要了解這一技術,就需要知道什麼是核磁共振現象。
我們知道,任何原子,如果它的原子核結構中,質子或中子的數目是奇數,或兩者都是奇數時,這些原子的原子核,就具有帶電和環繞一定方向的自旋軸自旋的特性。這樣,原子核周圍就存在著一個微弱的磁場。而我們可以把每個原子都看作具有一定磁矩的“磁針”。在我們人體的組織中,有不少具有這種特性的原子,例如氫、氟、鈉、磷等等。醫學上核磁共振技術就是利用人體內蘊藏量最大、占人體體重70%的水中氫原子核,也就是它的質子的共振成像的。
那麼,人體內的氫質子在一般情況下為什麼不顯出磁性呢?這是因為這些質子的自旋軸排列紊亂,沒有一定的方向,彼此抵消了磁矩。
核磁檢振“小屋”如果把人體放在一個強大的外磁場裏,情況就不同了。這時,體內各個自旋帶電磁的質子的磁軸,就會按外磁場的方向或反向,相互平行地重新排列,磁軸順應外磁場方向者,處於低能狀態,反之為高能狀態。在此基礎上,再加一個與外磁場方向相互垂直的短暫的射頻脈衝,激發自旋質子獲得橫向磁矩,並產生推進運動,部分自旋質子吸收射頻脈衝的能量,躍遷為高能狀態,以至脈衝暫停,散發出電磁波信號,這一係列過程,就是磁共振現象。自旋質子從發出共振信號,到完全恢複到受射頻脈衝激發前的平衡狀態所需的時間稱為“弛豫時間”。
人體組織器官及其疾病,在磁共振過程中,不同的組織,其磁共振信號強度不同,弛豫時間也不同,從而顯示不同的圖像。這種圖像不僅可提供清晰的解剖細節,還能提供組織器官和病灶細胞內外的物理、化學、生物和生化等方麵的診斷信息。
做核磁共振檢查時,要拿掉身上各種帶金屬的物件,平躺在檢查床上,徐徐送入“小屋”即可,它不必用任何造影劑,即可顯示血管等結構。核磁共振檢查對人體沒有損傷,可以從任何方向作切層檢查,成像有高度靈活性;分辨率高,而且10~20秒種即可成像。
單克隆抗體導向療法
科學家們發現,在實驗室的試管裏,有不少抗癌藥都能殺滅癌細胞,而且很有效,但一用到人體,情況就發生了變化:它在殺滅癌細胞的同時,不分敵我,也損傷人體的正常細胞,這樣,就限製了這些藥的用量,療效當然就不會理想。因此,多少年來人們一直希望找到一種方法或藥物,它隻殺滅癌細胞而不損傷正常細胞,現在,這個願望正在逐步實現。
軍事上,導彈能準確地命中既定的目標,這給醫學家們以啟示,於是設想尋找一種與癌組織有很高親和力的物質作為載體,然後把抗癌物質或放射性核素裝在載體上作為“彈頭”,像導彈一樣發射到病變部位,直接殺傷癌細胞。這就是治療癌症的導向療法。
對癌細胞具有殺傷作用的“彈頭”藥物很多,關鍵是要找到比較理想的載體,生物醫學工程中的單克隆抗體被選中了!那麼,什麼是單克隆抗體?
1974年,英國醫生C·科雷和C·米爾斯坦專心致誌地研究雜交瘤技術,製成了新式抗癌武器——單克隆抗體。為了明白這一過程,就要先了解什麼是抗體和克隆。
用雜交瘤技術獲取單克隆抗體我們知道,抗體是人體免疫係統反應的產物。當病毒、細菌、毒物等抗原物質進入人體後,人體為了防禦抗原的侵襲,便產生相應的抗體。抗體與抗原結合,就是外來抗原被消滅的過程。免疫係統中的淋巴細胞起著主力軍的作用,淋巴細胞則分為T細胞和B細胞,其中B細胞在T細胞的協助下可分化為許多漿細胞,一個漿細胞就稱為一個克隆,即單克隆。漿細胞可以產生殺滅癌細胞或病毒的抗體,這就是單克隆抗體。
製造單克隆抗體的技術非常複雜,其大體過程是:把能產生抗體的小鼠(或大鼠)的脾髒細胞和小鼠(或大鼠)的骨髓瘤細胞進行融合、培養,再挑選繁殖力強的雜交細胞培養、檢測。最後篩選出能產生預期抗體的單克隆細胞進行繁殖,這樣就可以從培養液中提取單克隆抗體了。如果把單克隆細胞注入小鼠體內繁殖,還可以從小鼠的腹水中提取高濃度的單克隆抗體。1983年,北京市腫瘤研究所成功地培養出我國第一株能分泌單克隆抗體,並可以在體外培養的抗胃癌雜交瘤細胞;第四軍醫大學也用雜交瘤技術得到3株能分泌抗人鼻咽癌的單克隆抗體。近年已有20多種癌症單克隆抗體製備成功。
有了單克隆抗體,就可以對各種癌症進行治療了。比如,治療肝癌,載體可選用與肝癌細胞有親和力的甲胎蛋白抗體和抗鐵蛋白抗體,“彈頭”用放射性核素碘131,取得了很好的療效。
現在,單克隆抗體技術還可以用於診斷傳染病和癌症,以及許多基礎研究。
爆破體內的石頭
我們人體的一些器官,有時會發生結石這種疾病。尿路結石最為常見,包括腎結石、輸尿管結石、膀胱結石和尿道結石。對於這些結石,一般都用手術切開,取出結石,這往往給病人帶來痛苦,並且常發生合並症。因此,人們一直在尋找不開刀的治療方法。
隨著高科技的廣泛應用,定向爆破體內的結石已經成為現實。爆破方法可分體內、體外兩種。
1體內結石爆破:1977年,日本人提出了爆破療法的設想,1980年我國科技人員把這一設想用於臨床,使不少患結石的病人得到治愈。
要爆破,就得有“炸彈”,而且要放在結石上,且對人體無害。在膀胱裏用的“炸彈”隻有小米粒大,重約5毫克,用疊氮化物製成。醫生用帶窺鏡的爆破鉗把“炸彈”送進膀胱,並夾住結石後固定在膀胱中心,然後向膀胱裏灌生理鹽水,讓膀胱膨脹起來,這樣結石就好像在一個儲水池裏;退出窺鏡,接好電源,於是“炸彈”爆炸,使結石粉碎。一般爆炸療法不會損傷膀胱組織。因為爆炸產生的熱量可以被生理鹽水吸收,生理鹽水還可以阻止碎石的擴散。這種方法簡便安全,特別適用於膀胱結石的治療。
2體外震波碎石療法:用體外產生的某種衝擊波,粉碎體內結石,使碎石顆粒通過與外界相通的管道排出。此法適用於泌尿係和膽囊結石。
70年代初,前蘇聯學者首先提出利用水下快脈衝放電獲取液電衝擊波碎石,後來德國科學工作者研究成功。
我國也於80年代中期整機研製成功,並已開展了此項療法。
現在,更有了不需麻醉,也不需泡在水槽裏的體外震波碎石機。采用兩束交叉成90度的X射線透視,使結石定位於震波能源最密集的焦點上,治療過程X射線曝光4~10分鍾,病人承受的X射線輻射量是常規胸透的3倍。震波機工作電壓13~20千伏,震波轟擊300次~1600次,即可把結石全部破碎。治療後7天~14天結石排出。
用這種方法治療膽結石,還應在震波碎石後,每天堅持服用足量的熊去氧膽酸,以便結石碎層逐漸溶解及排出。
大顯身手的激光手術
激光又叫“鐳射”,是激光器受激輻射產生的一種特殊光源。許多固體、氣體、半導體都可以激發出激光。
激光的許多基本特性與普通光線相同,但也有它的一些特性:(1)高亮度,能量非常集中,是目前最亮的光源,功率1毫瓦的氦氖激光器所產生的激光的亮度要比太陽光強100倍;(2)方向性好,基本沿直線傳播;(3)色調純正、鮮明;(4)相幹性好。這些特色,使激光在工農業、醫學、國防等方麵得到廣泛應用。
激光作用於生物體上,可產生熱、光、機械壓力、電磁場等四種效應,並以不同的形式應用於醫學。用激光刀在外科切割、燒灼和焊接,取得了很好的效果,並逐漸在臨床各科得到了應用。
當然,激光是由激光器產生的。醫學上常用的激光器有:(1)固體激光器,如紅寶石激光器、摻釹釔鋁石榴石激光器、釹玻璃激光器等;(2)氣體激光器,如二氧化碳激光器、氦氖激光器和氦鎘激光器。此外,還有液體激光器、化學激光器及半導體激光器。
用激光刀做手術,切割組織損傷少,出血少,止血快,無感染,術後傷口愈合快,疤痕少;用於骨科切骨快速,不會引起骨脆裂,利於骨的再生愈合。
利用激光的燒灼作用,不僅可以治療各種糜爛、潰瘍和炎症,還可以治療體表腫瘤、燒傷結痂、皮膚癌等。
激光的焊接作用廣泛用於眼科,如焊接視網膜剝離的破口,可取得立竿見影的效果。用激光作虹膜切開術可治療青光眼、虹膜睫狀體炎、先天性瞳孔膜閉等,成功率在80%以上。
激光與其他高新技術結合,在醫療中更是大顯身手。如纖維內窺鏡氬激光器,讓激光借助光導纖維直接到達胃腸、膀胱等髒器,直接治療內髒出血或切除表淺腫瘤。國外已有用激光光導纖維清除血管內壁動脈粥樣硬化斑塊的報道。