時間:2023-07-07 16:17:03
引言:易發表網憑借豐富的文秘實踐,為您精心挑選了九篇生物醫學工程文獻綜述范例。如需獲取更多原創內容,可隨時聯系我們的客服老師。
英文名稱:Beijing Biomedical Engineering
主管單位:衛生局
出版周期:雙月刊
出版地址:北京市
語
種:中文
開
本:16開
國際刊號:1002-3208
國內刊號:11-2261/R
郵發代號:
發行范圍:國內外統一發行
創刊時間:1981
期刊收錄:
核心期刊:
中文核心期刊(1992)
期刊榮譽:
聯系方式
關鍵詞:生物工程;人工生命;組織工程;人工組織;人工器官
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2016.22.095
0 引言
從廣義層面上來說人工生命即為具備有人的生命指征、功能、結構以及外在形象的人工制造系統,是人對于自然生命的一種模擬與拓展。廣義上的人工生命是多門學科合并之后的產物。一般認為人工生命學科是由生物科學技術與工程科學技術所結合而產生出的一門學科。下文將主要就針對材料技術型生物醫學工程與組織工程、人工生命間的相關性,以及材料技術型生物醫學工程、組織工程、人工組織及器官展開具體的論述。
1 材料技術型生物醫學工程
此種工程學科的主要研究目標即為各類生物材料及人工器官組織,其中就涵括了組織工程學科。在此方面研究工作中涵括有材料科學、生物科技、化學、信息技術、計算機技術、醫學以及生命科學等多門學科的基礎知識。
生物材料也就是對于生物體進行臨床診治以及將其受損組織器官替換下來,亦或是增強人體某一部分功能的材料,因此就必須要求其能夠植入到人體當中并不出現排異反應,確保活體細胞可以在此材料之上自然生長。生物材料亦可被視作構成人工組織與器官的核心材料。生物醫學材料在未來一段時期的主流發展趨勢,即為給予組織工程的發展提供優勢特性顯著的活性生物材料,應確保其具備良好的生物相容特點;親水特性;性;預防組織粘附特性;抗炎特性;抗凝特性等。以保障活體細胞能夠在所制成的人工材料上生長并對病變組織起到良好的改善、恢復效果,使之免疫識別與生物催化性能得以有效提高。
依據生物醫學材料的屬性可將之主要劃分為以下幾種:
(1)無機非金屬生物材料。①同人體組織力學間具備良好的相容性,同時還可改善組織生長的材料。②具備人體有機以及無機結構的復合型材料。
(2)金屬生物材料。①毒性較低,彈性模量更加符合入骨特點的合金材料。②各種植入人體當中的器械材料,如較為常見的人工關節、種植牙、心臟支架等。③接入性診治所采用的醫療器械設備如官腔支撐架、引導絲等。
(3)生物醫用高分子材料。①可將血液之中的毒副物質吸出的材料。②能夠在臨床上應用于免疫性病癥治療的材料。
2 組織工程與人工組織
目前臨床上所面臨的主要醫學問題當中主要就包括了組織與器官的衰竭、損傷,而臨床上在應對此類問題時所較常采用的措施方法主要包括以下三方面:
(1)自體移植。由人體自身的部分組織來對損傷位置進行修復,例如,對面部皮膚大面積燒傷患者進行面部手術修復時通常會取其自身大腿位置的皮膚來進行修復損傷組織。
(2)異體移植。例如,某患者在遭遇意外事故時,家屬自愿將其身體部分組織如眼角膜、腎臟等組織捐獻給有需要的人。然而此種情況時常會出現異體組織的兼容性問題,同時需要被捐助的人員與每年的捐獻人數相比差距過大,供體不足情況十分顯著。
(3)人工器官。這種方式能夠徹底解決供體不足的情況,但是其目前所存在的問題也是十分顯著的即異體反應與感染情況十分明顯,絕大多數的患者在接受器官移植后都是應各類感染致死。
對此人們也就設想若是能夠采用母體細胞以及生物降解材料在人體當中構建起新的組織器官,也就是進行結構組織,代謝組織以及細胞系統的重新建構。目前這一設想已經不再是僅存在于人們腦海之中的假想,而已經走進了現實生活當中,可以預見組織工程的發展必將會促成這一設想的實現。
當前,組織工程研究的主要內容即為:適宜的母體細胞來源;能夠為細胞粘附生長提供空間的細胞外基質;可應用在促進細胞組織再生長的因子;以及組織間的相容性。
開展組織工程通常會應用以下三種策略:(1)細胞以及生物材料的雜化體系,例如由小塊活體組織將特異細胞分離出來,通過體外擴散增大之后種植于生物相容性較好同時能夠生物降解的聚合物所建立起的多孔支架當中,在體外培養一段時間后可將細胞和支架結構置入于患者體內;伴隨著組織缺損部位的重新構建,聚合物將會逐漸降解并消失。(2)僅具備生物降解材料體系,借助于生物生長方式促使細胞成長為多孔支架結構,在通過增殖、分化來產生為相應的組織結構,并且與周邊組織相整合。例如采用珊瑚骨加支撐的羥基磷灰石陶瓷,其孔隙架構與人體骨架構極為接近,可被應用在骨組織工程支架中。(3)細胞體系,經過移植的細胞經由生物過程演變為微結構。
3 結束語
總之,從廣義性的角度上來說人工生命必須要基于工程科學技術、生物科學技術以及生物工程科學技術的基礎上。因而大量的工程、生物以及生物工程均是廣義上的人工生命科學技術基礎。材料技術型生物醫學是工程的研究對象主要是生物材料與人體的各個身體器官。組織工程則是借助于生命科學以及工程科學的基礎理論與方法,來探究并開發出具備修復以及改善人體組織器官功能的新型臨床應用取代物,也就是人工組織,因而材料技術性生物醫學工程以及組織工程也便是生物工程人工生命的基礎。
參考文獻:
[1]楊國為,陳國江,涂序彥等.廣義人工生命的科學基礎(Ⅱ) --生物工程基礎[J].計算機工程與應用,2013(09).
關鍵詞:3D打印;生物醫學工程;發展現狀
前言
三維打印(Three Dimension Printing,簡稱3DP)屬于一種快速成型(Rapid Prototyping,簡稱RP)技術,它由計算機輔助設計(CAD)數據通過成型設備以材料逐層堆積的方式實現實體成型。“三維打印”在技術界也叫“增材制造”、“自由成形”、“快速成形”或“分層制造”等[1]。三維打印起源可追溯于上世紀八十年代,1984年查爾斯?赫爾發明了將數字資源打印成三維立體模型的技術,并于1986年成立了3D Systems公司,開發了第一臺商用立體光敏3D打印機,1988年,斯科特?克倫普發明了熔融沉積成型技術(FDM)并于1989年成立了Stratasys公司,隨后在2012年合并以色列3D打印公司Objet。3D Systems和Objet是目前世界上最大、最先進的兩家3D打印公司。我國清華大學顏永年教授于1988開始研究3D打印成型技術,華中科技大學王運贛教授以及西安交通大學盧秉恒院士等,紛紛于上世紀90年代起就開始涉足3D打印成型技術的研究。
1998年,清華大學的顏永年教授又將3D打印成型技術引入生命科學領域,提出生物制造工程學科概念和框架,并于2001年研制出用于生物材料快速成型的3D打印設備,為制造科學提出了一個新的發展方向--生物制造。生物制造的一個重要手段即是生物3D打印。生物三維打印是以活細胞(living cells)、生物活性因子(proteins and bio-molecules)及生物材料 (biomaterials)為基本成形單元,設計制造具有生物活性的人工器官、植入物或細胞三維結構,是制造科學與生物醫學交叉融合的新興學科,它是目前3D打印技術研究的最前沿領域,也是3D打印技術中最具活力和發展前景的方向[2,3]。
1 3D打印技術的分類
目前比較典型的3D打印快速成形技術主要分為三種[4]:
1.1 粉末粘結3D打印光固化材料3D打印與熔融材料3D打印
粉末粘結3D打印是目前應用最為廣泛的3D打印技術,其工藝過程如下:首先,在工作平臺上均勻鋪灑單位厚度的粉末材料;其次,依據實體模型離散層面的數字信息將粘結劑噴射到粉末材料上,使粉末材料粘結,形成單位實體截面層;再次,將工作臺下降一個單位層厚;最后,重復第一步至第三步,逐層堆砌,形成三維打印產品。其存在缺點是,通過粉末粘連成形的零件精度和強度偏低,一般需要后續工藝提高其強度,但后續處理工藝會導致零件體積收縮,變形嚴重。
1.2 光固化3D打印(光敏三維打印)
該技術使用液態光敏樹脂作為原料制作零件模型,光敏材料三維打印成形基于噴射成形技術和光固化成形技術,噴頭沿X方向往復運動,根據零件的截面形狀,選擇性噴射光固化實體材料和光固化支撐材料形成截面輪廓,在紫外光照射下光固化材料邊打印邊固化,層層堆積至制件成形完畢。但其應用于骨骼類產品打印的主要缺點是,當前具有生物活性的骨骼類材料如羥基磷灰石,生物玻璃等材料自身不是光敏性材料,需與光敏材料混合使用,因此影響產品的生物活性在打印后將受到很大影響。
1.3 熔融材料3D打印成形
熔融材料三維打印成形基于熔融涂覆成形(FDM)專利技術,分別加熱兩種絲狀熱塑性材料至熔融態,根據零件截面形狀,選擇性涂覆實體材料和支撐材料形成截面輪廓,并迅速冷卻固化,層層堆積至制件成形完畢,其原理與光敏材料3D打印成形類似 [16]。目前熔融材料三維打印成形,可采用由磷灰石和骨骼所需的有機鹽配置而成的骨水泥,不需要額外添加紫外光照射固化所需的光敏介質,有利于保證材料后續的生物相容性和生物活性。但由于擠壓式噴頭的噴嘴處壓力大,容易造成阻塞現象,因此對噴嘴和材料漿料的粒徑要求較高。
除三維打印外,應用比較廣泛的商業化快速成形工藝還包括立體光刻成形(SLA)、選擇性激光燒結成形(SLS)堆疊、實體制造(LOM)、熔融堆積成形(FDM)等,但這些工藝大多需要配備價格昂貴的激光輔助系統,且成型工藝實質上還是類似于上述三種材料疊加-固化技術。因此,三維打印技術被認為是最具生命力的快速成形技術,發展潛力巨大,在醫學中的應用前景廣闊,其推廣應用將對傳統的醫療產品生產模式帶來顛覆性的影響。
2 三維仿生重構建模技術的發展
基于醫學圖像的三維重構建模技術是生物3D打印技術的重要研究內容之一。3D打印生物構件的實現首先需要在計算機環境下有效重構和建模,生成可用于驅動打印噴頭的指令數據進而操控成型設備實現產品成型。隨著醫學影像技術的發展,人體組織的二維斷層圖像數據可以方便地獲取以進行醫學診斷和治療。但是,二維斷層圖像只是表達了某一截面的解剖信息,醫生可以憑經驗由多幅二維圖像去估計病灶的大小及形狀,“構思”病灶與其周圍組織的三維幾何關系,可三維打印設備卻無法根據這些斷點數據進行立體三維成型,因此,基于醫學圖像的三維重構建模技術是生物3D打印技術的重要前驅步驟。
由于CT或MRI等檢測設備掃描得到的二維圖像信息不能直接用于快速成型,只有通過專用軟件將二維斷層圖像序列重建為三維虛擬模型,并生成為快速成型機可以接受的STL(Stereo Lithography)格式圖形文件,才能最終制造出生物產品三維實體模型。近十多年來,歐美等發達國家的科研機構對于醫學圖像三維重建的研究十分活躍,其技術水平正從后處理向實時跟蹤和交互處理發展,并且已經將超級計算機、光纖高速網、高性能工作站和虛擬現實結合起來,代表著這一技術領域未來的發展方向。
在市場應用領域,國外已經研制了三維醫學影像處理的商品化系統,其中,比較典型的有比利時Materialise公司的Mimics、美國Able Software公司的3D.Doctor和VGstudio MAX。在國內,中國科學院自動化研究所醫學影像研究室自主開發的3D Med是基于普通微機的三維醫學影像處理與分析系統,系統能夠接收CT、MRI等主要醫療影像設備的圖像數據,具有數據獲取、數據管理、二維讀片、距離測量、圖像分割以及三維重建等功能。清華大學計算機系研發的人體斷面解剖圖像三維重構系統能給外科手術中的影像診斷提供一定的參考。中國科技大學在應用Delphi開發三維重構軟件的研究上取得了很好的成果。國內企業也研發了一些三維醫學影像處理系統。如西安盈谷科技有限公司“AccuRad TM pro 3D高級圖像處理軟件”于2005年4月投入市場。它能對二維醫學圖像進行快速的三維重建,并能對臨床影像的數據進行科學有效的可視化和智能化挖掘和處理,為臨床提供更多有價值的信息。但目前國外優秀軟件如Mimics、3D Doctor、VGStudio MaX等的價格非常昂貴,且其技術嚴格保密。國內的產品大多沒有自主知識產權和成熟的商業應用模式。
3 3D打印技術在生物醫學工程中的應用
3D打印技術在生物醫學工程中應用廣泛,其應用領域大致包括:體外器官模型、仿生模型制造;手術導板、假肢設計;個性化植入體制造;組織工程支架制造;生物活體器件構建以及器官打印;藥物篩選生物模型等。如圖1所示為3D打印在生物醫學工程中的各種應用情況[5-7]。
3.1 體外器官模型、仿生模型制造。該類應用主要用于醫療診斷和外科手術策劃,它能有效地提高診斷和手術水平,縮短時間、節省費用。便于醫生、患者之間的溝通,為診斷和治療提供了直觀、能觸摸的信息,從而使手術者之間、醫生和病人之間的交流更加方便。
3.2 手術導板、假肢設計。該類應用便于訂制精確的個性化假體,實現個性化醫療需求。根據患者缺損組織數據量身訂制的假肢,可提高假肢設計的精確性,提高手術精確度,確保患者的功能恢復,減少患者的痛苦。
3.3 個性化植入體制造。人體許多部位的受損組織,需要個性化定制。如人類面部頜骨(包括上下頜骨) 形態復雜, 極富個性特征, 形成了個體間千差萬別的面貌特點。人類的頭顱骨,需要準確與顱內大腦等軟組織精確匹配扣合,人體的下肢骨、脊柱骨等會嚴重影響患者今后的步態及功能恢復。因此這類修復體可通過3D打印技術實現個性化訂制和精確 “克隆”受損組織部位和形狀。
3.4 組織工程支架制造。如通過3D打印技術設計和制備具有與天然骨類似的材料組分和三維貫通微孔結構,使之高度仿生天然骨組織結構和形態學特征,賦予組織工程支架高度的生物活性和骨修復能力。
3.5 生物活體器件構建以及器官打印。此方面的應用大多涉及活體細胞的生物3D打印技術。細胞三維結構體的3D構建可以通過活細胞及其外基質材料的打印構建活體生物器件。如英國赫瑞瓦特大學和一家干細胞技術公司合作,首次將3D打印拓展到人類胚胎干細胞范圍。這一突破使得利用人類胚胎干細胞來“打造”移植用人體組織和器官成為可能。美國康奈爾大學研究人員最近在其發表的研究論文中稱,他們利用牛耳細胞在3D打印機中打印出人造耳朵,可以用于先天畸形兒童的器官移植。
3.6 藥物篩選生物模型。藥物篩選指的是采用適當的方法,對可能作為藥物使用的物質(采樣)進行生物活性、藥理作用及藥用價值的評估過程。作為篩選,需要對不同化合物的生理活性做大規模橫向比較,因此有研究人員指出通過3D打印技術,精確設計仿生組織藥物病理作用模型,可以使人們開在短時間內大規模高通量篩選新型高效藥物。最近,四川大學聯合加州大學圣地亞哥分校等科研機構,通過3D打印技術設計了一款肝組織仿生結構藥物解毒模型(如圖1-c),該研究成果發表在最近一期的Nature Communications上,受到3D打印研究領域的廣泛關注。
3D打印在生物醫學工程中應用:(a)3D打印磷酸鈣骨組織工程支架; (b)3D打印細胞、活體器官構件;(c)3D打印肝組織仿生結構藥物解毒模型。
4 結束語
三維打印技術正處在蓬勃興起的階段,3D打印技術在生物醫學工程中得到了廣泛的應用,其應用以及發展現狀表明:3D打印在體外器官模型、組織工程與再生醫學、個性化醫療以及新藥研發等方面展現出廣闊的應用前景。抓住生物材料及植入器械的三維打印技術新一輪發展浪潮,發展我國生物三維打印技術,對發展我國生物材料醫療器械產業步入國際先進水平具有十分重要的意義。
參考文獻
[1]Kenichi Arai1, Shintaroh Iwanaga, HidekiToda, Capi Genci, Yuichi Nishiyama, Makoto Nakamura. Three-dimensional inkjet biofabrication based on designed images[J]. Biofabrication, 2011, (3).
[2]Calvert P. Materials Science: printing cells[J]. Science, 2007.
[3]Mironov V, Reis N, Derby B. Bioprinting: a beginning[J]. Tissue Enginerring. 2006.
[4]Karoly Jakab, Francoise Marga, Cyrille Norotte, Keith Murphy, Gordana VunjakNovakovic, Gabor Forgacs. Tissue engineering by self-assembly and bio-printing of living cells[J]. Biofabrication, 2010, (2).
[5]Vladimir Mironov, Richard P. Visconti, Vladimir Kasyanov, Gabor Forgacs, Christopher J. Drake, Roger R. Markwal. Organ printing: Tissue spheroids as building blocks[J]. Biomaterials, 2009, (30).
[6]Solaiman Tarafder, Neal M. Davies, Amit Bandyopadhyaya, Susmita Bose. 3D printed tricalcium phosphate bone tissue engineering scaffolds: effect of SrO and MgO doping on in vivo osteogenesis in a rat distal femoral defect model[J]. Biomaterials Science, 2013.
[關鍵詞]課堂教學 實驗設計 課程設計 工程實踐 人才培養
近年來,隨著計算機技術和電子技術的飛速發展,單片機與嵌入式系統產品以其高性能、低功耗、應用方案靈活、成本低廉等諸多優點,在工業控制、軍事國防、航空航天、網絡通信、消費電子等行業發揮著重要作用,廣泛應用于各個科技領域和日常生活的每個角落。在生物醫學工程專業,嵌入式系統在生理參數測量、傳輸、監測,在完善醫療輔助設備,以及研發新型醫療儀器等方面都有著重要應用。
本文針對生物醫學工程專業本科生,在單片機嵌入式系統課程教學過程中存在的問題,提出了一系列教學改革措施,改善工程實踐性很強的課程教學效果,使學生在有限的時間里獲得最大的收獲,在嵌入式系統應用和設計等方面獲得豐富的實踐經驗。
一、單片機教學實踐中存在的主要問題
嵌入式系統開發的難度較大,門檻較高,往往要求研發者具備良好的軟硬件知識和設計、開發、調試、測試技能,以及扎實的專業知識。如何培養出具備扎實的基礎理論知識和實踐開發能力的高素質研究型人才是學校嵌入式教學的首要任務[1]。
單片機與嵌入式技術課程知識結構復雜,涉及的內容繁多,實踐性強。大學生如果能夠掌握相關技術,就能成為滿足實際研發需要的復合型工程技術人才。但是目前大學嵌入式人才培養和教學與企業科研需求之間存在一定的偏差,造成學生的創新精神和實踐動手能力不足,導致理論學習與人才需求出現了脫鉤[2,3]。主要問題表現在:
(1) 授課內容過時、枯燥,不能緊跟嵌入式技術最新發展現狀,不能滿足實際需要;
(2) 對嵌入式操作系統的講授和配套實驗內容嚴重不足;
(3) 綜合設計性實驗較少,不注重學生的綜合應用能力培養;
(4) 實驗設計內容單一,不具備研發價值。
二、教學改革實踐
作為全國最早開設生物醫學工程專業的學校,單片機教學始終是最重要的專業選修課之一,目前課程以ARM-V4版的RM7TDMI-S內核為核心,以飛利浦公司的LPC2000系列單片機為應用目標,在教學內容、互動教學、實驗設置、創新實踐等方面進行了積極的探索和研究,使傳統的專業實踐課程煥發出新的光彩。
(一)堅持理論與實踐相結合的教學模式
大學學習內容應該以理論學習為主,尤其是針對32位ARM單片機,必須搞清楚ARM7內核的基本結構,7種處理器工作模式的定義及特點,標準32位ARM指令和16位的Thume指令使用,主要寄存器與基本外設定義等知識點,學習理解這些基本概念對于掌握32位ARM單片機的工作原理,舉一反三,進而熟悉相關單片機應用技術提供了重要的基礎理論保障。
在程序設計方面采用大量程序設計實例,在講授程序設計思想的同時加速理解匯編語言使用方法,初步學習C交叉匯編語言程序設計方法,為后續硬件系統實驗奠定基礎;在講述硬件系統設計時,圍繞單片機主要外設類型,不拘泥于具體單片機型號,以不同外設的基本工作原理和控制寄存器為主要內容,同時增加應用實例,提高學習興趣和學習效果;在課程配套實驗設計方面,更加關注實驗教學模式和實驗內容設計[4,5],從操作技能學習到認知技能學習,按照學生實踐技能學習基本規律,設計實現了7個共16個課時的實驗內容,包括了IO接口、基本外設,操作系統移植,數字信號處理,綜合系統設計等實驗內容,涵蓋了嵌入式單片機系統主要技術要點,使學生在有限時間里就可對單片機應用技術有一個較全面的學習和能力培養。
(二)利用優勢資源,豐富教學內容
針對課程實踐性很強的特點,我們結合學校科研項目,對嵌入式系統在醫學儀器設計應用方面進行了卓有成效的實踐,突出了課程教學的實用性,強化了學習內容的工程觀念,取得了很好的教學效果。
我們將多參數生命參數監護系統設計引入課堂教學,其硬件單元主要包括生理數據采集、ARM內核、人機接口、SD卡存儲器、GPRS、GPS、電源管理等模塊,系統從溫度傳感器電路等模擬電路設計,到大容量鋰離子電池優化和電源模塊設計,從系統數據存儲結構設計,到遠程通訊規約設計、地理信息使用。在介紹這些軟硬件功能模塊基礎上,再引入嵌入式實時操作系統μC/OS-Ⅱ,按照設備依賴性、關鍵性、緊迫性等任務劃分原則構成一套多任務系統,逐步引入任務設計、時間管理、中斷管理、內存管理、進程管理與同步,資源同步、數據管理等關鍵知識內容,使學生在6-8個課時內學習熟悉一種實際應用系統設計方法,加深對所學知識和應用環境的正確理解。
(三)重視互動教學,追求質量卓越
由于課時的限制,大量增加實踐教學內容是有一定困難的,為了能夠達到預期教學目標,增加了課程設計的內容,希望通過課外閱讀和研究,鞏固嵌入式單片機的教學內容,增強學生對嵌入式系統在日常生活中的應用技能,課程設計的完成質量則要通過PPT答辯互動,師生共同評分進行保障,使單個設計內容通過交流互動達到全體共享,互相學習的目的。
課程設計包括三個設計任務,2人一組,每組選擇一個任務題目進行研究設計,表1是部分課程設計題目,任務要求如下:
表1:單片機與嵌入式系統課程設計任務選編
①完成一項有關單片機及嵌入式系統在日常生活方面應用的項目設計,要求有明確的設計目標,具體可行的設計參數和可能達到的技術指標。
②針對一種嵌入式操作系統進行深入的介紹和移植方法的研究。要求內容包括內核特點,進程管理,內存管理,移植方法、BSP(board support package)編程等。
③針對多種嵌入式操作系統進行深入的對比研究和綜述,選擇4種以上的操作系統,主要從任務調度機制,數據同步和通訊機制比較,內存及數據架構與管理,支持的硬件功能,中斷管理,實時性,市場份額,發展前景等多項參數進行對比研究。
通過2個月時間的研究準備,在學期末進行全體師生共同參加的課程設計答辯會,由一位同學進行PPT講解,另一位同學負責回答質詢問題。考核成績按照20分標準,由全體同學打分,并與教師分數加權計算后再進行歸一化處理,使答辯評分更加客觀合理。
(四)結合學科競賽,加強實踐創新人才培養
單片機的教學可以貫穿于整個高年級教學實踐活動中,在課程教學之外,通過鼓勵學生積極參加電子創新類學科競賽,鼓勵學生進入實驗室進行創新科技活動,在具體科研實踐中使學生獲得更多更豐富的專業知識,進行科研能力的培養[6]。
在大學生創新實驗項目“超聲注射藥物溶解加速器”研發過程中,小組5名同學從系統的設計思想、模塊規劃、硬件構成、功能設計、軟件設計等項目內容進行了深入的研制工作,以MSP430單片機為主體,構建了包括反饋采樣、鍵盤顯示,頻率合成、高頻功率放大、匹配電路和超聲換能器等組成的系統硬件,僅軟件程序就達450余行,系統通過藥物對比實驗,對整個加速溶解系統進行了綜合測試,取得了明顯加速藥物溶解的效果,并取得了國家發明專利授權。
在“生物醫學工程教學仿真人系統”項目中,利用單片機技術模擬產生人體真實生理信號,通過對生理信號進行采樣,預處理,無線發射到主機模塊,并通過LabVIEW設計上位機多參數生理監護軟件,實現了經人體生理參數動態采集顯示。該系統設計思想來源于醫學儀器課堂教學,最終通過將其回饋應用于課堂教學和實驗教學,對學生的理論知識起到了積極的作用。
三、小結
嵌入式系統是一個朝氣蓬勃、發展迅速的專業領域,人才稀缺,門檻較高,針對目前課堂教學與實踐教學存在的種種不足,我們深刻體會到必須改變單一的課堂教學模式和刻板的被動灌輸式教學方法,在課堂教學中我們注意到既要重視基礎理論內容的教學,在有限的課時內使學生得到一個完整的單片機與嵌入式系統知識體系,為科研實踐提供有力的知識保障。同時,作為實踐性很強的課程教學,我們利用一切可利用資源用于教學,將教師科研成果引入教學,通過具體科研項目案例強化學習內容的工程觀念;利用課外學時增加課程設計內容,采用項目導向式教學方法,實現了交流互動,資源共享,共同進步的教學目標;利用各類電子學科競賽和開放實驗室,使單片機科研實踐貫穿于整個人才培養階段,在具體科研實踐中使學生獲得更多更豐富的專業知識,進行科研能力的培養,實現了全階段立體式創新人才培養。
[參考文獻]
[1]黎斌,《單片機原理與接口技術》課堂教學探討,考試周刊,2012年第4期。
[2]陳淑潔,單片機實踐教學存在的問題與對策,實驗室研究與探索,VOL.30,NO.9,Sep.,20l1。
[3]柏春嵐,劉豪,高校實驗教學改革的探索,高校實驗室工作研究,VOL.30,NO.3,Sep.,2011。
[4]吳磊,嵌入式教學與實驗的研究,實驗室研究與探索,V0L.30,N0.11,NOV.,2011。
[5]李秀娟,張曉東,魯可,張杰,“嵌入式系統"開放實驗室建設與實踐,實驗室研究與探索,VOL.3O,NO.5,May,2011。
[關鍵詞]合成材料;醫用紡織品;生物相容性;過濾;滲透
中圖分類號:TS106 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2016)14-0101-01
目前,使用具有可吸收和生物活性聚合物制得的纖維織物,已在組織工程上使用。隨著生物醫學工程技術的進步,傳統整形使用的硬件材料受到了巨大沖擊。高性能纖維材料、先進的制造工藝和獨特的織物結構設計正成為醫用紡織品的選擇。據纖維基醫用制品廠家(如Biomedical―Concordia公司)的預測,醫用紡織品在組織修復植入和再生醫學領域有著巨大的應用潛力。這主要涉及如下幾個方面:矯正整形手術,心臟血管手術,泌尿/婦產科手術,再生植入手術,普通手術等。
1 高端醫用合成材料的纖維原料及織物種類
1.1 纖維原料
合成醫用材料的纖維原料根據其在使用時是植入性材料還是非植入性材料可以分為可吸收纖維材料和非可吸收纖維材料。可吸收纖維材料有聚羥基乙酯(PGA)、聚L一乳酸(PLLA)以及PGA和PLA的共聚物(PLGA),其他共聚高分子,如聚已內酯(PCL)、三甲基碳酸酯(TMC)和聚乙二醇(PEG)等。非可吸收纖維材料包括PET、PP、聚醚醚酮(PEEK)、聚四氟乙烯(PTRFE)、超高相對分子質量聚乙烯(UHMWPE)等。
1.2 織物種類
1.2.1 非織造布
醫用紡織品使用的非織造布種類涉及紡粘(SB)、熔噴(MB)和使用短纖維為原料的梳理型非織造布。
1.2.2 編織結構織物
編織物的規格包括:圓形實心帶、中空無芯帶、管狀帶、扁平型帶和附加軸向紗的編織物等。
1.2.3 針織網材
針織網材采用平幅經編和圓機緯編工藝,編織紋路設計十分重要。醫用制品對針織網材的性能,諸如平均孔隙尺寸、單位質量、厚度、撕裂強力、伸長、頂破強力、剛性和懸垂性等均有嚴格要求。針織網材較之于非織造布具有更好的彈性、擴展性能、回復性以及良好的撕裂強力,顯示出較好的組織支撐能力。圓機織物的管狀結構有較大尺寸適應性,其直徑可膨脹亦可緊縮,有利于醫用紡織品性能的發揮。目前針織網材已用于手術網、疝氣修復、整型和化妝手術網等領域。
1.2.4 其他制品
一些廠家,如美國Concordia公司,有多年的纖維加工經驗,可以根據用戶和臨床的要求,選擇如變形紗、卷曲纖維、切斷纖維、梳理纖維片等原料加工成適用的醫用制品。
2 高端醫用合成材料的用途
2.1 高性能單絲的醫療用途
2.1.1 動脈血液過濾器
動脈血液過濾器是在胸外科手術中,經過純化、氧合、恒溫的循環血液進入人體的最后一道過濾。因此說過濾器介質的選擇和最適宜的設計,有助于降低病人的出血、血凝、炎癥的發生和整個系統的供氧及pH值的控制。瑞士Sefar公司開發出用于心肺機的過濾介質,即“Medi FAB 07/40”系列。使用PET或PA單絲編織,織物結構孔隙為40um,空隙占有率25%,紗線直徑為34um。“Medi FAB 07/40”過濾介質已在動脈血液過濾器中使用,在臨床中作為―個暫時性的替代心肺功能的裝置,以維持生命的體外循環系統。臨床結果顯示,“Medi FAB 07/40”具有良好的使用性能,主要表現在:最低的壓力降,最小的啟動灌注體積,裝置外部尺寸小型化和制造成本可以被市場接受。與現有使用中的濾材,如非織造布、膜材料和復絲織物比較,單絲織物過濾介質更具有商業化價值。
2.1.2 透析器過濾介質
醫用透析使用的泵過濾器,其作用是捕集循環系統中可能出現的顆粒狀物質。該防護性過濾器結構通常采用直徑50mm的圓盤形式的過濾介質,經硅質墊圈密封后配置于透析泵上。Sefar公司開發的新型過濾材料“Peaktex”,采用PEEK為原料,單絲直徑為38―500 um,過濾材料為雙層單絲織物,單位質量285 g/m2,厚度480um,空氣透過率2000 m3/m2?h[2]。
2.1.3 醫用可植入材料
PEEK單絲織物作為人體可植入材料,具有良好的撓性和耐磨性,特別是其生物相容性、穩定的化學結構,展現了良好的臨床效果。目前已用于人體植入臨床使用的PEEK單絲的強力在33―75 daN/mm,伸長為20%―40%,使用溫度250℃,干濕態相對強力比為100%。
2.2 UHMWPE纖維在醫用領域的使用
自2004年UHMWPE――Dyneema纖維用于醫用縫合線以來,UHMWPE在醫用領域的綜合醫療性能越來越被人們所認識。作為新一代獨具特色的醫用材料,其特性主要表現在如下幾個方面:①Dyneema Purity纖維是專門設計的、用做人體可植入的材料,纖維品質和生產工藝完全符合S010933/ISO13458的要求,并得到美國FDA認證;②單位體積的強度性能符合可植入材料制品微型化的條件;③Dyneema Purity纖維有較高的剛性,兼具十分良好的柔韌性,可在整型手術中有效地強化定位功能;④Dyneema Purity纖維的耐疲勞性和耐磨性好,具有長時間承載動態負荷的能力,適應心臟血管手術醫用器具的性能要求;⑤Dyneema Purity纖維具有生物相容性,是理想的醫用人體可植入材料[3]。
2.3 功能性熔噴非織造布在呼吸器上的使用
通過添加生物活性劑的方法,制取具有生物活性的熔噴纖維網,為呼吸器提供高效捕集微生物的過濾介質,對于人類抵御病菌源、健康防護具有重要的現實意義。波蘭Lodz大學與國家勞動保護研究所合作開發了生物活性熔噴非織造布材料。該產品使用PP為原料。生物活性劑于螺桿擠壓機的喂入區注入,熔體加熱溫度274―280℃,熱空氣溫度295℃,熱空氣消耗量9 m3/h。生物活性熔噴非織造布材料的面密度為lO一200 g/m2,單絲直徑2.43 um,其過濾吸附性能通過氣溶膠一石腦油霧測試評估,吸附性能良好[4]。
2.4 纖維基增強復合材料在醫用領域的應用
英國Invibio公司開發了兩種PEEK新產品,其一為PEEK―Optim/碳纖維增強復合材料,另一種為具有影像對比度的PEEK―Optima/碳纖維增強復合材料。兩種復合材料已用于人體植入、血管、骨骼修復等。PEEK―Optima/碳纖維復合材料具有十分良好的耐磨性能,與其他生物材料相比,其抗彎剛性更接近于人的骨骼,是整型材料的上佳選擇。同時該材料亦表現出比較優良的外部負荷的均勻分布承載性能,以及應力沖擊的弱化功能。此外,具有影像對比度的PEEK―Optima/碳纖維復合材料。由于注入射線阻隔添加劑,可以使用專門的方法,在手術后,通過觀察植入物的部位。可觀察修復部位狀況,有效控制治愈的過程。PEEK―Optima碳纖維的復合增強系列產品可用于關節結合處、脊椎等部位的壞損修補。
結語
我國醫用紡織品生產已初具規模,但低風險性產品占絕大比例,與高端醫用紡織品研究開發非常薄弱的現狀形成了鮮明的反差。鑒于高性能醫用纖維制品涉及到原料、高聚物成形、纖維加工和醫學工程設計等諸多學科,整個生產鏈很長,要全程技術引進顯然是十分困難的。考慮到我國有全球最大的需求群體,靠進口或合資生產,是可以緩解一下需求上的壓力,但終究不是長久之計,還是應該有―個可持續的技術進步理念。
參考文獻
關鍵詞:數字圖像處理 計算機三維重建 應用
中圖分類號:TP391.41 文獻標識碼:A 文章編號:1007-9416(2016)10-0066-01
數字圖像處理技術是指應用計算機對數字圖像信息進行處理,涵蓋了計算機科學與技術、數學、光物理學等多個領域。數字圖像可以小到電子顯微鏡的圖像,大到遙感圖像、航空照片或者天文望遠鏡的圖像,因此在生物醫學工程、工業、農牧業、國防軍事、多媒體等方面都有著十分廣泛的應用。物體三維重建是數字圖像處理的重要內容。人眼看到的世界是三維立體的,但是傳統照相機、CCD或者CMOS圖像傳感器獲取的圖像都是二維平面的,不具備深度信息。這種二維成像系統限制了人類對真實世界中復雜的物體的感知和理解的能力。計算機三維重建的出現,突破了傳統二維成像系統的局限,重建后的圖像直觀、逼真,可任意旋轉、逐層剝離以及定量分析,顯著提高了人類對世界的認識理解能力。
1 計算機三維重建
計算機三維重建是利用計算機數字圖像處理技術根據真實場景的數據重建出具有準確幾何信息和照片真實感的三維模型,并可進行多角度顯示的技術。這些精確的三維模型,不僅能用于場景可視化和虛擬漫游,還可以滿足數據的存檔、測量和分析等更高層次的需求,尤其適用于輔助教學、生物醫學工程、醫學診斷、航天、工業測量、地理信息、數字文物和古建筑、電子商務等多種領域。
計算機三維重建方法有兩種:一種是利用精密的硬件設備,如激光掃描儀、深度掃描儀等,直接測量出物體表面點的三維坐標。這種方法是直接對三維物體的空間信息進行處理,精度較高,但是設備要求極高,因此極大地限制了該技術的使用。另一種是通過相機或攝像機獲得二維數字圖像,然后通過數學模型計算出物體的三維結構。后一種方法數字圖像容易獲得,但重建結果易受到其他因素的影響,本文就此方法展開研究。
2 二維數字圖像的三維重建
2.1 二維數字圖像的獲取
二維數字圖像的獲取包括物體外觀圖像的獲取和物體內部圖像的獲取。物體外觀圖像的獲取通常通過2臺以上照相機或攝像機從不同角度拍攝,比如3D電影的制作。物體內部圖像的獲取,通常為斷層掃描或連續切片成像,比如計算機X射線斷層掃描(CT)、激光掃描共聚焦顯微鏡(CLSM)成像、生物標本連續切片的顯微成像等。
2.2 二維數字圖像的預處理
二維數字圖像通過三維成像軟件來處理,不同領域有各自適用的軟件,比如:3D Studio Max,適用于廣告、影視、工業和建筑設計、游戲的三維成像和動畫;Amira,Mimics,適用于識別生命科學和生物醫學數據;Oasis montaj,適用于地球物理勘探、鉆探、地球化學勘探等。軟件對圖像經過增強、圖像定位校正和圖像分割等預處理后進行三維重建。
圖像增強:現在的數字成像技術,基本可以得到分辨率高、清晰度好的圖像,但如果前期成像較模糊,可以通過對比度增強、Gamma校正、銳化或噪聲消除等方法進行處理,以突出目飼域。
定位校正:多臺相機或攝像機從不同角度拍攝的物體外觀圖像、生物標本連續切片的顯微成像由于不能準確定位,還需進行圖像定位校正。
圖像分割:在對圖像的研究和應用中,人們往往僅對圖像中的某些特定的、具有獨特性質的區域感興趣,這些區域稱為目標或前景(其他部分稱為背景)。可根據灰度、顏色、紋理和形狀等提取感興趣目標,從而把圖像分割成若干互不交迭的區域,并使這些特征在同一區域內呈現出相似性,而在不同區域間呈現出明顯的差異性。常用的分割方法有:基于灰度閾值的圖像分割、交互式圖像分割、基于活動輪廓或者形變模型的分割等等。針對不一樣的圖像和待分割的圖像特點,可以選擇不一樣的分割方法。圖像分割是圖像處理的基本前提,同時也是一個經典難題,到目前為止還沒有一種圖像分割方法是通用的。
2.3 圖像的三維重建
二維數字圖像的三維重建技術有兩種:表面繪制和體繪制。舉例而言,你站在一輛汽車前,只能看到外觀,但無法觀察到車子內部的結構如發動機,這是表面繪制;假設汽車和車內中的結構都是半透明的,就可以同時看到所有的細節,這就是體繪制所要達到的效果,即三維透視。表面繪制是表示三維物體形狀最基本的方法,可以提供三維物體形狀的全面信息。它是從數字圖像中抽取一系列相關表面,并用多邊形擬合近似后,再通過傳統的圖形學算法顯示出來。體繪制是依據三維體數據,將所有體細節同時展現在二維圖片上,可以在一幅圖像中顯示多種物質的綜合分布情況,并且可以通過不透明度的控制,反應等值面的情況。該方法特別適合于云霧、流體、大腦軟組織、氣體等無固定形狀的體數據圖像的生成,產生的圖像真實感強。
3 面臨的問題
二維數字圖像的三維重建是數字圖像處理技術十分活躍的研究方向,雖然這一領域的發展十分迅速,但仍有一些方面是需要進一步提高。(1)提高計算精度:圖像分割是人工手動完成,然后通過數學方法來實現,這涉及到個人知識熟悉程度和計算精度,如果個人經驗不足,或者計算精度不夠,則圖像效果不符合客觀實際,不一定能夠達到人眼識別的舒適度。因此,基于專業知識的圖像分割標準化方面還有待進一步研究。(2)計算精度和處理速度之間的矛盾:圖像處理需要巨大的數據運算,運算量遠大于文本處理,所以在提高運算精度的同時還要考慮提高運算速度。(3)計算機三維重建是研究工具,必須加強交叉學科間的聯合研究,才能夠在推廣應用上取得進步。
參考文獻
[1]陳汗青,萬艷玲,王國剛.數字圖像處理技術研究進展[J].工業控制計算機,2013,26(1):72-74.
[2]孫宇陽.基于單幅圖像的三維重建技術綜述[J].北方工業大學學報,2011,23(1):9-12.
[3]耿歡,覃文軍,楊金柱,曹鵬,趙大哲.基于CT影像的肺組織分割方法綜述[J].計算機應用研究,2016,33(7):1929-1935.
【關鍵詞】白芍總苷;臨床應用;制劑;研究進展
【中圖分類號】G446 【文獻標識碼】A 【文章編號】1004—7484(2013)11—0100—01
白芍總苷(total glucosides of paeonia,TGP)是從中藥白芍(Paeonia lactiflora pall)飲片提取的總苷,是白芍中具有生理功效成分的混合物,其中芍藥苷的含量占總苷的90% 以上。以白芍提取的有效成分芍藥苷為主要成分的帕夫林,已作為第一個治療風濕性關節炎的抗炎免疫調節中藥應用于臨床,療效顯著[1]。至今,TGP的研究和應用絕大多數集中在治療風濕免疫疾病及調節免疫功能方面,但最近也有TGP在心血管、皮膚等病變方面的治療與研究報道,本文綜述了TGP近年來在此方面的研究與應用,旨為相關疾病的治療提供依據。
1 治療慢性蕁麻疹
鄒氏以白芍總苷聯合依匹斯汀治療慢性蕁麻疹三組共60例,有效率90%,且不良反應少[2]。孟氏以白芍總苷聯合咪唑斯汀治療慢性蕁麻疹40例,有效率90%,療效明顯好于對照組[3],盛氏以地氯雷他定聯合白芍總苷治療慢性蕁麻疹30例,結果治療組的療效(60%)顯著好于對照組(33.3%),且無明顯不良反應[4]。任氏檢測給予白芍總苷治療的慢性蕁麻疹患者(30例)治療前后血清IFN-γ、IL-4、IL-17水平,結果治療后患者血清IL-4、IL-17的濃度較治療前顯著降低(P
2 治療銀屑病
孫氏以白芍總苷聯合一清膠囊治療尋常型銀屑病56例,有效率89.3%,顯著高于對照組(P
3 治療散發型白癜風
葉氏以白芍總苷聯合吡美莫司治療散發型白癜風45例,結果白芍總苷聯合吡美莫司能促進散發型白癜風患者皮損恢復,改善外周血CD4+/CD8+T細胞比值,提高CD4+/CD25+調節性T細胞水平[8]。
4 治療干燥綜合征
蔡氏以白芍總苷聯合甲氨蝶呤治療干燥綜合征60例,治療組有效率83.3%,與對照組差異顯著(P
5 治療附睪淤積癥
陳氏用微波聯合白芍總苷治療附睪淤積癥27例,總有效率92.59%,表明微波聯合白芍總苷是治療附睪淤積癥的一種有效方法[10]。
6 治療慢性腎炎蛋白尿
謝氏以白芍總苷聯合氯沙坦甲治療慢性腎炎蛋白尿33例,結果治療前后尿蛋白定量明顯下降,治療組較對照組下降的更顯著(P
7 對心肌重構的影響
韓氏研究白芍總苷對鹽酸異丙腎上腺素、左旋甲狀腺素誘導所致的心肌重構的影響,結果表明白芍總苷具有一定的抗心肌重構作用[12]。
8 治療掌跖膿皰病
賈氏以阿維A聯合白芍總苷治療掌跖膿皰病30例,結果有效率87%,明顯高于對照組(68%),差異顯著(P
9 脂質體和注射制劑實驗研究
李氏以逆向蒸發法研究制備了白芍總苷的脂質體制劑,獲得了平均粒徑為498nm的圓球狀單室脂質體,在4℃貯存穩定[14]。劉氏采用柱層析分離、純化,制得純度較高的白芍總苷,通過單因素、正交試驗選出提取溶媒,考察成型工藝,制成注射用白芍總苷凍干粉[15]。
總之,白芍總苷的臨床應用與劑型拓展,擴大了中藥白芍的應用領域。隨著應用與研究的深入,白芍將更好地為人類健康作貢獻。
參考文獻:
[1] 陳繼紅,勞志英,倪立青.2種劑量白芍總苷治療類風濕關節炎150例[J].中國新藥與臨床雜志,2011,30(10): 771-774.
[2] 鄒 敏,范林明,李曉蓉,等.白芍總苷治療慢性蕁麻疹的療效觀察[J].現代生物醫學進展,2013,13(20): 3893-3895.
[3] 孟亞東.白芍總苷膠囊聯合咪唑斯汀治療慢性蕁麻疹的臨床體會[J].皮膚病與性病,2011,33(2): 119-120.
[4] 盛 建,陳偉敏.地氯雷他定聯合白芍總苷治療慢性蕁麻疹療效觀察[J].中國現代醫生,2011,49(13): 44-45.
[5] 任曉麗,蘇振興,白 莉.白芍總苷對慢性蕁麻疹患者血清中IFN-γ、IL-4和IL-17的影響[J].中國傷殘醫學,2012,20(11): 42-43.
[6] 孫瑞麗,王華璽.白芍總苷聯合一清膠囊治療尋常型銀屑病56例療效觀察[J].中國醫學工程,2013,21(3):82.
[7] 賀 勤,李慎秋,帥 俊,等.白芍總苷對尋常型銀屑病患者皮損IL-17表達的影響[J].醫藥導報,2012,31(7): 898-900.
[8] 葉 蓉,聶李平,胡小平,等.白芍總苷聯合吡美莫司治療散發型白癜風的臨床療效及相關實驗研究[J].中國中西醫結合皮膚性病學雜志,2013,12(3): 155-157.
[9] 蔡文虹.白芍總苷治療干燥征的臨床觀察[J].當代醫學,2011,17(36): 10-11.
[10] 陳少凡.微波聯合白芍總苷治療附睪淤積癥27例療效分析[J].中國醫學工程,2013,21(3): 137.
[11] 謝玉賢,賈 苗.白芍總苷聯合氯沙坦甲治療慢性腎炎蛋白尿的對照研究[J].遼寧中醫雜志,2012,39(12): 2440-2441.
[12] 韓 蕾,周曉輝,王維偉,等.白芍總苷對不同藥物誘導所致心肌重構的影響[J].遼寧中醫藥大學學報,2011,13(2): 43-48.
[13] 賈雪松. 阿維A聯合白芍總苷治療掌跖膿皰病療效觀察[J]. 現代中西醫結合雜志,2011,20(21): 2638-2639.
[關鍵詞] 心動過速;室上性;胺碘酮;普羅帕酮;老年;腫瘤;
[中圖分類號] r541.7+1 [文獻標識碼] a [文章編號] 1674-4721(2012)12(c)-0075-03
室上性心動過速(svt)包括房性心動過速、心房撲動、房室結折返性心動過速(avnrt)及房室折返性心動過速(avrt),是臨床上常見的心律失常類型之一,癥狀取決于心室率、潛在心臟疾病、室上速的持續時間、患者的自我感覺[1]。老年腫瘤患者因手術應激、疼痛、尿管、胃管刺激等因素影響易發生室上性心動過速,該群體大多耐受能力下降,svt發生時往往癥狀較重,常伴有血流動力學改變,有潛在致命風險,故臨床上對老年腫瘤患者svt的發作應積極治療,快速終止其發作。本研究對采用機械刺激興奮迷走神經無效后患者分別靜脈注射胺碘酮、普羅帕酮終止svt,若無效再采取兩組間藥物互相聯合,觀察用藥后的療效、安全性,現報道如下:
1 資料與方法
1.1 一般資料
選取2006年7月~2012年7月在本院門診或住院svt發作的老年腫瘤患者,將無法通過機械刺激終止并已排除器質性心臟病史共56例患者按就診順序隨機分為胺碘酮組和普羅帕酮組,分別進行胺碘酮、普羅帕酮靜脈注射治療,若單一用藥無效,則兩組間藥物互相聯合靜脈注射。胺碘酮組共32例,其中,男15例,女17例,年齡60~82(69±8)歲;普羅帕酮組共24例,其中,男13例,女11例,年齡63~85(70±11)歲。病例入選標準:年齡≥60歲,未長期規律口服抗心律失常藥且已確診的svt老年腫瘤患者,同時除外下列疾病:心肌缺血、心功能不全和室內傳導障礙者;甲狀腺功能異常;嚴重的肝腎功能不全;未控制的嚴重慢性阻塞性肺部疾病;qt間期大于0.5 s[2]。兩組患者性別、年齡、血壓、心室率、室上性心動過速分類、原發病比較,差異無統計學意義(p > 0.05),具有可比性。
1.2 治療方法
1.3 觀察指標
2.2 心率、血壓變化 胺碘酮、普羅帕酮治療后對心率、收縮壓和舒張壓的影響
具體見表2。
2.3 不良反應
胺碘酮組竇性心動過緩2例,靜脈炎1例;普羅帕酮組竇性心動過緩1例,偶發室性期前收縮1例。兩組不良反應停藥后均可恢復,差異無統計學意義(p > 0.05)。聯合用藥后出現竇性心動過緩1例,ⅰ度房室傳導阻滯1例,低血壓狀態1例,停藥后未予處理,自行恢復。
3 討論
svt根治的方法為射頻消融術,大多數老年腫瘤患者無法接受,但該患病群體對室上性心動過速耐受性差,對機械刺激興奮迷走神經仍無法終止的患者必須選擇一種治療效果好、不良反應少的抗心律失常藥物及時終止svt。
胺碘酮是ⅲ類廣譜抗心律失常藥物,作為多通道阻滯劑,除阻滯ⅰkr、ⅰks、ⅰkur、背景鉀流(ⅰkl)外,也阻滯ⅰna、ⅰca-l,延長心肌細胞動作電位時程,延長復極時間,延長有效不應期,在目前臨床廣泛應用于各種室性及室上性心律失常,不足之處是心外副作用較多,主要是肺毒性和甲狀腺功能異常,外周靜脈給藥時易發生靜脈炎,可能與其分子中含碘有關[3,5]。本研究中胺碘酮轉變svt有效率為78.1%,治療的有效率與普羅帕酮相比差異無統計學意義。首次使用時劑量易于掌握,使用安全,尤其適合于急癥時應用。因本研究對觀察對象的入選標準,且累計用量少,觀察時間短,未出現嚴重不良反應。
普羅帕酮是ⅰc類抗心律失常藥,通過阻滯心肌細胞快na+
通道的開放,減慢心肌傳導,有效地終止鈉通道依賴的折返[6],但與開放和失活狀態的通道親和力大,因此呈使用依賴性。本研究中其治療svt有效率為79.2%,結果顯示其對于本研究入選的正常心功能老年腫瘤患者安全有效,但對存在器質性心臟病尤其對缺血心肌敏感,易誘發致命性心律失常(心室顫動、室性心動過速)[7]。
對兩組患者單一用藥無效后,再采取兩組間互相聯合用藥治療,可進一步提高療效,總有效率達98.2%,而且并未監測到嚴重不良反應,顯示兩種藥物聯合安全有效。但本研究局限于已排除器質性心臟病患者,且治療后觀察時間短,對患者遠期療效和預后影響未知。在臨床應用中處理svt時根據患者有無器質性心臟病史、血流動力學是否穩定等有選擇地應用胺碘酮、普羅帕酮,必要時兩種藥物聯合可以安全有效地控制老年腫瘤患者室上性心動過速的發作。
[參考文獻]
[1] 中華醫學會心血管病學分會,中國生物醫學工程學會心臟起搏與心電生理分會,中國心臟起搏與心電生理雜志編輯委員會,中華心血管病雜志編輯委員會. 室上性快速心律失常治療指南[j]. 中國心臟起搏與心電生理雜志,2005,19(13):22.
[2] 徐庭山. 抗心律失常藥物的分類及應用[j]. 醫學綜述,2009,15(14):17.
[3] 中國生物醫學工程學會心律分會,中華醫學會心血管病學分會. 胺碘酮抗心律失常治療應用指南工作組胺碘酮抗心律失常治療應用指南(2008)[j]. 中國心臟起搏與心電生理雜志,2008,2(5):117.
[4] 李娟. 鹽酸普羅帕酮治療陣發性室上速的注射方法改進探索[j]. 中國當代醫藥,2011,18(15):36.
[5] 武云濤,陳艷梅,姚依群. 胺碘酮致甲狀腺功能減退10例分析[j]. 人民軍醫,2009,12(11):19.
[6] 楊志光,,呂彩霞,等. 普羅帕酮與毛花甙c轉復陣發性心房顫動的療效觀察[j]. 中外醫學研究,2012,10(12):122-123.
[中圖分類號] R541.7+5 [文獻標識碼]A [文章編號] 1005-0515(2010)-12-024-01
性早搏(房早)是心房內異位起搏點提前發生的激動。房顫是一種以心房不協調活動而導致的心房機械功能惡化為特征的快速心律失常。兩者都是臨床上常見的心律失常。房顫的危害主要有:①潛在的血栓栓塞,以腦栓塞為主,致殘率高;②惡化心臟功能,如心房喪失泵血作用,心排血量降低;③降低生活質量,由于心室搏動極不勻齊,患者易感覺心慌、乏力等不適。房顫早期治療療效尚可,但反復發作后可形成難治性房顫,所以了解房顫誘發的因素和機制有重要意義。
1 房性早搏是心房顫動的始動因素
房顫絕大多數由器質性心臟病引起,極少數無明確病因[1]。人群研究顯示,孤立性房顫的發生率占所有房顫的比例不到1.2%。
孫藝紅等的研究顯示:225次房顫中,210次均由房早誘發;誘發房顫的早搏聯律間期較未誘發房顫的早搏聯律間期縮短25ms。研究認為相當一部分房顫是由心房內某一特殊的異位起搏點觸發的[2]。王興德等的研究顯示:50例患者的290次房顫發作的心電觸發因素中,房早占86.2%;觸發房顫的房早聯律間期比為觸發房顫的房早聯律間期縮短40ms以上[3]。因此探討房早誘發的房顫具有重要的臨床價值。
2房顫的相關機制分析
房顫是一種多因素共同作用下的病變,其病因主要有①神經內分泌因素(手術、代謝紊亂、藥物、酒精等)②心臟結構病變(心肌炎癥、心肌肥厚、瓣膜病變、纖維樣變等)③肺部疾病(肺心病、肺栓塞等)④其他(遺傳等)。
目前,房顫的發生機制傾向于觸發機制和維持機制的共同作用。大量的研究支持心房基質異常在維持房顫中的作用[3]。而觸發機制在房顫的發生與維持中也起了非常重要作用;房早、房速、房撲等因素均可觸發房顫,其中房性早搏是最重要因素之一[4]。房顫前頻繁的房早刺激心房,可能導致心房急性電重構,房內傳導時間延長,容易折返而始動房顫。
觸發房顫的房早聯律間期縮短表明心房不應期的延長,這時,心房肌的有效不應期、相對不應期、易顫期都相應延長[5],房早來的越早,越易落入心房肌的易顫期或落入折返窗口中而增加房早誘發房顫的概率[6]。
房顫發生前的頻發房早可能通過刺激心房,使得電活動在心肌中擴布,從而形成折返和微折返而誘發房顫。
3小結
目前我們對房顫的機制認識還非常有限,但臨床數據表明,我們可以從房性早搏入手,來預防和治療早期房顫,從而提高患者的生活質量和生存率。
參考文獻
[1] 趙易.心房顫動.心電學雜志,2007,26(2):114-122.
[2] 孫藝紅,楊光,胡大一.動態心電圖評價陣發性心房顫動的發作特點.生物醫學工程與臨床,2004,8(1):26-28.
[3] 王興德,蔣兆華,韓曉勤等.陣發性心房顫動初始節律的動態心電圖觀察.中華現代內科學雜志,2009,6(5):329-331.
[4] 郭永紅,劉啟明,祁述善,等.觸發心房顫動的房性期前收縮特征及抗心房顫動起搏對其影響.中南大學學報(醫學版),2007,32(2):337-340.