遗传信息的改变

运动人体遗传信息的改变体教10901班汪芬运动人体遗传信息的改变变异的定义生物学上的变异泛指生物种与个体之间的种种差异，表现在机体内各种器官的形态和功能上的无数变化。群体中个体间的差异，特别指同一物种内不同个体间的差异，这种差异称为个体变异。广义的变异还包括个体细胞内恒定结构的差异(个体内变异)和群体间的差异(群变异)。变异的类型变异是生物界的普遍现象之一。变异不仅表现在有机体的外部和内部构造上，而且表现在生理生化等内在指标以及行为习性等方面。引起这些表型变异的原因有两个因素，即基因型的变异和环境条件的变异，从而变异也有遗传和不遗传的变异之分。不遗传的变异又称饰变或波变。由环境条件引起的表型变化，即所谓获得性。这种获得性由于没有引起遗传物质的相应改变，所以是不遗传的。例如，同窝出生的纯种猪，分别养在不同环境条件下，营养充足的个体长得大些，营养不足的个体生长发育受阻，这种营养水平高低引起的表型变化，显然是不遗传的，因为一般环境条件的变化并不引起遗传物质的变异。此外，绵羊的断尾，鸡的断喙等创伤虽然可引起动物行为的某些变化，但这类创伤也是不遗传的。遗传的变异遗传物质变化引起的变异。产生途径有两个。一是基因重组，通过基因的自由组合和交换实现;二是突变，包括基因突变和染色体畸变，这是产生新的遗传基础的基本形式。基因突变基因突变

染色体一定位点的遗传物质变化，又称点突变。通过突变，由一个基因变为它的等位基因。由于基因是某一DNA片段，因此从分子水平理解，基因突变实质上是DNA分子片段的碱基位置和顺序的变化，包括了核苷酸中碱基的转换(一种嘌呤变成另一种嘌呤，或一种嘧啶变成另一种嘧啶)、颠换(由嘌呤变成嘧啶，或由嘧啶变成嘌呤)以及移码突变(DNA分子长链中增加或减少一个或几个碱基对)。引起基因突变的原因物理原因激光x射线等化学原因激素酶某些硝酸盐等生物原因细菌病毒等染色体畸变染色体结构和数目的变化。由于每个染色体上排列着很多基因，所以染色体数目或结构的变异，均可引起遗传信息的改变，从而引起表型的变异。染色体结构变异

起因于染色体或它的亚单位——染色单体的断裂，每一断裂产生两个断端，这些断端又以不同形式连接起来，出现以下四种变异。①缺失。染色体丢失了片段。②重复。染色体增加了片段。③倒位。染色体片段作180°颠倒，造成染色体内的重新排列。④易位。非同源染色体间相互交换染色体片段，造成染色体间的重新排列。

染色体数目的变异

是指染色体数发生了不正常的变化，包括整倍性变异和非整倍性变异。染色体数目的变异整倍性变异是以染色体组为单位的增减，包括单倍体和多倍体，这在高等动物中虽有发生，但往往于胚胎早期死亡，因此在活体中极少见到。偶尔在细胞培养中见到多倍体细胞与正常二倍体细胞混存的现象，对表型有一定影响。非整倍性变异是指以正常二倍体(2n)染色体为基数，发生个别染色体的增多或减少。例如，单体(2n—1)、缺体(2n—2)、三体(2n+1)等，多半是在减数分裂和有丝分裂中个别染色体的不分离引起，且大多发生于性细胞中。非整倍性变异对有机体的影响，往往大于整倍性变异，足见保持遗传物质平衡的重要性。

原理生命的发展过程分为化学进化和生物学进化两个阶段。在化学进化阶段中，无机分子逐渐形成简单的有机分子。在生物学进化阶段中，原核生物逐渐发展为真核生物，单细胞生物逐渐发展为多细胞生物，简单低级的生物逐渐发展为高级复杂的生物。生物的进化依赖遗传和变异，遗传和变异过程中最重要的两类生物大分子是核酸和蛋白质。各种生物的核酸和蛋白质的代谢有许多共同点，所有生物都使用统一的遗传密码和基本上一致的译码方法，而译码过程的实现又需要几百种分子的配合。在生命起源过程中，这几百种分子不可能一起形成并严密地组织起来。因此，在化学进化阶段和生物学进化阶段之间有一个生物大分子的自组织阶段，这种分子自组织的形式是超循环。如核酸是自复制的模板，但核酸序列的自复制过程往往不是直接进行的。核酸通过它所编码的蛋白质去影响另一段核酸的自复制。这种结构便是一种超循环结构。这种大分子结构是相对稳定的，能够积累、保持和处理遗传信息。另一方面，这种结构在处理遗传信息时又会有微小的变异，这又成为生物分子发展进化的机制。变异与生物进化变异与生物进化具有超循环结构的生物大分子的进化可用一组微分方程来描述。设有n个物种，其状态变量记作xi(i＝1,2,...,n)，它们形成自复制的催化超循环结构需要依靠外界的能量和物质流来维持，在不断复制过程中会产生误差，这样就导致优势物种的变异。描述这种进化过程的方程组是式中Ai是复制率,Qi是模板的品质因子,Di是分解率,Фji是j物种到i物种的误合成系数，Ω是环境影响因子，可以是非线性的。因此在这一方程组中包含了物种变异的各种因素。对这个方程进行分析、数值计算或定性讨论，就可以得出有关物种进化的各种趋势。例如选择不同的误合成系数Фji可以得到不同的结果。当误合成系数Фji很小时，在初始时刻某一物种占优势的状态便逐渐变异到终了时刻另一物种占优势的状态。如果误合成系数相当大，最终便形成多种物种并存的状态。这一方程组及其所得结果，使人们有可能用数学工具讨论进化过程。体育运动成绩的进化奥林匹克运动比赛成绩举重田径遗传信息改变的表现运动性疾病运动能力的变异身体形态的改变运动性疾病运动性疲劳

游泳训练可以提高骨骼肌a-肌动蛋白的表达。电针刺激有利于促进运动疲劳后a-肌动蛋白的表达，可以延缓运动性疲劳的发生。运动员贫血

剧烈运动引起贫血的原因主要是红细胞的破裂，血红蛋白从红细胞中逸出，并丧失输氧和排出二氧化碳等功能。红细胞中没有直接遗传物质，人体通过基因控制血红蛋白来控制红细胞的形状。

运动性猝死是指与运动有关的突然死亡(Exercise-relatedsuddendeath),其中家族性肥大性心肌病(FHCM)是青年人猝死的主要原因,也是运动中猝死的常见原因,加之先天性心血管畸形,其占运动员突然死亡的50%.目前,已分离出3种相关基因,分别位于14号染色体,15号染色体和1号染色体上,并且所有3种基因均来自肌节蛋白,说明家族性肥大性心肌病是一种肌节蛋白的疾病,其表现出心脏被认为是一种代偿现象,是对肌球蛋白存在的反应.而遗传工程中通过禁止等位基因突变的转录,或突变mRNA的翻译和消除突变毒素肽的合成,诱导肥大的心脏消退在理论上是可行的.有研究表明,抑制缺失基因,能在几周至几月内把成人明显肥大的心脏降至正常.由此可见,遗传工程作为生物工程的核心在运动性疾病预防和治疗中将发挥举足轻重的作用,会有效地促进运动员的身体健康.

运动能力的变异最大摄氧量

France等学者(1991)采用22种限制性内切酶将线粒体

DNA(mtDNA)切成若干特异性片段,用标记的DNA探针进行分子杂交后,发现46名健康受试者中,有些表现出较多的RFLP(限制性片段长度多态),有些表现出较少,其中3例线粒体变异型的最大吸氧量显著高于其他人,而另外3例携带同一变异型的个体对20周的耐力训练不敏感(属于低反应者).由此可见,骨骼肌肌纤维线粒体

DNA的RFLP分析提示:最大吸氧量的个体差异及其所造成的运动训练上的差别与线粒体

DNA

序列变异有关

ATP的生成是运动能力的一个重要限制因素.线粒体是氧化磷酸化生成ATP的场所,它也是核外唯一具有遗传效用物质(mtDNA)的细胞器,具有自我复制功能,并控制一定的遗状.Bouchard指出:普通健康个体中最大有氧代谢能力的遗传30%是由线粒体DNA决定的,而人体的有氧代谢能力是以三大能源物质的所决定的,表现出较高的遗传度,如果发现了线粒体内的有氧代谢能力的DNA决定片段,就可以有目的地观察不同运动训练方式对线粒体和其它部位决定有氧代谢能力DNA片段的变化情况,进而探索提高运动能力的行之有效的运动训练方法.肌纤维类型骨骼肌作为人体主要运动能力影响组织,运动员骨骼肌红肌和白肌的比例直接影响其有氧代谢能力和无氧代谢能力,而红肌和白肌能否在运动训练中进行相互转化一直是运动生理学界争论的焦点大多数学者认为,白肌可以向红肌方向进行转化,而红肌向白肌方向转化不能实施.由此提示,教练员和运动员在进行运动训练过程中避免一些徒劳的工作———试图将红肌向白肌方向转化,而是去努力寻找提高ATP,CP等储备量或依靠遗传学方法提高运动员身体的红肌蛋白的基因表达以达到提高无氧代谢能力的目的.运动能力的差异运动能力以有机体对运动训练的反应均表现出相当大的个体差异.运动能力是一复杂的,多基因性状(数量性状).由于随机事件,环境或与其它基因的相互作用,同一基因型也会产生不同的与运动能力有关的表现型,而不同的表现型能源于同一基因型.从遗传学的角度来讲,运动能力具有以下几个特点:不完全的外显率和拟表型;受基因(或位点)的异质性的影响;多基因控制;高频出现的参与调控的等位基因;受其它遗传机制的影响.身体形态的改变身高

一些特定的运动能够促进人体长高，并且这种控制身高的基因能够遗传给后代。

根据发表在《自然遗传学》杂志上的一篇论文，英国和美国研究人员分析了具有欧洲血统、主要生活在英国、瑞典和芬兰的近5000名白人运动员的DNA。通过全面的分析他们发现了一种名为HMGA2的基因。HMGA2的基因编码中，仅仅一个“字母”的变化——从T(胸腺嘧啶)变成C(胞嘧啶)——就会使从双亲身上都遗传到这种改变的人身高高出近1厘米。仅从父母中的一方遗传到“C”的人则比获得两个“T”的人高出约半厘米。体脂比男女之间存在着遗传、生理和行为上的差别,这种差别在有良好训练的男子与女子运动员身上表现得尤为明显。许多著者认为是由于社全及文化的影响,从而导致了体力活动水平的不同,也有认为是由不同的瘦体重和体脂百分比造成的。以往的研究指出,无训练的和有训练的女子当取瘦体重的相对值时,其最大有氧能力要比男子低8一15%。耐力项目男女运动员之间能力上的差别在过去的四、五十年里明显在缩小。世界纪录的成绩男女之间的差别已由当时的20一40%下降为目前的6一n%,乍一看来,这种时间上的(或平均速度)差别跟男女之间最大有氧能力的差异相呼应。耐力运动员最大有氧能力的差异能否被看作是性别的差异或者是由于瘦体重不同造成的,在一定的意义上,男女如果具有相同的瘦体重,也会有相同的VoZ/LBW否。肌肉的功能性肥大“肌原纤维的数量和体积的增加，以及结缔组织的体积的增加，导致了肌纤维的增粗；肌纤维的增粗导致了肌肉体积的增加。”（Verkhoshansky，2009年）肌肉肥大有两种类型：功能性与非功能性。用术语来说，就是肌节肥大（功能性肥大）与肌质肥大（非功能性肥大）。运动遗传信息改变的应用遗传病的预防通过基因检测来监控运动人体遗传信息的改变，对一些可能产生的疾病隐患进行及早的预防。如某些癌症、心血管疾病等。遗传工程在防治运动性伤病中的应用和前景纵观全球优秀运动员的身体状况,不难发现运动员易发一些普通人少发病症或一些常见老年病在有过专业运动史人群中的高发现象.目前,骨关节炎是比类风湿性关节炎更常见的关节疾病,其中,最常见的三大老年病中该病的患病率和患病人数在世界范围内均居于首位.60—70岁的老年人的骨关节炎的患病率约为60%,70岁以上的老年人的患病率约为70%.并且,有资料表明,所有专项训练的运动员,其骨关节炎的发病率均比同龄普通人群高.在中国,膝关节是全身各关节中发生运动创伤最多的关节,其中又以慢性劳损伤所致的膝关节骨关节炎最为常见.而实验研究已证明,在制作骨关节炎动物模型时,在骨关节炎尚未发生时就将治疗基因(lIL-1ra)导入关节内,结果发现,关节内表达的治疗基因可明显抑制关节内的炎症反应,并可有效阻止病变区的软骨组织的破坏.基因治疗在运动医学中的应用尚处于初级阶段,但它是一种很有希望的治疗方法,能提高运动创伤的临床治疗,其对启动和加速软骨、半月板、肌腱、韧带的修复特别有用,一旦合适的生长因子被健康出来,损伤的分子学和细胞学机理也就清楚了,基因转移技术就能提供有效的传递系统.另外,一些运动性疾病的基因检测也为运动性疾病的发生起到预防作用.

遗传工程和群众体育的有机结合能够促进人体的健康.吴立成,等(1998)在对癌基因与正常及骨关节炎中软骨细胞凋亡关系的研究中,指出在正常软骨组织的表层软骨细胞出现凋亡,而在骨关节炎病例中,软骨细胞的凋亡减少或消失,可能因为软骨组织的损伤刺激软骨细胞的增殖,抑制软骨细胞的凋亡.骨关节炎作为一种老年常见症,其在运动员中的发病率更高.而进一步的深入探讨可以找出保证人体健康和抵抗疾病的最佳方式.目前,许多人类难以攻克的疾病多是与人体基因有关的,比如爱滋病,癌症等.近来研究发现,运动可以有助于这些疾病的治疗和预防.Dallas的一个有氧运动研究所对癌症病人的运动状况和死亡率进行了调查和分析,结果表明:经常运动者较不经常运动者的死亡率低.而运动是否会改变恶性肿瘤的基因表达状况有待于进一步探讨.除此之外,肥胖作为一种常见的内分泌代谢紊乱性疾病,其发病机制尚未完全明朗化,遗传因素很有可能在其发病中发挥了重要作用.近年来有关肥胖的机理研究获得了突破性的进展,尤其是在1994年年底Nature上首次发表了克隆ob基因论文(肥胖基因),肥胖的基因表达产物—Leptin更占据了肥胖研究的核心地位.运动作为一种剧烈的刺激,会导致能量代谢发生很大的变化,但是其是否会影响Leptin的含量高低一直没有定论.Recette(1997)发现60min中等强度(50%的最大心率)的功率自行车运动后,Leptin水平与安静时水平相差无几.与此相反,Zachwieja(1997)发现,大鼠经过为期7周的主动转轮运动后,不但睾丸脂肪垫重量降低,而且Leptin浓度及其mRNA基因表达也显著降低,同时运动组进食量却明显多于对照组.另外,其它一些与基因有关的疾病也表现出一定的运动反应性.遗传工程在群众体育中尤其是在运动处方实施过程中将有重要指导作用,遗传信息的改变在运动员选材中的应用和前景遗传因素对人体运动能力的影响至少有两个方面:一是与环境因素和生活方式无关的基因对人群的平均影响,如所谓的特定表型的遗传角(运动天赋);二是基因与环境的相互作用,具体到运动能力,即表现为个体对运动训练的敏感程度,其取决于某些基因型的限制程度.尽管具有优秀运动天赋的运动员(变异子)为数不多,但若借助于先进的科学技术将他们挑选出来,那将是体育科学的一大进步.究竟是哪些遗传物质(DNA片段)的变异与优秀运动能力有关,不同运动项目所需要的基因片段有没有不同等问题一直是运动人体科学专业研究的热点近年来，有些学者对运动能力的遗传可能性进行了较多的研究。其途径有：①家系调查。对运动员家族溯源的研究历史比较短，目前最多只能追溯到3～4代。据一些学者调查，著名运动员的后代中平均有50％的人运动能力突出，不过其运动项目不一定与父母从事的项目相同。②子女和父母运动能力的统计比较。目前获得的初步结论是：一部分运动形式（跑、立定跳等）的能力可遗传，另一些运动形式（投掷、支撑跳等）见不到遗传现象。③对双胞胎的研究。通过对双胞胎在体育的兴趣、运动成绩、各系统的一些生理指标、训练效果等方面的比较，已发现最大吸氧量、血乳酸浓度、最大脉率等也受遗传的影响，并且发现单卵双胞胎的遗传性要比双卵双胞胎的大得多；显然，在估计这些特征的遗传可能性时，也不能排除后天环境（家庭、社会环境等）的作用。思考：根据自身的实际情况，想一想自己的运动能力与父母在那些方面有什么差别？MagneticResonanceImaging磁共振成像发生事件作者或公司磁共振发展史1946发现磁共振现象BlochPurcell1971发现肿瘤的T1、T2时间长Damadian1973做出两个充水试管MR图像Lauterbur1974活鼠的MR图像Lauterbur等1976人体胸部的MR图像Damadian1977初期的全身MR图像

Mallard1980磁共振装置商品化1989

0.15T永磁商用磁共振设备中国安科

2003诺贝尔奖金LauterburMansfierd时间MR成像基本原理实现人体磁共振成像的条件:人体内氢原子核是人体内最多的物质。最易受外加磁场的影响而发生磁共振现象(没有核辐射)有一个稳定的静磁场（磁体）梯度场和射频场：前者用于空间编码和选层，后者施加特定频率的射频脉冲，使之形成磁共振现象信号接收装置：各种线圈计算机系统：完成信号采集、传输、图像重建、后处理等

人体内的H核子可看作是自旋状态下的小星球。自然状态下，H核进动杂乱无章，磁性相互抵消zMyx进入静磁场后，H核磁矩发生规律性排列（正负方向），正负方向的磁矢量相互抵消后，少数正向排列（低能态）的H核合成总磁化矢量M，即为MR信号基础ZZYYXB0XMZMXYA:施加90度RF脉冲前的磁化矢量MzB:施加90度RF脉冲后的磁化矢量Mxy.并以Larmor频率横向施进C:90度脉冲对磁化矢量的作用。即M以螺旋运动的形式倾倒到横向平面ABC在这一过程中，产生能量

三、弛豫（Relaxation）回复“自由”的过程

1.

纵向弛豫（T1弛豫）：

M0（MZ）的恢复，“量变”高能态1H→低能态1H自旋—晶格弛豫、热弛豫

吸收RF光子能量（共振）低能态1H高能态1H

放出能量（光子，MRS）T1弛豫时间：

MZ恢复到M0的2/3所需的时间

T1愈小、M0恢复愈快T2弛豫时间：MXY丧失2/3所需的时间；T2愈大、同相位时间长MXY持续时间愈长MXY与ST1加权成像、T2加权成像

所谓的加权就是“突出”的意思

T1加权成像（T1WI）----突出组织T1弛豫（纵向弛豫）差别

T2加权成像（T2WI）----突出组织T2弛豫（横向弛豫）差别。

磁共振诊断基于此两种标准图像磁共振常规h检查必扫这两种标准图像.T1的长度在数百至数千毫秒（ms）范围T2值的长度在数十至数千毫秒（ms）范围

在同一个驰豫过程中,T2比T1短得多

如何观看MR图像：首先我们要分清图像上的各种标示。分清扫描序列、扫描部位、扫描层面。正常或异常的所在部位---即在同一层面观察、分析T1、T2加权像上信号改变。绝大部分病变T1WI是低信号、T2WI是高信号改变。只要熟悉扫描部位正常组织结构的信号表现，通常病变与正常组织不会混淆。一般的规律是T1WI看解剖,T2WI看病变。磁共振成像技术－－图像空间分辨力，对比分辨力一、如何确定MRI的来源（一）层面的选择1.MXY产生（1H共振）条件

RF=ω=γB02.梯度磁场Z（GZ）

GZ→B0→ω

不同频率的RF

特定层面1H激励、共振

3.层厚的影响因素

RF的带宽↓

GZ的强度↑层厚↓〈二〉体素信号的确定1、频率编码2、相位编码

M0↑--GZ、RF→相应层面MXY----------GY→沿Y方向1H有不同ω

各1H同相位MXY旋进速度不同同频率一定时间后→→GX→沿X方向1H有不同ω沿Y方向不同1H的MXYMXY旋进频率不同位置不同（相位不同）〈三〉空间定位及傅立叶转换

GZ----某一层面产生MXYGX----MXY旋进频率不同

GY----MXY旋进相位不同（不影响MXY大小）

↓某一层面不同的体素，有不同频率、相位

MRS（FID）第三节、磁共振检查技术检查技术产生图像的序列名产生图像的脉冲序列技术名TRA、COR、SAGT1WT2WSETR、TE…….梯度回波FFE快速自旋回波FSE压脂压水MRA短TR短TE－－T1W长TR长TE－－T2W增强MR最常用的技术是：多层、多回波的SE（spinecho，自旋回波）技术磁共振扫描时间参数：TR、TE磁共振扫描还有许多其他参数：层厚、层距、层数、矩阵等序列常规序列自旋回波（SE）,快速自旋回波（FSE）梯度回波（FE）反转恢复（IR），脂肪抑制（STIR）、水抑制（FLAIR）高级序列水成像（MRCP,MRU,MRM）血管造影（MRA,TOF2D/3D）三维成像（SPGR）弥散成像（DWI）关节运动分析是一种成像技术而非扫描序列自旋回波（SE）必扫序列图像清晰显示解剖结构目前只用于T1加权像快速自旋回波（FSE）必扫序列成像速度快多用于T2加权像梯度回波（GE）成像速度快对出血敏感T2加权像水抑制反转恢复（IR）水抑制（FLAIR）抑制自由水梗塞灶显示清晰判断病灶成份脂肪抑制反转恢复（IR）脂肪抑制（STIR）抑制脂肪信号判断病灶成分其它组织显示更清晰血管造影（MRA）无需造影剂TOF法PC法MIP投影动静脉分开显示水成像（MRCP，MRU，MRM）含水管道系统成像胆道MRCP泌尿路MRU椎管MRM主要用于诊断梗阻扩张超高空间分辨率扫描任意方位重建窄间距重建技术大大提高对小器官、小病灶的诊断能力三维梯度回波（SPGR） 早期诊断脑梗塞

弥散成像MRI的设备一、信号的产生、探测接受1.磁体（Magnet）:静磁场B0（Tesla,T）→组织净磁矩M0

永磁型（permanentmagnet）常导型（resistivemagnet）超导型（superconductingmagnet）磁体屏蔽（magnetshielding）2.梯度线圈（gradientcoil）:

形成X、Y、Z轴的磁场梯度功率、切换率3.射频系统（radio-frequencesystem，RF）

MR信号接收二、信号的处理和图象显示数模转换、计算机，等等；MRI技术的优势1、软组织分辨力强（判断组织特性）2、多方位成像3、流空效应（显示血管）4、无骨骼伪影5、无电离辐射，无碘过敏6、不断有新的成像技术MRI技术的禁忌证和限度1.禁忌证

体内弹片、金属异物各种金属置入：固定假牙、起搏器、血管夹、人造关节、支架等危重病人的生命监护系统、维持系统不能合作病人，早期妊娠，高热及散热障碍2.其他钙化显示相对较差空间分辨较差（体部，较同等CT）费用昂贵多数MR机检查时间较长1.病人必须去除一切金属物品，最好更衣，以免金属物被吸入磁体而影响磁场均匀度，甚或伤及病人。2.扫描过程中病人身体（皮肤）不要直接触碰磁体内壁及各种导线，防止病人灼伤。3.纹身（纹眉）、化妆品、染发等应事先去掉，因其可能会引起灼伤。4.病人应带耳塞，以防听力损伤。扫描注意事项颅脑MRI适应症颅内良恶性占位病变脑血管性疾病梗死、出血、动脉瘤、动静脉畸形（AVM）等颅脑外伤性疾病脑挫裂伤、外伤性颅内血肿等感染性疾病脑脓肿、化脓性脑膜炎、病毒性脑炎、结核等脱髓鞘性或变性类疾病多发性硬化（MS）等先天性畸形胼胝体发育不良、小脑扁桃体下疝畸形等脊柱和脊髓MRI适应证1.肿瘤性病变椎管类肿瘤（髓内、髓外硬膜内、硬膜外），椎骨肿瘤（转移性、原发性）2.炎症性疾病脊椎结核、骨髓炎、椎间盘感染、硬膜外脓肿、蛛网膜炎、脊髓炎等3.外伤骨折、脱位、椎间盘突出、椎管内血肿、脊髓损伤等4.脊柱退行性变和椎管狭窄症椎间盘变性、膨隆、突出、游离，各种原因椎管狭窄，术后改变，5.脊髓血管畸形和血管瘤6.脊髓脱髓鞘疾病（如MS），脊髓萎缩7.先天性畸形胸部MRI适应证呼吸系统对纵隔及肺门区病变显示良好，对肺部结构显示不如CT。胸廓入口病变及其上下比邻关系纵隔肿瘤和囊肿及其与大血管的关系其他较CT无明显优越性心脏及大血管大血管病变各类动脉瘤、腔静脉血栓等心脏及心包肿瘤，心包其他病变其他（如先心、各种心肌病等）较超声心动图无优势，应用不广腹部MRI适应证主要用于部分实质性器官的肿瘤性病变肝肿瘤性病变，提供鉴别信息胰腺肿瘤，有利小胰癌、胰岛细胞癌显示宫颈、宫体良恶性肿瘤及分期等，先天畸形肿瘤的定位（脏器上下缘附近）、分期胆道、尿路梗阻和肿瘤，MRCP，MRU直肠肿瘤骨与关节MRI适应证X线及CT的后续检查手段－－钙质显示差和空间分辨力部分情况可作首选：1.累及骨髓改变的骨病（早期骨缺血性坏死，早期骨髓炎、骨髓肿瘤或侵犯骨髓的肿瘤）2.结构复杂关节的损伤（膝、髋关节）3.形状复杂部位的检查（脊柱、骨盆等）软件登录界面软件扫描界面图像浏览界面胶片打印界面报告界面报告界面2合理应用抗菌药物预防手术部位感染概述外科手术部位感染的2/3发生在切口医疗费用的增加病人满意度下降导致感染、止血和疼痛一直是外科的三大挑战，止血和疼痛目前已较好解决感染仍是外科医生面临的重大问题，处理不当，将产生严重后果外科手术部位感染占院内感染的14%～16%，仅次于呼吸道感染和泌尿道感染，居院内感染第3位严重手术部位的感染——病人的灾难，医生的梦魇

预防手术部位感染（surgicalsiteinfection,SSI)

手术部位感染的40%–60%可以预防围手术期使用抗菌药物的目的外科医生的困惑★围手术期应用抗生素是预防什么感染？★哪些情况需要抗生素预防？★怎样选择抗生素？★什么时候开始用药？★抗生素要用多长时间？定义：指发生在切口或手术深部器官或腔隙的感染分类：切口浅部感染切口深部感染器官／腔隙感染一、SSI定义和分类二、SSI诊断标准——切口浅部感染

指术后30天内发生、仅累及皮肤及皮下组织的感染，并至少具备下述情况之一者：

1．切口浅层有脓性分泌物

2．切口浅层分泌物培养出细菌

3．具有下列症状体征之一：红热，肿胀，疼痛或压痛，因而医师将切口开放者（如培养阴性则不算感染）

4．由外科医师诊断为切口浅部SSI

注意：缝线脓点及戳孔周围感染不列为手术部位感染二、SSI诊断标准——切口深部感染

指术后30天内（如有人工植入物则为术后1年内）发生、累及切口深部筋膜及肌层的感染，并至少具备下述情况之一者：

1.切口深部流出脓液

2.切口深部自行裂开或由医师主动打开，且具备下列症状体征之一：①体温＞38℃；②局部疼痛或压痛

3.临床或经手术或病理组织学或影像学诊断，发现切口深部有脓肿

4.外科医师诊断为切口深部感染

注意：感染同时累及切口浅部及深部者，应列为深部感染

二、SSI诊断标准—器官／腔隙感染

指术后30天内（如有人工植入物★则术后1年内）、发生在手术曾涉及部位的器官或腔隙的感染，通过手术打开或其他手术处理，并至少具备以下情况之一者：

1.放置于器官/腔隙的引流管有脓性引流物

2.器官/腔隙的液体或组织培养有致病菌

3.经手术或病理组织学或影像学诊断器官/腔隙有脓肿

4.外科医师诊断为器官/腔隙感染

★人工植入物：指人工心脏瓣膜、人工血管、人工关节等二、SSI诊断标准—器官／腔隙感染

不同种类手术部位的器官/腔隙感染有：

腹部：腹腔内感染（腹膜炎，腹腔脓肿）生殖道：子宫内膜炎、盆腔炎、盆腔脓肿血管：静脉或动脉感染三、SSI的发生率美国1986年～1996年593344例手术中，发生SSI15523次，占2.62%英国1997年～2001年152所医院报告在74734例手术中，发生SSI3151例，占4.22%中国？SSI占院内感染的14～16%，仅次于呼吸道感染和泌尿道感染三、SSI的发生率SSI与部位：非腹部手术为2%～5%腹部手术可高达20%SSI与病人：入住ICU的机会增加60%再次入院的机会是未感染者的5倍SSI与切口类型：清洁伤口 1%～2%清洁有植入物 ＜5%可染伤口＜10%手术类别手术数SSI数感染率(%)小肠手术6466610.2大肠手术7116919.7子宫切除术71271722.4肝、胆管、胰手术1201512.5胆囊切除术8222.4不同种类手术的SSI发生率：三、SSI的发生率手术类别SSI数SSI类别（%）切口浅部切口深部器官/腔隙小肠手术6652.335.412.3大肠手术69158.426.315.3子宫切除术17278.813.57.6骨折开放复位12379.712.28.1不同种类手术的SSI类别：三、SSI的发生率延迟愈合疝内脏膨出脓肿，瘘形成。需要进一步处理这里感染将导致:延迟愈合疝内脏膨出脓肿、瘘形成需进一步处理四、SSI的后果四、SSI的后果在一些重大手术，器官/腔隙感染可占到1/3。SSI病人死亡的77%与感染有关，其中90%是器官/腔隙严重感染

——InfectControlandHospEpidemiol,1999,20(40:247-280SSI的死亡率是未感染者的2倍五、导致SSI的危险因素（1）病人因素：高龄、营养不良、糖尿病、肥胖、吸烟、其他部位有感染灶、已有细菌定植、免疫低下、低氧血症五、导致SSI的危险因素（2）术前因素：术前住院时间过长用剃刀剃毛、剃毛过早手术野卫生状况差（术前未很好沐浴）对有指征者未用抗生素预防五、导致SSI的危险因素（3）手术因素：手术时间长、术中发生明显污染置入人工材料、组织创伤大止血不彻底、局部积血积液存在死腔和/或失活组织留置引流术中低血压、大量输血刷手不彻底、消毒液使用不当器械敷料灭菌不彻底等手术特定时间是指在大量同种手术中处于第75百分位的手术持续时间其因手术种类不同而存在差异超过T越多，SSI机会越大五、导致SSI的危险因素（4）SSI危险指数（美国国家医院感染监测系统制定）：病人术前已有≥3种危险因素污染或污秽的手术切口手术持续时间超过该类手术的特定时间（T）

（或一般手术＞2h)六、预防SSI干预方法根据指南使用预防性抗菌药物正确脱毛方法缩短术前住院时间维持手术患者的正常体温血糖控制氧疗抗菌素的预防/治疗预防

在污染细菌接触宿主手术部位前给药治疗

在污染细菌接触宿主手术部位后给药

防患于未然六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用101预防和治疗性抗菌素使用目的：清洁手术：防止可能的外源污染可染手术：减少粘膜定植细菌的数量污染手术：清除已经污染宿主的细菌六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用102需植入假体，心脏手术、神外手术、血管外科手术等六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用预防性抗菌素使用指征：可染伤口(Clean-contaminatedwound)污染伤口（Contaminatedwound）清洁伤口（Cleanwound）但存在感染风险六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用外科预防性抗生素的应用：预防性抗生素对哪些病人有用?什么时候开始用药?抗生素种类选择?使用单次还是多次?采用怎样的给药途径？六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用预防性抗菌素显示有效的手术有：妇产科手术胃肠道手术(包括阑尾炎)口咽部手术腹部和肢体血管手术心脏手术骨科假体植入术开颅手术某些“清洁”手术六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用外科预防性抗生素的应用：预防性抗生素对哪些病人有用?什么时候开始用药?抗生素种类选择?使用单次还是多次?采用怎样的给药途径？六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用

理想的给药时间？目前还没有明确的证据表明最佳的给药时机研究显示：切皮前45～75min给药，SSI发生率最低，且不建议在切皮前30min内给药影响给药时间的因素:所选药物的代谢动力学特性手术中污染发生的可能时间病人的循环动力学状态止血带的使用剖宫产细菌在手术伤口接种后的生长动力学

手术过程

012345671hr2hrs6hrs1day3-5days细菌数logCFU/ml六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用108术后给药，细菌在手术伤口接种的生长动力学无改变

手术过程抗生素血肿血浆六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用Antibioticsinclot

手术过程

血浆中抗生素予以抗生素血块中抗生素血浆术前给药，可以有效抑制细菌在手术伤口的生长六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用110ClassenDC,etal..NEnglJMed1992;326:281切开前时间切开后时间予以抗生素切开六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用不同给药时间，手术伤口的感染率不同NEJM1992;326:281-6投药时间感染数（%）相对危险度(95%CI)早期（切皮前2-24h）36914(3.8%)6.7(2.9-14.7)4.3手术前（切皮前45-75min)170810(0.9%)1.0围手术期（切皮后3h内）2824(1.4%)2.4(0.9-7.9) 2.1手术后（切皮3h以上）48816(3.3%)5.8(2.6-12.3)

5.8全部284744(1.5%)似然比病人数六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用结论：抗生素在切皮前45-75min或麻醉诱导开始时给药，预防SSI效果好112六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用切口切开后，局部抗生素分布将受阻必须在切口切开前给药！！！抗菌素应在切皮前45～75min给药六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用外科预防性抗生素的应用：预防性抗生素对哪些病人有用?什么时候开始用药?抗生素种类选择?使用单次还是多次?采用怎样的给药途径？有效安全杀菌剂半衰期长相对窄谱廉价六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用抗生素的选择原则：各类手术最易引起SSI的病原菌及预防用药选择六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用

手术最可能的病原菌预防用药选择胆道手术革兰阴性杆菌，厌氧菌头孢呋辛或头孢哌酮或

(如脆弱类杆菌）头孢曲松阑尾手术革兰阴性杆菌，厌氧菌头孢呋辛或头孢噻肟；

(如脆弱类杆菌）＋甲硝唑结、直肠手术革兰阴性杆菌，厌氧菌头孢呋辛或头孢曲松或

(如脆弱类杆菌）头孢噻肟；＋甲硝唑泌尿外科手术革兰阴性杆菌头孢呋辛；环丙沙星妇产科手术革兰阴性杆菌，肠球菌头孢呋辛或头孢曲松或

B族链球菌，厌氧菌头孢噻肟；+甲硝唑莫西沙星（可单药应用）注:各种手术切口感染都可能由葡萄球菌引起六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用外科预防性抗生素的应用：预防性抗生素对哪些病人有用?什么时候开始用药?抗生素种类选择?使用单次还是多次?采用怎样的给药途径？六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用单次给药还是多次给药？没有证据显示多次给药比单次给药好伤口关闭后给药没有益处多数指南建议24小时内停药没有必要维持抗菌素治疗直到撤除尿管和引流管手术时间延长或术中出血量较大时可重复给药细菌污染定植感染一次性用药用药24h用药4872h数小时从十数小时到数十小时六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用用药时机不同，用药期限也应不同短时间预防性应用抗生素的优点：六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用减少毒副作用不易产生耐药菌株不易引起微生态紊乱减轻病人负担可以选用单价较高但效果较好的抗生素减少护理工作量药品消耗增加抗菌素相关并发症增加耐药抗菌素种类增加易引起脆弱芽孢杆菌肠炎MRSA（耐甲氧西林金黄色葡萄球菌）定植六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用延长抗菌素使用的缺点：六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用外科预防性抗生素的应用：预防性抗生素对哪些病人有用?什么时候开始用药?抗生素种类选择?使用单次还是多次?采用怎样的给药途径？正确的给药方法：六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用应静脉给药，2030min滴完肌注、口服存在吸收上的个体差异，不能保证血液和组织的药物浓度，不宜采用常用的-内酰胺类抗生素半衰期为12h，若手术超过３４h，应给第２个剂量，必要时还可用第３次可能有损伤肠管的手术，术前用抗菌药物准备肠道局部抗生素冲洗创腔或伤口无确切预防效果，不予提倡不应将日常全身性应用的抗生素应用于伤口局部（诱发高耐药）必要时可用新霉素、杆菌肽等抗生素缓释系统（PMMA—青大霉素骨水泥或胶原海绵)局部应用可能有一定益处六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用不提倡局部预防应用抗生素：时机不当时间太长选药不当，缺乏针对性六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用预防用药易犯的错误：在开刀前45-75min之内投药按最新临床指南选药术后24小时内停药择期手术后一般无须继续使用抗生素大量对比研究证明，手术后继续用药数次或数天并不能降低手术后感染率若病人有明显感染高危因素或使用人工植入物，可再用1次或数次小结预防SSI干预方法

——正确的脱毛方法用脱毛剂、术前即刻备皮可有效减少SSI的发生手术部位脱毛方法与切口感染率的关系：备皮方法 剃毛备皮 5.6%

脱毛0.6%备皮时间 术前24小时前 ＞20%

术前24小时内 7.1%

术前即刻 3.1%方法/时间 术前即刻剪毛 1.8%

前1晚剪/剃毛 4.0%THANKYOUMagneticResonanceImagingPART01磁共振成像发生事件作者或公司磁共振发展史1946发现磁共振现象BlochPurcell1971发现肿瘤的T1、T2时间长Damadian1973做出两个充水试管MR图像Lauterbur1974活鼠的MR图像Lauterbur等1976人体胸部的MR图像Damadian1977初期的全身MR图像

Mallard1980磁共振装置商品化1989

0.15T永磁商用磁共振设备中国安科

2003诺贝尔奖金LauterburMansfierd时间PART02MR成像基本原理实现人体磁共振成像的条件:人体内氢原子核是人体内最多的物质。最易受外加磁场的影响而发生磁共振现象(没有核辐射)有一个稳定的静磁场（磁体）梯度场和射频场：前者用于空间编码和选层，后者施加特定频率的射频脉冲，使之形成磁共振现象信号接收装置：各种线圈计算机系统：完成信号采集、传输、图像重建、后处理等

人体内的H核子可看作是自旋状态下的小星球。自然状态下，H核进动杂乱无章，磁性相互抵消zMyx进入静磁场后，H核磁矩发生规律性排列（正负方向），正负方向的磁矢量相互抵消后，少数正向排列（低能态）的H核合成总磁化矢量M，即为MR信号基础ZZYYXB0XMZMXYA:施加90度RF脉冲前的磁化矢量MzB:施加90度RF脉冲后的磁化矢量Mxy.并以Larmor频率横向施进C:90度脉冲对磁化矢量的作用。即M以螺旋运动的形式倾倒到横向平面ABC在这一过程中，产生能量

三、弛豫（Relaxation）回复“自由”的过程

1.

纵向弛豫（T1弛豫）：

M0（MZ）的恢复，“量变”高能态1H→低能态1H自旋—晶格弛豫、热弛豫

吸收RF光子能量（共振）低能态1H高能态1H

放出能量（光子，MRS）T1弛豫时间：

MZ恢复到M0的2/3所需的时间

T1愈小、M0恢复愈快T2弛豫时间：MXY丧失2/3所需的时间；T2愈大、同相位时间长MXY持续时间愈长MXY与ST1加权成像、T2加权成像

所谓的加权就是“突出”的意思

T1加权成像（T1WI）----突出组织T1弛豫（纵向弛豫）差别

T2加权成像（T2WI）----突出组织T2弛豫（横向弛豫）差别。

磁共振诊断基于此两种标准图像磁共振常规h检查必扫这两种标准图像.T1的长度在数百至数千毫秒（ms）范围T2值的长度在数十至数千毫秒（ms）范围

在同一个驰豫过程中,T2比T1短得多

如何观看MR图像：首先我们要分清图像上的各种标示。分清扫描序列、扫描部位、扫描层面。正常或异常的所在部位---即在同一层面观察、分析T1、T2加权像上信号改变。绝大部分病变T1WI是低信号、T2WI是高信号改变。只要熟悉扫描部位正常组织结构的信号表现，通常病变与正常组织不会混淆。一般的规律是T1WI看解剖,T2WI看病变。磁共振成像技术－－图像空间分辨力，对比分辨力一、如何确定MRI的来源（一）层面的选择1.MXY产生（1H共振）条件

RF=ω=γB02.梯度磁场Z（GZ）

GZ→B0→ω

不同频率的RF

特定层面1H激励、共振

3.层厚的影响因素

RF的带宽↓

GZ的强度↑层厚↓〈二〉体素信号的确定1、频率编码2、相位编码

M0↑--GZ、RF→相应层面MXY----------GY→沿Y方向1H有不同ω

各1H同相位MXY旋进速度不同同频率一定时间后→→GX→沿X方向1H有不同ω沿Y方向不同1H的MXYMXY旋进频率不同位置不同（相位不同）〈三〉空间定位及傅立叶转换

GZ----某一层面产生MXYGX----MXY旋进频率不同

GY----MXY旋进相位不同（不影响MXY大小）

↓某一层面不同的体素，有不同频率、相位

MRS（FID）第三节、磁共振检查技术检查技术产生图像的序列名产生图像的脉冲序列技术名TRA、COR、SAGT1WT2WSETR、TE…….梯度回波FFE快速自旋回波FSE压脂压水MRA短TR短TE－－T1W长TR长TE－－T2W增强MR最常用的技术是：多层、多回波的SE（spinecho，自旋回波）技术磁共振扫描时间参数：TR、TE磁共振扫描还有许多其他参数：层厚、层距、层数、矩阵等序列常规序列自旋回波（SE）,快速自旋回波（FSE）梯度回波（FE）反转恢复（IR），