最新医学成像技术透视奇妙人体构造
 
据美国《探索》杂志报道,医学成像技术在过去几年取得了突飞猛进的发展,如今,这些新技术可以甄别人体任何结构以及许多重要生物过程,比如不同的血流速度。以下这组图片不仅揭示了患病后的人体构造,还在视觉上给人以冲击。
 
1.精神分裂症患者大脑图像
 

精神分裂症患者大脑弥散张量成像(DTI)
 
一种描述大脑结构的新方法被称为弥散张量成像(DTI)。这张图便是医疗人员在研究精神分裂症患者时,利用弥散张量成像技术制作出来的。
 

像这样的弥散张量成像图(呈现方式与以前的图像不同)可以揭示脑瘤如何影响神经细胞连接,引导医疗人员进行大脑手术。
 
弥散张量成像其实是核磁共振成像(MRI)的特殊形式。举例来说,如果说核磁共振成像是追踪水分子中的氢原子,那么弥散张量成像便是依据水分子移动方向制图。神经细胞纤维长而薄,分子通常会沿着神经细胞纤维扩散。研究人员可以突出水分子和一组组神经细胞纤维以相同方向运行的部位。像这样的弥散张量成像图(呈现方式与以前的图像不同)可以揭示脑瘤如何影响神经细胞连接,引导医疗人员进行大脑手术。它还可以揭示同中风、多发性硬化症、精神分裂症、阅读障碍有关的细微反常变化。
 
2. 核磁共振成像
 

核磁共振成像
 
在核磁共振成像仪器下,患者躺在圆柱形磁体内,暴露于强大的磁场。一旦暴露在磁场中,水分子的质子会排成一行,要是遭到无线电波的攻击,它们会立即乱作一团,不成直线。在质子重新排列过程中,电脑会收集它们的信号,并加工成图像。富含水的组织会发出更强烈的信号,在生成的图像中看上去更亮,而骨骼相对较暗。这项技术用在此处是来描述大脑和颈部动脉的。在注射了用于对比的成像剂以后,放射线专家重复扫描,这时,成像剂在血管中移动,使他们可以看清楚造成中风、脑动脉瘤和各种外伤的堵塞物。
 

脊椎管和大脑处的明亮区域表示脑脊髓液。
 
核磁共振成像技术还经常用在神经成像方面。脊椎管和大脑处的明亮区域表示脑脊髓液;向下延伸至身体的长条状体则是脊髓。
 
3.X光血管成像术
 

X光血管成像术
 
X光血管成像术让手上如此细小的血管都呈现出来。由这种最新数码探测仪生成的图像质量可以让放射科医师不用使用高剂量辐射物,也能看清楚器官的细微之处。这张照片显示了手外伤的直接影响——没有血液流向第四根手指,而其他手指的小血管却清晰可见。
 

X光血管成像术
 
制作有用的医学图像涉及两个主要步骤:一是搜集数据,二是将这些数据转换为可快速、准确解读的图像。这张图像由一种称为X射线断层成像(简称CT)的先进X光技术生成,突出了上述两个方面的进步。体绘制软件(Volume-rendering software)结合CT血管成像技术,可以识别心脏附近主动脉(从图像顶端延伸至身体下部、心脏周围的大片粉色血管)的异常情况。再往下,可以清楚看到肝脏(紫色)和肾脏(鲜红色)。准确测定主动脉直径至关重要,因为外科医生可以借此判断主动脉是否存在破裂的风险。
 
4.CT血管成像
 

CT血管成像
 
对于此处用以显现骨盆的CT血管成像来说,成像剂会注射到静脉,使血管同软组织形成鲜明对比。电脑软件可以进一步凸显骨骼和血管之间的差别,让医生可以做出更明确、更快速地诊断。
 

此图中的两只手是尸检扫描的结果
 
通常情况下,CT使用一个X光源,但研究人员可以将两个不同能量的X光源结合起来,更清晰地呈现软组织。根据特定组织(比如图中两只手的腱和韧带)吸收不同能量的事实,仪器可以突出展示它们的图像。为检验这种呈现方式的准确性,研究人员对尸体进行了扫描,将扫描结果同他们的“虚拟”发现相比较。此图中的两只手就是尸检扫描的结果。当然,CT技术的主要目标是改善健康,但也存在用于虚拟尸检的可能性。作为法医检查的一部分,像这样的CT扫描可以揭示小刀等物体的路径。
 
5.正电子放射层扫描术(PET)
 

正电子放射层扫描术(PET)
 
很多医学成像技术主要集中在解剖构造方面,正电子放射层扫描术(PET)有所不同:这种技术生成的图像突出了细胞活动。医生先给患者注射放射性示踪剂,接着,吸收示踪剂最多的细胞会发出亮光。此图中的示踪剂是葡萄糖。癌细胞会快速生长并分裂,因此会消耗大量能量,吸收葡萄糖。红色表示患者肝脏和肩部有问题。大脑和心脏(C形红块是心脏肌肉壁,即心肌层)同样会大量消耗能量,所以也会呈现出来。PET扫描和CT扫描二者结合,能够突出图中的人体构造。图一是PET扫描,图二是CT扫描,图三是PET扫描和CT扫描的结合,这使得医生可以更准确地看清楚问题所在。同核磁共振成像仪一样,正电子放射层扫描仪可以采集多个平面的数据。在这三张图中,分别只有一个“切片”显示出来,只要结合所有这些切片,就能生成三维图。
 

在这张图中,PET扫描确认的癌组织是蔚蓝色圆团状物体,而CT扫描锁定了它在结肠的位置。
 
根据CT扫描,肾脏(红色)、骨骼和血管的结构也都清晰可见。PET技术最常用于肿瘤学检查,也应用于心脏病学和神经病学领域。生成此图的仪器制造商“GE Healthcare”日前引进了两种系统,帮助研究人员探索新的临床应用。据美国放射学学院的布鲁斯·希尔曼(Bruce Hillman)介绍,由于可以监测细胞功能,PET就是一系列用以监控人体细胞和亚细胞新工具的典型代表。
 
 
 
 
 
 
 

日本京都大学研究生院医学助理教授盐井哲雄及其团队在《循环》杂志上撰文指出,他们设法抑制了一组老年老鼠身上的P13K基因。在老鼠身上进行的该项实验表明,人类或许能够延迟或者预防心力衰竭。   
    P13K基因负责调节细胞的寿命,影响组织的老化。之前的研究表明,抑制这种基因可以延长蛔虫的寿命,并保护老年果蝇心脏的健康。   
    与另一组基因未被抑制的老鼠相比,基因受到抑制的老鼠的心脏功能更强、纤维化现象较少(纤维化会造成心脏功能障碍)、衰老迹象不明显。  
该研究表明,科学家可以通过调节胰岛素的功能来防止心脏老化,进而预防与衰老有关的心力衰竭。    
    美国宾夕法尼亚大学心血管医学部心力衰竭与心脏移植科主任玛丽埃尔·杰赛普表示,该项研究弄清了P13K基因对老鼠心脏衰老的影响,使科学家可更好地理解P13K是否也会对人类的心脏产生同样的效果。  
    世界卫生组织表示,衰老是造成心力衰竭的“元凶”,发生心力衰竭时,心脏功能减弱,排血量不能满足器官及组织代谢的需要,导致人呼吸困难、喘息、水肿等。心力衰竭已成为65岁以上住院患者的主要原因。 

 

 

 

俄科学家称地球半径已减少585公里

  
据今日俄罗斯网报道,俄罗斯地质学家维亚切斯拉夫·奥尔列诺克表示,我们的星球正在萎缩。自诞生之初以来,地球的平均球半径已减少了585公里。奥尔列诺克是加里宁格勒的康德俄罗斯国立大学教授。在一篇研究论文中,他将古代的起伏结构与当前的结构进行了比较。
 
奥尔列诺克指出,45亿年前,地球表面刚刚开始凝固,体积要比现在稍大一点。当时的这颗蓝色星球平均球半径为6956公里,现在已减少585公里。在万古时期,这种“腰围”缩小导致表面积减少1.28亿平方公里,相比之下,当前所有大陆的面积为1.49亿平方公里左右。他指出,萎缩是大陆台地移动等构造过程的主要因素。
 
奥尔列诺克解释说,地球体积萎缩源于地心引力以及太阳辐射吹走地球大气层中的氢原子导致的质量减少。30多年来,这位地质学家一直研究地球海洋及地壳构造。地球物理学研究所地质学家弗拉迪米尔·舍甫琴科在接受《莫斯科共青团报》时表示,地球萎缩理论势必引发巨大争议。他说:“基于古代结构对古代地球半径进行准确计算是不可能的。”
 
舍甫琴科指出,除了地球萎缩理论外,有人同样提出了膨胀或振动理论。2007年,德国波恩大学的研究人员报告称,地球的球半径较地质学家此前认为的低2.5毫米。但这种减少与萎缩无关,而是研究人员利用更精确的测量技术得出的结论。
 
 
 
 
 

记者从中国科学院上海硅酸盐研究所获悉,我国独立研制的大尺寸、高纯二氧化碲晶体,已被大型国际科研项目CUORE(低温地下观测稀有物理现象)独家采用,我方目前已提供数百块晶体。这一科研成就大大提升了我国在暗物质探测这一前沿科研领域的国际影响力。
 
所谓暗物质,是指目前可以通过万有引力推知其存在,但未能直接观测到的物质。暗物质(包括暗能量)被认为是当前国际宇宙研究中最具挑战性的课题。解开暗物质之谜将是继哥白尼的日心说、牛顿的万有引力定律、爱因斯坦的相对论以及量子力学之后,人类认识自然规律的又一次重大飞跃。
 
目前,全球已在进行或即将开始进行探测暗物质的实验项目约20个,预计能在4到5年内探测到暗物质粒子。通过探测暗物质湮灭所产生的次级粒子,如中微子、正负电子对、质子、反质子等是认识暗物质的有效途径,而二氧化碲晶体是探测中微子的首选材料。CUORE项目正是利用二氧化碲晶体作为辐射量热器来探测中微子的绝对质量与性质。
 
CUORE项目位于意大利,该项目准备利用总重量约750公斤的二氧化碲晶体作为辐射量热器。从上世纪九十年代起,CUORE项目的科学家即在全世界范围内寻找满足要求的大尺寸、高纯二氧化碲单晶。上海硅酸盐所从1994年起应CUORE项目的要求,开始这方面的研制工作,并于2007年成功研制出大尺寸、高纯二氧化碲单晶。
 
目前,上海硅酸盐所是世界上唯一能提供满足CUORE项目要求的二氧化碲晶体的科研机构,项目组也最终确定由该所独家提供二氧化碲晶体。2008年1月,二者签订了1000块大尺寸高纯二氧化碲晶体的合同。截至目前,该所已经为CUORE项目提供了近300块大尺寸的高纯二氧化碲晶体,所有指标均达到并超过了项目中微子探测用高纯二氧化碲晶体的要求。
 
这一国际领先的科研成就,不仅有助于提升我国在暗物质探测领域的国际影响力,也能对我国的中微子探测以及暗物质探测起到积极的推动作用。
 
 

 

10月10日,“雪鹰”号直升机入列仪式正在举行

新华网上海10月10日电(记者崔静 张建松)橘红色的机身,红白相间的机翼……10日下午,我国首次引进的Ka-32重型直升机“雪鹰”号正式入列中国极地考察,这标志着我国极地考察全面进入航空考察新时代。

    在气候恶劣、地形复杂的冰雪南极,直升机是从事科学考察、后勤支撑和极地救援的必要保障。我国自1999年起开始租用外国直升机参与极地考察活动,特别是在第24次和第25次南极考察中,我国从韩国租用的Ka-32重型直升机在内陆昆仑站的建设中发挥了极为关键的运输保障作用。

    为进一步增强我国极地考察的支撑保障能力,在极地考察“十五”能力建设项目中,我国专门安排资金配置极地考察专用直升机,并从2008年开始着手购机工作。经过全面科学论证,最终确定选购由俄罗斯直升机公司制造的Ka-32A11BC直升机,这是我国首次引进这一机型。2009年5月27日,直升机完成了产权移交,此后被正式命名为“雪鹰”号。

    据了解,“雪鹰”号外吊挂起飞最大总重量为12700公斤,一次能吊挂5吨重的货物,最大载客量为14人,最高航速为每小时255公里。由于采用了双发共轴式反转旋翼设计,“雪鹰”号拥有较强的抗风能力。

    中国极地研究中心主任杨惠根表示,“雪鹰”号直升机正式加入中国南极考察行列,是我国几代极地人多年的梦想,标志着我国极地考察全面进入航空考察的新时代。

    目前,“雪鹰”号直升机暂由中信通用航空有限责任公司托管,并将在中国第26次南极考察中首次执行飞行作业任务。直升机飞行经历超过10000小时的“雪鹰”号首任机长赵祥林表示,“雪鹰”号已完成出发前的各项准备工作,将在中国第26次南极考察队的领导下,克服困难,坚决完成各项飞行考察任务。