影像学研究方法

九、影像学研究方法

医学与交叉学科相结合而产生的医学影像学是中西医结合研究中运用非常广泛的新技术,它包括超声成像、X射线断层摄影术、核磁共振和正电子发射断层摄影术(PET)、热成像术等。

(一)超声影像学

超声波成像是电子学、超声波和现代医学结合的一种现代检测技术。它的原理是利用超声波在不同介质中传播速度的差异和超声波的反射效应,反映生物活体解剖信息和组织器官的某些生理功能,为临床诊断和科学研究提供依据。该方法具有无创、快速和灵敏等特点,已成为临床和科学研究中不可缺少的手段之一。超声波成像有很多种,常见的有:

1.A型超声波

是由雷达电路和声呐技术联合研制的所谓调幅式超声波,界面反射以波幅形式存在。目前在临床诊断和医学研究中已经很少运用。

2.B型超声波

随着灰阶成像技术和实时超声技术的发展。采用亮度调制显示、断面显示和B型超声层析成像。探头沿体表某一部位扫描,可获得器官的断层解剖回声图,显示各器官的生理和病理活动。心脏的B型超声心动图也称为二维断层图。目前常用的仪器种类很多,包括低速扫描仪和高速扫描仪。在高速扫描仪中,有电子的和机械的两种类型。根据超声探头或电子波的不同,可分为扇形、线形或复合形,其分辨率可达1~4 mm。B型超声波目前在临床和科研中应用最广泛。

3.C型超声波

C型超声波和X线断层图的二维切面图相似。通过量程选择,显示与声束垂直的,预定深度的平面图像。和A型超声波一样,C型超声波在临床诊断和医学研究中应用比较少。

4.D型超声波

D型超声波有脉冲式和连续性两种。它利用物理多普勒效应来检测超声波束在体内遇到的运动的结构,比如红细胞的反射或反射后的频移。D型超声波是在B型超声仪上配有专门取样的电路容积,利用微型计算机从人体心脏的一个点或从血管取样,测量多普勒超声的频移频谱,可以进行快速峰值流量、流速和血流方向等复杂的定量分析,检查心脏、动脉和静脉的形态与内部结构,并进行血流分析,选择性检查它们的生理和病理状态。目前常用来检测脑血管血流、血管壁厚度及动脉硬化斑块,评估脑卒中的发生率,对预防脑卒中具有重要意义。

5.M型超声波

M型超声波属于亮度调制型,其工作原理与B型超声波相同。一些设备只是简单地添加它们接收到的信息在某一点上的活动曲线,这被称为M型显示。因此,在测量心脏瓣膜和心室壁运动时,结合B超及心音、脉搏和心电图等其他生理指标,M型超声波可以高精度地研究心血管病理生理学。目前,超声仪器大多是B、M、D和A的复合型。

超声成像在中西医结合研究中有着广泛的应用。例如,超声心动图可以用来记录各种脉象的血流频谱,从而为脉象的客观性和定量化提供了一个敏感的指标。与无“心气虚证”的健康人双盲对照研究发现,具有心悸、气短和懒言等“心气虚证”症状的部分老年人,虽然经心电图、胸片和血脂等检查未发现器质性心脏病,但超声心动图检查结果显示,“心气虚证”患者左心功能的5项指标,即每分搏出量、心脏每搏量、射血分值、心轴缩短率和心脏指数均低于对照组,为“心气虚证”的辨证提供了有价值的客观指标。值得注意的是,在早期超声检查中,左心功能已经显示较正常低下,说明超声心动图检查可以为心脏病等心血管疾病的早期诊断提供依据。国外一些学者对具有小柴胡汤主症的患者进行了超声检查,发现其门静脉和脾静脉扩张以及脾肿大等表现与“胸胁苦满证”具有明显相关。

此外,“胃肠超声增效剂”与中草药的研究为中西医结合的应用增添了新的内容。胃肠道疾病的超声检查,常因胃肠道气体干扰无法得到满意结果,根据中医“胃主受纳,腐熟水谷,以通降为顺”的理论,和胃通降中药能减少胃肠道内气体的产生,B超检查时能清楚地显示胃壁,从而提高了检查的准确性。

总之,超声成像已成为临床诊断中无法替代的无创检查手段,在中西医结合的研究中显示了广阔的前景。

(二)正电子发射断层摄像(PET)

正电子发射断层摄像是核医学、示踪动力学、生物物理学和计算机技术相结合而产生的一种新的医学成像技术。其基本原理是,将核素标记的化合物注入人体,这些核素能发射正电子,再利用示踪动力学建立的数学模型,计算机体局部血流量、物质传播速率和代谢速率以及神经递质和受体的结合率及其分布。在图像处理方面,PET与CT相似,它们都利用计算机重建和显示断层图像。不过,PET不仅可以显示组织结构和病理变化的静态图像,还可以进一步显示其动态功能活动和代谢变化的图像。而CT只显示静态图像,不能显示动态变化。

PET在国内外临床上已得到广泛应用,如测定心肌血流量诊断冠状动脉粥样硬化性心脏病疾病;血容量测定法可用于测量心、肝、肺、肾和脑等器官的血量和血流量变化,并可观察治疗反应。可作为脑梗死和恶性胶质瘤的诊断和预后判断标准;癫痫的定位诊断;精神分裂症和老年痴呆症诊治依据;还可用于检测抗肿瘤药物和镇静剂在体内的药代动力学,检测药物的亲和力和清除率,以及研究大脑的感觉、思维、学习、记忆、言语和计算推理等功能活动。中西医结合研究中,PET技术的应用主要有以下几个方面。

1.研究辨证论治的机理

PET可以为微观辨证提供客观量化指标,并可确定病理条件下机体功能偏离正常范围的程度。以血瘀证为例,通过测定重要脏器的局部血容量、血流量、氧代谢率以及血糖、脂肪和蛋白质等代谢率的变化,观察活血化瘀治疗过程中各项指标的变化及对脏器功能活动的影响,为中医辨证论治的机理研究提供新的途径。

2.研究针刺镇痛的机理

利用PET研究痛觉中枢的位置和痛觉神经的传导以及和疼痛相关的神经介质。PET技术还可以观察针刺对内脏功能的调节,探讨穴位与脏腑的关系及针刺治疗的机理。

3.研究气功的原理

脑电图研究发现,气功状态下脑功能发生了变化。PET是研究大脑功能的先进方法。通过检测气功状态不同时顶叶、额叶、颞叶、枕叶、海马、基底节、下丘脑和脑干等脑组织的血流量和糖代谢率,以及各种神经递质与受体结合率的变化,结合定位脑电图分析,可以确定气功状态下脑功能变化的特征,为阐明气功的作用机制提供参考。

4.研究中药在人体的分布与作用机理

PET在研究药物在人体内的分布、结合和清除等方面的应用在国内外均有报道,但中药PET的研究尚未起步,运用PET技术研究中药与五脏六腑及奇经八脉的亲和性,可以探索中药的归经理论。同时,也为中药的药理作用和作用机理的研究提供一个客观、整体、定量和动态的研究方法。

5.研究经络循经规律

据报道,一些示综物质可以通过经络传输。这种现象可以通过PET技术进一步验证,并与血管和淋巴管的传输过程进行比较,从而对经络的循经规律和结构做出明确的结论。

综上所述,PET技术在中西医结合中的应用研究是一个重要的新的研究领域,有待进一步开发,相信它将把中西医结合研究提高到一个新的高度。