不應(yīng)求和排異反應(yīng)的困難,而且能在受損的器官原部位長出一個功能完備的新器官。所以,這是再生醫(yī)學最后最復雜也是最精彩的第三部曲。而在這最精彩的部分,現(xiàn)在也譜出了一些音符和部分旋律。
早在2006年,研究人員就利用小鼠的乳腺干細胞再生出了乳腺。到了2007年,美國研究人員又利用單個干細胞,建造了小鼠完整的前列腺。在此之前,研究人員發(fā)現(xiàn),最接近尿道的前列腺區(qū)可能含有豐富的干細胞。美國遺傳技術(shù)生物公司的研究人員對小鼠殺傷部分前。列腺,并注射激素以刺激再生。然后,研究人員利用聚合酶鏈反應(yīng)分析掃描細胞,尋找多種標記蛋白,以圖找到可以再生的干細胞。
結(jié)果發(fā)現(xiàn),帶有CD117+蛋白標記的細胞(先前并不與前列腺干細胞相關(guān))在前列腺受損和注射激素后發(fā)生了增殖。當向小鼠腎臟中植入97個帶有特殊標記的細胞后,其中14個形成了幾乎實際大小的前列腺。而且這些干細胞產(chǎn)生的前列腺與正常前列腺一樣分泌相同的蛋白。與此同時,對人類前列腺的蛋白分析也檢測到了CD117+蛋白。這提示,如果這一蛋白在人體中也是前列腺干細胞標記的話,它標志著邁向器官再生目標的重要一步。不過,還需要進行更多的研究才能確保再生器官中的細胞“知道”何時停止生長以及形成怎樣的形狀。而且,這也有助于研究人員發(fā)現(xiàn),前列腺癌是否起源于干細胞的生長發(fā)生錯誤。
如果14個干細胞就能增殖形成完整的前列腺的話,這對于前列腺損傷或老化的治療是一種新的希望,可以用干細胞生成新的前列腺,以恢復前列腺的功能。也就能讓人重新獲得生殖和泌尿方面的功能,或改善泌尿生殖功能。
當然,眼下用干細胞生成前列腺還只是在動物身上的試驗,要在臨床上使用還有很長的路要走。但另一個干細胞生成器官的研究則證明臨床再造器官已基本上是一種現(xiàn)實了。由西班牙、英國和意大利等國組成的一個聯(lián)合研究團隊首次利用患者自身的干細胞培育出一個再生氣管(組織工程氣管),并成功地移植到該名氣道損壞的年輕女性肺內(nèi)。而這一由干細胞再生的氣管立即為患者提供了正常功能的氣道,從而挽救了她的生命。
患者是一名30歲、有2個孩子的母親,叫克勞迪婭?卡斯蒂略,曾患肺結(jié)核,使左胸支氣管受損,呼吸道塌陷,常常呼吸困難,影響正常生活和工作。2008年3月,卡斯蒂略因急性呼吸窘迫連簡單的家務(wù)也不能做,也不能照顧她的孩子,不得不住院治療。醫(yī)院對她的治療選擇似乎只有一種,進行傳統(tǒng)的大手術(shù),切除她的左肺。然而這種手術(shù)又有高并發(fā)癥和高死亡率的風險。在此情況下,有研究人員提議可用組織工程定性培養(yǎng)干細胞的方式,再生成一截氣管,以替代她的左肺的受損部分氣管,從而讓她恢復正常的呼吸功能。
要完成這一治療設(shè)想,首先是要有干細胞,然后有讓干細胞生長成氣管形狀的模型,生成的氣管必須要有氣管的功能,最后是能把這種再生的氣管成功移植到卡斯蒂略的肺部氣管的相同部位。實踐證明,歐洲醫(yī)療團隊的治療方案獲得了成功。
首先是,一位死于腦出血的51歲的供者捐獻了一段7厘米長的氣管。利用帕多瓦大學研發(fā)的一種新技術(shù),用強力化學劑和酵素對該氣管進行了6個多星期去細胞處理,只剩下一個由纖維蛋白膠原組成的細胞支架,目的是不會殘留供者的細胞,以免以后發(fā)生排異反應(yīng)。
第二步是從卡斯蒂略的骨髓取出一些干細胞,在英國布里斯托爾大學馬丁?伯查爾教授的實驗室內(nèi)進行干細胞的大量增長,再應(yīng)用英國布里斯托爾大學安東尼?霍蘭德教授從治療骨關(guān)節(jié)炎中改進的方法使干細胞分化成熟為軟骨細胞。
然后應(yīng)用意大利米蘭理工大學研發(fā)的一種培養(yǎng)細胞的新型生物反應(yīng)器,在捐贈的氣管的外面種植上軟骨細胞,新型生物反應(yīng)器可以讓這些軟骨細胞順著氣管的模式生長。同時,為了復制出氣管的襯里,也從卡斯蒂略的體內(nèi)獲取了一些氣管內(nèi)的上皮細胞。應(yīng)用同一生物反應(yīng)器將這些上皮細胞種植進氣管內(nèi)部表面。
最后,于2008年6月由西班牙巴塞羅那的外科醫(yī)生馬基亞里尼做手術(shù),把生物反應(yīng)器內(nèi)生長成型的氣管取出來,植入卡斯蒂略左肺的氣管。手術(shù)后4天,新氣管與相連的原有氣管部分幾乎看不出有什么差別。而且,由于是利用卡斯蒂略的干細胞和上皮細胞生成的氣管,卡斯蒂略體內(nèi)的免疫系統(tǒng)不會對這截移植的氣管進行排斥。而且,術(shù)后也不用對卡斯蒂略使用任何免疫抑制藥物。
[關(guān)鍵詞] 血液標本;不同放置時間;方式;9項指標
[中圖分類號] R446.1 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-0616(2017)10-236-03
Influence of blood samples in different time and manner to the results of 9 biochemical indicators
CHEN Qiaohong CHEN Shanshan MO Yongzhong LIN Qiling
Clinical Laboratory,Yangang Hospital,Yantian District,Shenzhen 518083,China
[Abstract] Objective To observe the effect of placement and time of blood samples of 9 indicators. Methods 80 healthy volunteers blood were selected as the study samples,and they randomly divided into five groups,the first group:4 C stored in the refrigerator,the second group:storage,constant temperature water bath at 20 C,the third group:first,separation of serum,and then stored 4 degrees in the refrigerator,the fourth group:immediately detecte after the blood biochemical indexes,the fifth group:Tthe specimens are deposited in the -20C refrigerator.Test results of the five groups were compared. Results The results showed that the K+ detection results of the first group of blood samples was higher than the basic value.The second,third groups of blood samples of K+,Na+,Cl-,GLu,ALT,CO2CP,LDH,AST and other biochemical indicators in the results of 2H detection after 12h were decreased,compared with the baseline value groups.While Glu and AST detection results than the baseline group compared with the results in terms were increased.The Glu and CO2CP results of first,second,third group showed downward trends.Glu and AST detection results of fifth groups of blood specimens and baseline group compared with the result of no significant difference(P>0.05).K+,Na+,Cl-,ALT,CK test results and basic value group were significant different,compared with the basic result(P
[Key words] Blood samples;Different time;Mode;9 indicators
S著臨床醫(yī)學領(lǐng)域的發(fā)展,越來越多的醫(yī)學設(shè)備儀器在疾病診斷中發(fā)揮了重要作用,尤其在生化檢測方面發(fā)揮著極為重要的作用[1]。在血液檢查中,血液標本的保存非常重要,因為血液標本的檢測結(jié)果往往會因存放方式和存放時間的不同而發(fā)生較大變化[2-4]。這會導致后續(xù)臨床疾病診斷和治療上
發(fā)生較大偏差,進而危害病人的安全。因此有必要在臨床上采取相應(yīng)的防范措施,有效的降低因不同的存放時間和方式所帶來的檢測誤差。本研究抽取80名健康志愿者的血液作為本實驗的研究標本,將所有血液標本采用隨機數(shù)字表法分成五組,每組的存放時間和方式均有所不同,隨后根據(jù)各組檢測結(jié)果來比較分析各組之間的差異。現(xiàn)報道如下。
1 資料與方法
1.1 一般資料
選取本院2016年3~12月期間80例來我院進行健康體檢的志愿者作為本次研究對象,年齡18~40歲,平均(30.8±8.2)歲;其中男45例,女35例。所有志愿者均自愿參與本次研究試驗,并簽署同意書。本次研究經(jīng)我院倫理委員會批準實施,將搜集的血液標本采用隨機數(shù)字表法分組分成五組。比較各組志愿者年齡、性別等方面無統(tǒng)計學意義(P>0.05),具有可比性。
1.2 試劑與儀器
血液檢測儀為購自西門子公司的型號為DimensionRLMax的全自動生化儀,實驗試劑以及校準品均購自西門子公司,質(zhì)控血清購自廣州寶迪公司的伯樂質(zhì)控血清。
1.3 方法
所有志愿者均已空腹到院接受檢查,共采用靜脈采血的方法采集80份血液標本,采用隨機數(shù)字表法分成五組。每組的存放時間和方式均有所不同,第一組標本存放在4℃冰箱中,第二組標本在20℃恒溫水浴中存放,第三組標本首先分離血清,再存放在4℃冰箱中,第四組標本在抽血后立即M行生化指標檢測(本組視為基礎(chǔ)值組),第五組標本存放在-20℃冰箱中;其中第一、二、三組分別在存放2、12、24h時進行生化指標檢測,第五組則在一周后進行生化指標檢測,既比較各組之間的檢測結(jié)果差異。葡萄糖(Glu)、丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(ALT)、二氧化碳結(jié)合力(CO2CP)、肌酸激酶(CK)、乳酸脫氫酶(LDH)、天冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(AST)、K+、Na+以及Cl-等9項指標均嚴格按照生化分析儀的操作說明書進行檢測,以保證每組數(shù)據(jù)的平行性和準確性。最后綜合分析比較各組之間的檢測結(jié)果差異。
1.3 統(tǒng)計方法
所得數(shù)據(jù)均使用SPSS19.0進行統(tǒng)計分析。計量資料以()表示,采用t檢驗,計數(shù)資料以百分比表示,采用χ2檢驗,P
2 結(jié)果
檢測結(jié)果顯示,第二組血液標本的K+、Na+、Cl-、Glu、ALT、CO2CP、LDH、AST等生化指標在2h后檢測的結(jié)果比基礎(chǔ)值組的結(jié)果相比而言有所下降,而在12h后檢測的結(jié)果比基礎(chǔ)值組的結(jié)果相比而言有所上升;第一組血液標本的K+的檢測結(jié)果要高于基礎(chǔ)值,而在24h后LDH、AST的檢測結(jié)果要比基礎(chǔ)值有所上升;第三組血液標本的K+、Na+、Cl-、Glu、ALT、CO2CP、LDH、AST等生化指標在2h后檢測的結(jié)果比基礎(chǔ)值組的結(jié)果相比而言有所下降,而在12h后Glu和AST檢測的結(jié)果比基礎(chǔ)值組的結(jié)果相比而言有所上升;第一、二、三組的Glu和CO2CP的檢測結(jié)果在2h后開始始終是下降的趨勢,與基礎(chǔ)值組的結(jié)果比較有顯著差異(P0.05),而K+、Na+、Cl-、ALT、CK檢測結(jié)果與基礎(chǔ)值組的結(jié)果相比較有顯著差異(P
3 討論
在臨床上診斷和治療疾病時血液生化指標的檢測具有非常重要的意義,例如血液中的鉀鈉離子作為機體內(nèi)調(diào)節(jié)滲透壓平衡和酸堿平衡的重要離子,當其發(fā)生變化時會影響機體的生命活動,當兩者水平發(fā)生失調(diào)時會引起機體病理性變化[5-7];而血清中CK水平的升高可能在提示腦部血管的病變[8];還有當肝臟出現(xiàn)損壞、心肌發(fā)生梗死或發(fā)生急性心肌炎時血清中ALT水平會升高[9]。因此保證血液標本質(zhì)量的穩(wěn)定可有效提高檢測結(jié)果的準確性。目前臨床上可影響到血液生化檢驗的因素非常多,主要為標本污染、溶血因素、藥物因素以及存放的溫度與時間[10]。本研究主要對存放溫度和時間進行了分析比較。有研究表明,將血液標本存放在4℃的冰箱中一周后,標本中的酶活性變化不大,但是存放在-20℃以下的環(huán)境時,標本中的酶活性變化明顯,因此標本中ALT等指標會隨著時間的延長逐漸降低[11]。本研究中第一組血液標本,即存放在4℃冰箱中的標本中的ALT等指標未發(fā)生顯著變化,只有K+的檢測結(jié)果要高于基礎(chǔ)值,并且在24h后只有LDH、AST的檢測結(jié)果要比基礎(chǔ)值有所上升;而第五組血液標本的Glu和AST檢測結(jié)果與基礎(chǔ)值組的結(jié)果相比較無顯著差異(P>0.05),而K+、Na+、Cl-、ALT、CK檢測結(jié)果與基礎(chǔ)值組的結(jié)果相比較有顯著差異(P
比基礎(chǔ)值組的結(jié)果相比而言有所上升;且其他幾組血液標本也均隨著存放時間的延長,其與基礎(chǔ)值的差異變得更加顯著。也有研究表明,在正常情況下,抽取血液后血糖會逐漸發(fā)生糖酵解,進而血糖水平會逐漸下降[15],結(jié)合本次研究的結(jié)果,在檢測各類電解質(zhì)的時候應(yīng)盡快進行生化檢測。此外,血液標本存放在室溫會影響檢測結(jié)果,尤其是在溫度較高的地方會使血液蒸發(fā),造成鉀等離子的水平升高。
綜上所述,血液標本不同放置方法和時間會對檢測的9項生化指標的結(jié)果有較大影響,會影響后續(xù)疾病的診斷準確性,因此要根據(jù)臨床上對疾病的檢測要求來合理選擇血液的放置方式和時間,以提高檢測結(jié)果的準確性,為疾病的診斷、治療以及預后的判斷提供更加可靠的依據(jù)。
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