細胞質(zhì)遺傳的物質(zhì)基礎

第三節(jié)

細胞質(zhì)遺傳的物質(zhì)基礎一、葉綠體遺傳的分子基礎二、線粒體遺傳的分子基礎三、細胞核基因和細胞質(zhì)基因的特性比較四、細胞核基因和細胞質(zhì)基因之間的關系一、葉綠體遺傳的分子基礎1.葉綠體DNA的分子特點:

①ctDNA與細菌DNA相似，為裸露的DNA；

②閉合雙鏈環(huán)狀結構；

③多拷貝；

高等植物每個葉綠體中有30~60個拷貝；藻類中，每個葉綠體中有幾十至上百個拷貝；多數(shù)植物中，每個細胞中約有上千個拷貝。

④單細胞藻類中GC含量較核DNA小，高等植物差異不明顯；⑤一般藻類ctDNA的浮力密度輕于核DNA，而高等植物兩者的差異較小。⑥僅能夠編碼葉綠體本身結構和組成的一部分物質(zhì)。⑦雙鏈基因都可翻譯。2.葉綠體遺傳信息流動的特點①ctDNA與核DNA復制相互獨立，但都是半保留復制；②葉綠體核糖體為70S、而細胞質(zhì)中核糖體為80S；③葉綠體中蛋白質(zhì)合成需要的20種氨基酸載體tRNA分別由核DNA和ctDNA共同編碼。其中脯氨酸、賴氨酸、天冬氨酸、谷氨酸和半胱氨酸的tRNA為核DNA所編碼，其余10多種氨基酸為ctDNA所編碼。④

葉綠體有自身的蛋白質(zhì)合成體系，但僅合成部分蛋白。如葉綠體中RuBp羧化酶的生物合成：8個大亞基（由葉綠體基因組編碼）8個小亞基（由核基因組編碼）⑤葉綠體基因組在遺傳上僅有相對的自主性或半自主性。它是存在于核基因組之外的另一遺傳系統(tǒng)，但在遺傳上所起的作用是有限的。二、線粒體遺傳的分子基礎1.線粒體DNA（mtDNA）的分子結構特點

①

是裸露、閉合環(huán)狀的雙鏈分子，但也有線形的；

②

無重復序列；

③

浮力密度比較低；

④

G、C含量比A、T少；如酵母mtDNA的GC含量為21%。

⑤

兩條單鏈的密度不同，分為重鏈（H）和輕鏈（L）；⑥單個拷貝mtDNA非常小，僅為核DNA十萬分之一；⑦兩條鏈均可作為模板；⑧不同生物中線粒體基因組變化復雜。2.線粒體遺傳信息流動的特點①復制方式為半保留復制，由線粒體DNA聚合酶完成；②有自身的核糖體，且不同的生物差異大；③線粒體的密碼子與核基因

密碼子有差異；

紅色氨基酸密碼子為人類線粒體與核基因不同的密碼子(右圖)，其中有22種tRNA基因，細胞質(zhì)中則有32種tRNA基因。④線粒體中的蛋白質(zhì)是由mtDNA和核基因共同控制合成的。線粒體內(nèi)100多種蛋白質(zhì)中，約有10種左右是線粒體本身合成的，包括3種細胞色素氧化酶亞基、4種ATP酶亞基和1種細胞色素b亞基。∴線粒體是一種半自主性的細胞器。⑤半自主性的細胞器，與核遺傳體系相互依存。三、細胞核基因和細胞質(zhì)基因

的特性比較1.相同點：都是DNA①復制和轉錄方式基本一致；②畸變和基因突變相似。例如：用紫外線既可引起葉綠體的白化突變，也可引起細胞核基因的白化突變。2.不同點DNA分子結構和大小；誘發(fā)突變的效應；基因的定位；基因的分配和傳遞；基因轉移的方式；四、細胞核基因和細胞質(zhì)基因

之間的關系細胞質(zhì)是細胞核基因活動的場所；細胞質(zhì)基因和細胞核基因共同編碼某種或某些蛋白質(zhì)；細胞質(zhì)基因既可獨立控制性狀的發(fā)育，又可與細胞核基因共同起作用；細胞核基因和細胞質(zhì)基因共同建造細胞器；細胞核基因保證細胞質(zhì)基因的延續(xù)；植物細胞中3套基因組中的基因可以相互轉移。共生體決定的染色體外遺傳

－草履蟲放毒型遺傳一、共生體的遺傳㈠、共生體（symbionts）：

不是細胞生存所必需的組成部分，僅以某種共生的形式存在于細胞之中。特點：

1.

能夠自我復制，或者在核基因組作用下進行復制；

2.對寄主表現(xiàn)產(chǎn)生影響，類似細胞質(zhì)遺傳的效應。㈡、草履蟲放毒型的遺傳:1.結構：草履蟲(Parameciumaurelia)是一種常見的原生動物，種類很多。大核(1個)，是多倍體，主要負責營養(yǎng)；小核(2個)，是二倍體、主要負責遺傳。2.繁殖：⑴無性生殖：一個個體經(jīng)有絲分裂成兩個個體。⑵有性生殖：①AA和aa二倍體接合；②大核開始解體，小核經(jīng)減數(shù)分裂→8個小核；③每一個體中有7個小核解體，留下小核，再經(jīng)一次分裂。④兩個體互換1個小核，并與未交換小核合并；⑤小核合并→二倍體，基因型為Aa；⑥大核已完全解體，小核又經(jīng)兩次有絲分裂→兩個個體分開→接合完成；⑦每一個體中的兩個小核發(fā)育成兩大核；⑧小核再經(jīng)一次有絲分裂，兩個親本各自進行分裂。a、b.兩個小核分別進行減數(shù)分裂，形成8個小核，其中7個解體，僅留1個小核；c.小核經(jīng)一次有絲分裂而成為2個小核；d.兩個小核融合成為一個二倍體小核；e.小核經(jīng)2次有絲分裂形成4個二倍體小核；f.2個小核發(fā)育成2個大核；g.1個細胞分裂成2個，各含2個二倍體小核.⑶自體受精(autogamy)：㈢、草履蟲放毒性的遺傳特點：

放毒型：帶有K基因和卡巴(Kappa)粒（直徑0.2~0.8μ），才能穩(wěn)定分泌出一種毒素(草履蟲素)。

敏感型：有K或k基因，而無卡巴粒，則不產(chǎn)生草履蟲素。Kappa粒位于細胞質(zhì)內(nèi)（呈游離狀態(tài)），K位于核內(nèi)。草履蟲素能殺死其它無毒的敏感型。①放毒型的遺傳基礎：細胞質(zhì)中的卡巴粒和核內(nèi)K基因，同時存在才能保證放毒型的穩(wěn)定。②K基因本身不產(chǎn)生卡巴粒，也不合成草履毒蟲素，僅能保證卡巴粒在細胞質(zhì)內(nèi)持續(xù)存在。③雜交試驗：放毒型（KK＋卡巴粒）與敏感型（kk，無卡巴粒）的雜交。雜交時間短：

僅交換兩個小核中的一個，未交換細胞質(zhì)內(nèi)的卡巴粒，F(xiàn)1其表型不變。自體受精后基因分離純合，僅胞質(zhì)中有卡巴粒和基因型為KK的草履蟲為放毒型，其余為敏感型。雜交時間長：同時交換小核與胞質(zhì)中的卡巴粒，F(xiàn)1均表現(xiàn)為放毒型。自體受精后基因純合；無性繁殖，kk基因型中的卡巴粒漸漸丟失而成為敏感型。以上實驗可知：只有KK或Kk+卡巴粒的個體能保持放毒性。核內(nèi)K基因→細胞質(zhì)內(nèi)卡巴粒的增殖→產(chǎn)生草履蟲素。kk+卡巴粒個體雖有卡巴粒，但無K基因而不能保持其放毒性，多次無性繁殖后卡巴粒逐漸減少→為敏感型。KK或kk基因型個體在無卡巴粒時均為敏感型?！呖ò土２皇躃或k基因的控制?？ò土ｋm然依附于K基因，但仍有一定的獨立性，可以自行復制?！嗪嘶蚩梢砸鹳|(zhì)基因的突變，質(zhì)基因的存在決定于核基因，但質(zhì)基因具有一定的獨立性，能夠決定遺傳性狀的表現(xiàn)。第四節(jié)植物雄性不育的遺傳一、雄性不育(malesterility)的類別：雄性不育特征是雄蕊發(fā)育不正常，不能產(chǎn)生有正常功能的花粉，但其雌蕊發(fā)育正常，能接受正?；ǚ鄱芫Y實。植物界很普遍，在18個科的110多種植物中存在。如水稻、玉米、高梁、大小麥、甜菜、油菜等。其中水稻、油菜、玉米雄性不育性已用于大田生產(chǎn)之中。1.核不育型：是由核內(nèi)染色體上基因所決定的雄性不育類型。如：可育基因Ms→不育基因ms。這種核不育變異在稻、麥、玉米、谷子、番茄和洋蔥等許多作物中都已發(fā)現(xiàn)。

例如：玉米的7對染色體上已發(fā)現(xiàn)了14個核不育基因。

遺傳特點：敗育過程發(fā)生于花粉母細胞的減數(shù)分裂期間，不能形成正?；ǚ邸鷶∮謴氐?，可育株與不育株界限明顯。遺傳研究表明：多數(shù)核不育型均受簡單的一對隱性基因(msms)所控制，純合體(msms)表現(xiàn)為雄性不育。這種不育性能被相對顯性基因Ms所恢復，雜合體(Msms)后代呈簡單的孟德爾式的分離。msms×MsMs↓Msms↓?MsMsMsmsmsms3∶1用普通遺傳學的方法不能使整個群體保持這種不育性，這是核不育型的一個重要特征?！邿o保持系，這種核不育的利用有很大的限制性。2.質(zhì)─核不育型

（cytoplasmicmalesterility，CMS）：

⑴概念：由細胞質(zhì)基因和核基因互作控制的不育類型。⑵花粉敗育時間：在玉米、小麥和高梁等作物中，這種不育類型的花粉敗育多數(shù)發(fā)生在減數(shù)分裂以后；質(zhì)核不育的表現(xiàn)一般比核不育要復雜。

⑶

遺傳特點：胞質(zhì)不育基因為S；胞質(zhì)可育基因為N；核不育基因r，不能恢復不育株育性；核可育基因R，能夠恢復不育株育性。⑷以不育個體S(rr)為母本，

分別與五種可育型雜交：♀

♂F1S(rr)不育×S(RR)可育→S(Rr)可育S(rr)不育×S(Rr)可育→S(rr)不育S(rr)不育×N(Rr)可育→S(Rr)可育S(rr)不育×N(RR)可育→S(Rr)可育S(rr)不育×N(rr)可育→S(rr)不育⑸可將各種雜交組合歸納為以下三種情況：①S(rr)×N(rr)→S(rr)中，F(xiàn)1表現(xiàn)不育。

N(rr)個體具有保持母本不育性在世代中穩(wěn)定的能力，稱為保持系(B)。

S(rr)個體由于能夠被N(rr)個體所保持，其后代全部為穩(wěn)定不育的個體，稱為不育系(A)。②S(rr)×N(RR)或S(RR)→S(Rr)中，F(xiàn)1全部正常可育。

N(RR)或S(RR)個體具有恢復育性的能力，稱為恢復系(R)。③S(rr)×N(Rr)或S(Rr)→S(Rr)+S(rr)中，F(xiàn)1育性分離。N(Rr)或S(Rr)具有雜合的恢復能力，稱恢復性雜合體。二、質(zhì)核不育性遺傳的復雜性⑴雄性不育發(fā)生的時間不一致：

①孢子體不育：是指花粉的育性受孢子體(即植株)基因型所控制，而與花粉本身所含基因無關。孢子體基因型為rr→花粉全部敗育；孢子體基因型為RR→花粉全部可育；孢子體基因型為Rr→產(chǎn)生的花粉中有R也有r，但均可育，自交后代表現(xiàn)株間分離。如：玉米T型不育系、水稻野敗型不育系等。②配子體不育：是指花粉育性直接受花粉本身的基因所決定。配子體內(nèi)核基因為R→該配子可育；配子體內(nèi)核基因為r→該配子不育。如果孢子體為雜合基因型Rr的自交后代中，將有一半植株的花粉是半不育的，表現(xiàn)為穗上的分離。S(rr)×N(RR)↓S(Rr)↓如：玉米M型不育系、水稻紅蓮Ａ等。⑵胞質(zhì)不育基因的多樣性與核育性基因

的對應性：同一種植物有多種質(zhì)核不育類型。胞質(zhì)不育基因和核基因的來源和性質(zhì)不同→表現(xiàn)特征和恢復性反應有明顯差異。

普通小麥：

19種不育胞質(zhì)基因與普通小麥的特定核不育基因相互作用→都可以表現(xiàn)雄性不育。⑶單基因不育性和多基因性不育性：核遺傳型不育性：多數(shù)表現(xiàn)為單基因遺傳；質(zhì)核互作型：既有單基因控制、也有多基因控制。

①單基因不育性：指1~2對核內(nèi)主基因與對應的不育胞質(zhì)基因決定的不育性。不育×可育→F1↓?F2（3:1或9:3:3:1）

②多基因不育性：由兩對以上的核基因與對應的胞質(zhì)基因共同決定的不育性。有關基因的表現(xiàn)型效應較弱，但有累加效應，隨著恢復基因的增加其育性上升。如小麥T型不育系和高粱的3197A就屬于這種類型。(4)對環(huán)境的敏感性：易受到環(huán)境條件的影響，特別是多基因不育更易受環(huán)境變化的影響。

光照和氣溫是一個重要的影響因素。例如：

高粱3197A：高溫季節(jié)開花的個體常出現(xiàn)正常黃色的花藥；

玉米Ｔ型不育材料：低溫季節(jié)開花而表現(xiàn)出較高程度的育性。三、雄性不育的發(fā)生機理：1.核不育型：核基因單獨控制假說，即Ms（可育）→

ms（不育）。核基因決定著育性，不育性徹底；但保持不育性困難?？衫靡恍┟缙诘臉擞浶誀钆c不育基因的連鎖來識別不育（msms）與可育（Msms）。

如：玉米的核不育黃綠苗標記體系，三葉期黃綠苗的植株為不育系、綠苗可作為保持系。2.質(zhì)－核互作遺傳型：不育胞質(zhì)基因載于何處？它如何與核基因相互作用而導致不育？質(zhì)核互補控制假說：

不能形成淀粉酶或其它一些酶，認為胞質(zhì)不育基因存在于線粒體上。當mtDNA某個或某些節(jié)段發(fā)生變異，胞質(zhì)基因由N→S時，線粒體mRNA所轉錄的不育性信息使某些酶不能形成，或形成某些不正常的酶，從而破壞花粉形成的正常代謝過程最終導致花粉敗育。mtDNA發(fā)生變異后→是否一定導致花粉敗育，還與核基因的狀態(tài)有關：一般情況下，只要質(zhì)核雙方一方帶有可育的遺傳信息，無論是N或R→均能形成正常育性的花粉。R可補償S的不足、N可補償r的不足。只有S與r共存時，由于不能互相補償→表現(xiàn)不育。親緣假說假說認為：遺傳結構的變異引起個體間生理生化代謝上的差異，與個體間親緣關系的遠近成正相關。兩個親本之間的親緣差距越大，雜交后的生理不協(xié)調(diào)程度越大。當達到一定程度，則導致植株代謝水平下降，分解大于合成，使花粉中的生活物質(zhì)減少，導致花粉敗育。兩個正常品種或品系進行遠源雜交，或遠距離的生態(tài)型之間的雜交，可能導致雄性不育。保持系要從不育系親緣關系遠的品種去尋找；恢復系要選擇和不育系親緣關系近的品種。四、雄性不育的利用1.二區(qū)三系制種法－三系法質(zhì)核型不育性由于細胞質(zhì)基因與核基因間的互作，故既可以找到保持系→不育性得到保持、也可找到相應恢復系→育性得到恢復，實現(xiàn)三系配套。同時解決不育系繁種和雜種種子生產(chǎn)的問題：繁種：A×B→A制種：A×R→F12.光、溫敏核不育法－兩系法﹡水稻光敏核不育材料：

長日照條件下為不育(＞14h，制種)；

短日照條件下為可育(＜13.75h，繁種)。﹡水稻溫敏核不育材料：＞28℃，不育；＜23-24℃，育性轉為正常。1973年，石明松在晚粳農(nóng)墾58中發(fā)現(xiàn)“湖北光敏核不育水稻－農(nóng)墾58S”?！稗r(nóng)墾58S”在長日照條件下為不育，短日照下為可育

→可將不育系和保持系合二為一

→提出了生產(chǎn)雜交種子的“二系法”本章小結1.細胞質(zhì)遺傳的特點：

①.正、反交遺傳表現(xiàn)不同，性狀通過母本傳遞給后代。

②.

連續(xù)回交，可置換母本全部核基因，但母本胞質(zhì)基因及其控制的性狀不消失。

③.基因定位困難，屬于非孟德爾式遺傳。

④.細胞質(zhì)中由附加體或共生體決定的性狀，其表現(xiàn)類似于病毒的傳導或感染，即能傳遞給其它細胞。2.母性影響：母性影響所表現(xiàn)的遺傳現(xiàn)象與胞質(zhì)遺傳相似，但其本質(zhì)不同，因為母性影響不是細胞質(zhì)遺傳，而是F1受母本基因的影響，以后還要分離。3.胞質(zhì)遺傳的表現(xiàn)：①.葉綠體遺傳；②.線粒體遺傳；③.共生體遺傳。本章小結4.胞質(zhì)遺傳與核遺傳的異同：*共同點*不同點5.胞質(zhì)基因與核基因的關系：核基因可引起質(zhì)基因突變，質(zhì)基因的存在決定于核基因，但質(zhì)基因具有一定的獨立性，能夠決定遺傳性狀的表現(xiàn)。本章小結6.雄性不育的類別及其遺傳機理:

①.類別：核不育型、質(zhì)–核互作不育型。

②.三系配套：不育系A：S(rr)；保持系B：N(rr)；恢復系R：S(RR)、N(RR)。

③.孢子體不育與配子體不育。

④.雄性不育的發(fā)生機理。本章小結TheEnd！MagneticResonanceImaging磁共振成像發(fā)生事件作者或公司磁共振發(fā)展史1946發(fā)現(xiàn)磁共振現(xiàn)象BlochPurcell1971發(fā)現(xiàn)腫瘤的T1、T2時間長Damadian1973做出兩個充水試管MR圖像Lauterbur1974活鼠的MR圖像Lauterbur等1976人體胸部的MR圖像Damadian1977初期的全身MR圖像

Mallard1980磁共振裝置商品化1989

0.15T永磁商用磁共振設備中國安科

2003諾貝爾獎金LauterburMansfierd時間MR成像基本原理實現(xiàn)人體磁共振成像的條件:人體內(nèi)氫原子核是人體內(nèi)最多的物質(zhì)。最易受外加磁場的影響而發(fā)生磁共振現(xiàn)象(沒有核輻射)有一個穩(wěn)定的靜磁場（磁體）梯度場和射頻場：前者用于空間編碼和選層，后者施加特定頻率的射頻脈沖，使之形成磁共振現(xiàn)象信號接收裝置：各種線圈計算機系統(tǒng)：完成信號采集、傳輸、圖像重建、后處理等

人體內(nèi)的H核子可看作是自旋狀態(tài)下的小星球。自然狀態(tài)下，H核進動雜亂無章，磁性相互抵消zMyx進入靜磁場后，H核磁矩發(fā)生規(guī)律性排列（正負方向），正負方向的磁矢量相互抵消后，少數(shù)正向排列（低能態(tài)）的H核合成總磁化矢量M，即為MR信號基礎ZZYYXB0XMZMXYA:施加90度RF脈沖前的磁化矢量MzB:施加90度RF脈沖后的磁化矢量Mxy.并以Larmor頻率橫向施進C:90度脈沖對磁化矢量的作用。即M以螺旋運動的形式傾倒到橫向平面ABC在這一過程中，產(chǎn)生能量

三、弛豫（Relaxation）回復“自由”的過程

1.

縱向弛豫（T1弛豫）：

M0（MZ）的恢復，“量變”高能態(tài)1H→低能態(tài)1H自旋—晶格弛豫、熱弛豫

吸收RF光子能量（共振）低能態(tài)1H高能態(tài)1H

放出能量（光子，MRS）T1弛豫時間：

MZ恢復到M0的2/3所需的時間

T1愈小、M0恢復愈快T2弛豫時間：MXY喪失2/3所需的時間；T2愈大、同相位時間長MXY持續(xù)時間愈長MXY與ST1加權成像、T2加權成像

所謂的加權就是“突出”的意思

T1加權成像（T1WI）----突出組織T1弛豫（縱向弛豫）差別

T2加權成像（T2WI）----突出組織T2弛豫（橫向弛豫）差別。

磁共振診斷基于此兩種標準圖像磁共振常規(guī)h檢查必掃這兩種標準圖像.T1的長度在數(shù)百至數(shù)千毫秒（ms）范圍T2值的長度在數(shù)十至數(shù)千毫秒（ms）范圍

在同一個馳豫過程中,T2比T1短得多

如何觀看MR圖像：首先我們要分清圖像上的各種標示。分清掃描序列、掃描部位、掃描層面。正常或異常的所在部位---即在同一層面觀察、分析T1、T2加權像上信號改變。絕大部分病變T1WI是低信號、T2WI是高信號改變。只要熟悉掃描部位正常組織結構的信號表現(xiàn)，通常病變與正常組織不會混淆。一般的規(guī)律是T1WI看解剖,T2WI看病變。磁共振成像技術－－圖像空間分辨力，對比分辨力一、如何確定MRI的來源（一）層面的選擇1.MXY產(chǎn)生（1H共振）條件

RF=ω=γB02.梯度磁場Z（GZ）

GZ→B0→ω

不同頻率的RF

特定層面1H激勵、共振

3.層厚的影響因素

RF的帶寬↓

GZ的強度↑層厚↓〈二〉體素信號的確定1、頻率編碼2、相位編碼

M0↑--GZ、RF→相應層面MXY----------GY→沿Y方向1H有不同ω

各1H同相位MXY旋進速度不同同頻率一定時間后→→GX→沿X方向1H有不同ω沿Y方向不同1H的MXYMXY旋進頻率不同位置不同（相位不同）〈三〉空間定位及傅立葉轉換

GZ----某一層面產(chǎn)生MXYGX----MXY旋進頻率不同

GY----MXY旋進相位不同（不影響MXY大?。?/p>

↓某一層面不同的體素，有不同頻率、相位

MRS（FID）第三節(jié)、磁共振檢查技術檢查技術產(chǎn)生圖像的序列名產(chǎn)生圖像的脈沖序列技術名TRA、COR、SAGT1WT2WSETR、TE…….梯度回波FFE快速自旋回波FSE壓脂壓水MRA短TR短TE－－T1W長TR長TE－－T2W增強MR最常用的技術是：多層、多回波的SE（spinecho，自旋回波）技術磁共振掃描時間參數(shù)：TR、TE磁共振掃描還有許多其他參數(shù)：層厚、層距、層數(shù)、矩陣等序列常規(guī)序列自旋回波（SE）,快速自旋回波（FSE）梯度回波（FE）反轉恢復（IR），脂肪抑制（STIR）、水抑制（FLAIR）高級序列水成像（MRCP,MRU,MRM）血管造影（MRA,TOF2D/3D）三維成像（SPGR）彌散成像（DWI）關節(jié)運動分析是一種成像技術而非掃描序列自旋回波（SE）必掃序列圖像清晰顯示解剖結構目前只用于T1加權像快速自旋回波（FSE）必掃序列成像速度快多用于T2加權像梯度回波（GE）成像速度快對出血敏感T2加權像水抑制反轉恢復（IR）水抑制（FLAIR）抑制自由水梗塞灶顯示清晰判斷病灶成份脂肪抑制反轉恢復（IR）脂肪抑制（STIR）抑制脂肪信號判斷病灶成分其它組織顯示更清晰血管造影（MRA）無需造影劑TOF法PC法MIP投影動靜脈分開顯示水成像（MRCP，MRU，MRM）含水管道系統(tǒng)成像膽道MRCP泌尿路MRU椎管MRM主要用于診斷梗阻擴張超高空間分辨率掃描任意方位重建窄間距重建技術大大提高對小器官、小病灶的診斷能力三維梯度回波（SPGR） 早期診斷腦梗塞

彌散成像MRI的設備一、信號的產(chǎn)生、探測接受1.磁體（Magnet）:靜磁場B0（Tesla,T）→組織凈磁矩M0

永磁型（permanentmagnet）常導型（resistivemagnet）超導型（superconductingmagnet）磁體屏蔽（magnetshielding）2.梯度線圈（gradientcoil）:

形成X、Y、Z軸的磁場梯度功率、切換率3.射頻系統(tǒng)（radio-frequencesystem，RF）

MR信號接收二、信號的處理和圖象顯示數(shù)模轉換、計算機，等等；MRI技術的優(yōu)勢1、軟組織分辨力強（判斷組織特性）2、多方位成像3、流空效應（顯示血管）4、無骨骼偽影5、無電離輻射，無碘過敏6、不斷有新的成像技術MRI技術的禁忌證和限度1.禁忌證

體內(nèi)彈片、金屬異物各種金屬置入：固定假牙、起搏器、血管夾、人造關節(jié)、支架等危重病人的生命監(jiān)護系統(tǒng)、維持系統(tǒng)不能合作病人，早期妊娠，高熱及散熱障礙2.其他鈣化顯示相對較差空間分辨較差（體部，較同等CT）費用昂貴多數(shù)MR機檢查時間較長1.病人必須去除一切金屬物品，最好更衣，以免金屬物被吸入磁體而影響磁場均勻度，甚或傷及病人。2.掃描過程中病人身體（皮膚）不要直接觸碰磁體內(nèi)壁及各種導線，防止病人灼傷。3.紋身（紋眉）、化妝品、染發(fā)等應事先去掉，因其可能會引起灼傷。4.病人應帶耳塞，以防聽力損傷。掃描注意事項顱腦MRI適應癥顱內(nèi)良惡性占位病變腦血管性疾病梗死、出血、動脈瘤、動靜脈畸形（AVM）等顱腦外傷性疾病腦挫裂傷、外傷性顱內(nèi)血腫等感染性疾病腦膿腫、化膿性腦膜炎、病毒性腦炎、結核等脫髓鞘性或變性類疾病多發(fā)性硬化（MS）等先天性畸形胼胝體發(fā)育不良、小腦扁桃體下疝畸形等脊柱和脊髓MRI適應證1.腫瘤性病變椎管類腫瘤（髓內(nèi)、髓外硬膜內(nèi)、硬膜外），椎骨腫瘤（轉移性、原發(fā)性）2.炎癥性疾病脊椎結核、骨髓炎、椎間盤感染、硬膜外膿腫、蛛網(wǎng)膜炎、脊髓炎等3.外傷骨折、脫位、椎間盤突出、椎管內(nèi)血腫、脊髓損傷等4.脊柱退行性變和椎管狹窄癥椎間盤變性、膨隆、突出、游離，各種原因椎管狹窄，術后改變，5.脊髓血管畸形和血管瘤6.脊髓脫髓鞘疾?。ㄈ鏜S），脊髓萎縮7.先天性畸形胸部MRI適應證呼吸系統(tǒng)對縱隔及肺門區(qū)病變顯示良好，對肺部結構顯示不如CT。胸廓入口病變及其上下比鄰關系縱隔腫瘤和囊腫及其與大血管的關系其他較CT無明顯優(yōu)越性心臟及大血管大血管病變各類動脈瘤、腔靜脈血栓等心臟及心包腫瘤，心包其他病變其他（如先心、各種心肌病等）較超聲心動圖無優(yōu)勢，應用不廣腹部MRI適應證主要用于部分實質(zhì)性器官的腫瘤性病變肝腫瘤性病變，提供鑒別信息胰腺腫瘤，有利小胰癌、胰島細胞癌顯示宮頸、宮體良惡性腫瘤及分期等，先天畸形腫瘤的定位（臟器上下緣附近）、分期膽道、尿路梗阻和腫瘤，MRCP，MRU直腸腫瘤骨與關節(jié)MRI適應證X線及CT的后續(xù)檢查手段－－鈣質(zhì)顯示差和空間分辨力部分情況可作首選：1.累及骨髓改變的骨?。ㄔ缙诠侨毖詨乃?，早期骨髓炎、骨髓腫瘤或侵犯骨髓的腫瘤）2.結構復雜關節(jié)的損傷（膝、髖關節(jié)）3.形狀復雜部位的檢查（脊柱、骨盆等）軟件登錄界面軟件掃描界面圖像瀏覽界面膠片打印界面報告界面報告界面2合理應用抗菌藥物預防手術部位感染概述外科手術部位感染的2/3發(fā)生在切口醫(yī)療費用的增加病人滿意度下降導致感染、止血和疼痛一直是外科的三大挑戰(zhàn)，止血和疼痛目前已較好解決感染仍是外科醫(yī)生面臨的重大問題，處理不當，將產(chǎn)生嚴重后果外科手術部位感染占院內(nèi)感染的14%～16%，僅次于呼吸道感染和泌尿道感染，居院內(nèi)感染第3位嚴重手術部位的感染——病人的災難，醫(yī)生的夢魘

預防手術部位感染（surgicalsiteinfection,SSI)

手術部位感染的40%–60%可以預防圍手術期使用抗菌藥物的目的外科醫(yī)生的困惑★圍手術期應用抗生素是預防什么感染？★哪些情況需要抗生素預防？★怎樣選擇抗生素？★什么時候開始用藥？★抗生素要用多長時間？定義：指發(fā)生在切口或手術深部器官或腔隙的感染分類：切口淺部感染切口深部感染器官／腔隙感染一、SSI定義和分類二、SSI診斷標準——切口淺部感染

指術后30天內(nèi)發(fā)生、僅累及皮膚及皮下組織的感染，并至少具備下述情況之一者：

1．切口淺層有膿性分泌物

2．切口淺層分泌物培養(yǎng)出細菌

3．具有下列癥狀體征之一：紅熱，腫脹，疼痛或壓痛，因而醫(yī)師將切口開放者（如培養(yǎng)陰性則不算感染）

4．由外科醫(yī)師診斷為切口淺部SSI

注意：縫線膿點及戳孔周圍感染不列為手術部位感染二、SSI診斷標準——切口深部感染

指術后30天內(nèi)（如有人工植入物則為術后1年內(nèi)）發(fā)生、累及切口深部筋膜及肌層的感染，并至少具備下述情況之一者：

1.切口深部流出膿液

2.切口深部自行裂開或由醫(yī)師主動打開，且具備下列癥狀體征之一：①體溫＞38℃；②局部疼痛或壓痛

3.臨床或經(jīng)手術或病理組織學或影像學診斷，發(fā)現(xiàn)切口深部有膿腫

4.外科醫(yī)師診斷為切口深部感染

注意：感染同時累及切口淺部及深部者，應列為深部感染

二、SSI診斷標準—器官／腔隙感染

指術后30天內(nèi)（如有人工植入物★則術后1年內(nèi)）、發(fā)生在手術曾涉及部位的器官或腔隙的感染，通過手術打開或其他手術處理，并至少具備以下情況之一者：

1.放置于器官/腔隙的引流管有膿性引流物

2.器官/腔隙的液體或組織培養(yǎng)有致病菌

3.經(jīng)手術或病理組織學或影像學診斷器官/腔隙有膿腫

4.外科醫(yī)師診斷為器官/腔隙感染

★人工植入物：指人工心臟瓣膜、人工血管、人工關節(jié)等二、SSI診斷標準—器官／腔隙感染

不同種類手術部位的器官/腔隙感染有：

腹部：腹腔內(nèi)感染（腹膜炎，腹腔膿腫）生殖道：子宮內(nèi)膜炎、盆腔炎、盆腔膿腫血管：靜脈或動脈感染三、SSI的發(fā)生率美國1986年～1996年593344例手術中，發(fā)生SSI15523次，占2.62%英國1997年～2001年152所醫(yī)院報告在74734例手術中，發(fā)生SSI3151例，占4.22%中國？SSI占院內(nèi)感染的14～16%，僅次于呼吸道感染和泌尿道感染三、SSI的發(fā)生率SSI與部位：非腹部手術為2%～5%腹部手術可高達20%SSI與病人：入住ICU的機會增加60%再次入院的機會是未感染者的5倍SSI與切口類型：清潔傷口 1%～2%清潔有植入物 ＜5%可染傷口＜10%手術類別手術數(shù)SSI數(shù)感染率(%)小腸手術6466610.2大腸手術7116919.7子宮切除術71271722.4肝、膽管、胰手術1201512.5膽囊切除術8222.4不同種類手術的SSI發(fā)生率：三、SSI的發(fā)生率手術類別SSI數(shù)SSI類別（%）切口淺部切口深部器官/腔隙小腸手術6652.335.412.3大腸手術69158.426.315.3子宮切除術17278.813.57.6骨折開放復位12379.712.28.1不同種類手術的SSI類別：三、SSI的發(fā)生率延遲愈合疝內(nèi)臟膨出膿腫，瘺形成。需要進一步處理這里感染將導致:延遲愈合疝內(nèi)臟膨出膿腫、瘺形成需進一步處理四、SSI的后果四、SSI的后果在一些重大手術，器官/腔隙感染可占到1/3。SSI病人死亡的77%與感染有關，其中90%是器官/腔隙嚴重感染

——InfectControlandHospEpidemiol,1999,20(40:247-280SSI的死亡率是未感染者的2倍五、導致SSI的危險因素（1）病人因素：高齡、營養(yǎng)不良、糖尿病、肥胖、吸煙、其他部位有感染灶、已有細菌定植、免疫低下、低氧血癥五、導致SSI的危險因素（2）術前因素：術前住院時間過長用剃刀剃毛、剃毛過早手術野衛(wèi)生狀況差（術前未很好沐?。τ兄刚髡呶从每股仡A防五、導致SSI的危險因素（3）手術因素：手術時間長、術中發(fā)生明顯污染置入人工材料、組織創(chuàng)傷大止血不徹底、局部積血積液存在死腔和/或失活組織留置引流術中低血壓、大量輸血刷手不徹底、消毒液使用不當器械敷料滅菌不徹底等手術特定時間是指在大量同種手術中處于第75百分位的手術持續(xù)時間其因手術種類不同而存在差異超過T越多，SSI機會越大五、導致SSI的危險因素（4）SSI危險指數(shù)（美國國家醫(yī)院感染監(jiān)測系統(tǒng)制定）：病人術前已有≥3種危險因素污染或污穢的手術切口手術持續(xù)時間超過該類手術的特定時間（T）

（或一般手術＞2h)六、預防SSI干預方法根據(jù)指南使用預防性抗菌藥物正確脫毛方法縮短術前住院時間維持手術患者的正常體溫血糖控制氧療抗菌素的預防/治療預防

在污染細菌接觸宿主手術部位前給藥治療

在污染細菌接觸宿主手術部位后給藥

防患于未然六、預防SSI干預方法

——抗菌藥物的應用118預防和治療性抗菌素使用目的：清潔手術：防止可能的外源污染可染手術：減少粘膜定植細菌的數(shù)量污染手術：清除已經(jīng)污染宿主的細菌六、預防SSI干預方法

——抗菌藥物的應用119需植入假體，心臟手術、神外手術、血管外科手術等六、預防SSI干預方法

——抗菌藥物的應用預防性抗菌素使用指征：可染傷口(Clean-contaminatedwound)污染傷口（Contaminatedwound）清潔傷口（Cleanwound）但存在感染風險六、預防SSI干預方法

——抗菌藥物的應用外科預防性抗生素的應用：預防性抗生素對哪些病人有用?什么時候開始用藥?抗生素種類選擇?使用單次還是多次?采用怎樣的給藥途徑？六、預防SSI干預方法

——抗菌藥物的應用預防性抗菌素顯示有效的手術有：婦產(chǎn)科手術胃腸道手術(包括闌尾炎)口咽部手術腹部和肢體血管手術心臟手術骨科假體植入術開顱手術某些“清潔”手術六、預防SSI干預方法

——抗菌藥物的應用外科預防性抗生素的應用：預防性抗生素對哪些病人有用?什么時候開始用藥?抗生素種類選擇?使用單次還是多次?采用怎樣的給藥途徑？六、預防SSI干預方法

——抗菌藥物的應用

理想的給藥時間？目前還沒有明確的證據(jù)表明最佳的給藥時機研究顯示：切皮前45～75min給藥，SSI發(fā)生率最低，且不建議在切皮前30min內(nèi)給藥影響給藥時間的因素:所選藥物的代謝動力學特性手術中污染發(fā)生的可能時間病人的循環(huán)動力學狀態(tài)止血帶的使用剖宮產(chǎn)細菌在手術傷口接種后的生長動力學

手術過程

012345671hr2hrs6hrs1day3-5days細菌數(shù)logCFU/ml六、預防SSI干預方法

——抗菌藥物的應用125術后給藥，細菌在手術傷口接種的生長動力學無改變

手術過程抗生素血腫血漿六、預防SSI干預方法

——抗菌藥物的應用Antibioticsinclot

手術過程

血漿中抗生素予以抗生素血塊中抗生素血漿術前給藥，可以有效抑制細菌在手術傷口的生長六、預防SSI干預方法

——抗菌藥物的應用127ClassenDC,etal..NEnglJMed1992;326:281切開前時間切開后時間予以抗生素切開六、預防SSI干預方法

——抗菌藥物的應用不同給藥時間，手術傷口的感染率不同NEJM1992;326:281-6投藥時間感染數(shù)（%）相對危險度(95%CI)早期（切皮前2-24h）36914(3.8%)6.7(2.9-14.7)4.3手術前（切皮前45-75min)170810(0.9%)1.0圍手術期（切皮后3h內(nèi)）2824(1.4%)2.4(0.9-7.9) 2.1手術后（切皮3h以上）48816(3.3%)5.8(2.6-12.3)

5.8全部284744(1.5%)似然比病人數(shù)六、預防SSI干預方法

——抗菌藥物的應用結論：抗生素在切皮前45-75min或麻醉誘導開始時給藥，預防SSI效果好129六、預防SSI干預方法

——抗菌藥物的應用切口切開后，局部抗生素分布將受阻必須在切口切開前給藥?。。】咕貞谇衅で?5～75min給藥六、預防SSI干預方法

——抗菌藥物的應用外科預防性抗生素的應用：預防性抗生素對哪些病人有用?什么時候開始用藥?抗生素種類選擇?使用單次還是多次?采用怎樣的給藥途徑？有效安全殺菌劑半衰期長相對窄譜廉價六、預防SSI干預方法

——抗菌藥物的應用抗生素的選擇原則：各類手術最易引起SSI的病原菌及預防用藥選擇六、預防SSI干預方法

——抗菌藥物的應用

手術最可能的病原菌預防用藥選擇膽道手術革蘭陰性桿菌，厭氧菌頭孢呋辛或頭孢哌酮或

(如脆弱類桿菌）頭孢曲松闌尾手術革蘭陰性桿菌，厭氧菌頭孢呋辛或頭孢噻肟；

(如脆弱類桿菌）＋甲硝唑結、直腸手術革蘭陰性桿菌，厭氧菌頭孢呋辛或頭孢曲松或

(如脆弱類桿菌）頭孢噻肟；＋甲硝唑泌尿外科手術革蘭陰性桿菌頭孢呋辛；環(huán)丙沙星婦產(chǎn)科手術革蘭陰性桿菌，腸球菌頭孢呋辛或頭孢曲松或

B族鏈球菌，厭氧菌頭孢噻肟；+甲硝唑莫西沙星（可單藥應用）注:各種手術切口感染都可能由葡萄球菌引起六、預防SSI干預方法

——抗菌藥物的應用外科預防性抗生素的應用：預防性抗生素對哪些病人有用?什么時候開始用藥?抗生素種類選擇?使用單次還是多次?采用怎樣的給藥途徑？六、預防SSI干預方法

——抗菌藥物的應用單次給藥還是多次給藥？沒有證據(jù)顯示多次給藥比單次給藥好傷口關閉后給藥沒有益處多數(shù)指南建議24小時內(nèi)停藥沒有必要維持抗菌素治療直到撤除尿管和引流管手術時間延長或術中出血量較大時可重復給藥細菌污染定植感染一次性用藥用藥24h用藥4872h數(shù)小時從十數(shù)小時到數(shù)十小時六、預防SSI干預方法

——抗菌藥物的應用用藥時機不同，用藥期限也應不同短時間預防性應用抗生素的優(yōu)點：六、預防SSI干預方法

——抗菌藥物的應用減少毒副作用不易產(chǎn)生耐藥菌株不易引起微生態(tài)紊亂減輕病人負擔可以選用單價較高但效果較好的抗生素減少護理工作量藥品消耗增加抗菌素相關并發(fā)癥增加耐藥抗菌素種類增加易引起脆弱芽孢桿菌腸炎MRSA（耐甲氧西林金黃色葡萄球菌）定植六、預防SSI干預方法

——抗菌藥物的應用延長抗菌素使用的缺點：六、預防SSI干預方法

——抗菌藥物的應用外科預防性抗生素的應用：預防性抗生素對哪些病人有用?什么時候開始用藥?抗生素種類選擇?使用單次還是多次?采用怎樣的給藥途徑？正確的給藥方法：六、預防SSI干預方法

——抗菌藥物的應用應靜脈給藥，2030min滴完肌注、口服存在吸收上的個體差異，不能保證血液和組織的藥物濃度，不宜采用常用的-內(nèi)酰胺類抗生素半衰期為12h，若手術超過３４h，應給第２個劑量，必要時還可用第３次可能有損傷腸管的手術，術前用抗菌藥物準備腸道局部抗生素沖洗創(chuàng)腔或傷口無確切預防效果，不予提倡不應將日常全身性應用的抗生素應用于傷口局部（誘發(fā)高耐藥）必要時可用新霉素、桿菌肽等抗生素緩釋系統(tǒng)（PMMA—青大霉素骨水泥或膠原海綿)局部應用可能有一定益處六、預防SSI干預方法

——抗菌藥物的應用不提倡局部預防應用抗生素：時機不當時間太長選藥不當，缺乏針對性六、預防SSI干預方法

——抗菌藥物的應用預防用藥易犯的錯誤：在開刀前45-75min之內(nèi)投藥按最新臨床指南選藥術后24小時內(nèi)停藥擇期手術后一般無須繼續(xù)使用抗生素大量對比研究證明，手術后繼續(xù)用藥數(shù)次或數(shù)天并不能降低手術后感染率若病人有明顯感染高危因素或使用人工植入物，可再用1次或數(shù)次小結預防SSI干預方法

——正確的脫毛方法用脫毛劑、術前即刻備皮可有效減少SSI的發(fā)生手術部位脫毛方法與切口感染率的關系：備皮方法 剃毛備皮 5.6%

脫毛0.6%備皮時間 術前24小時前 ＞20%

術前24小時內(nèi) 7.1%

術前即刻 3.1%方法/時間 術前即刻剪毛 1.8%

前1晚剪/剃毛 4.0%THANKYOUMagneticResonanceImagingPART01磁共振成像發(fā)生事件作者或公司磁共振發(fā)展史1946發(fā)現(xiàn)磁共振現(xiàn)象BlochPurcell1971發(fā)現(xiàn)腫瘤的T1、T2時間長Damadian1973做出兩個充水試管MR圖像Lauterbur1974活鼠的MR圖像Lauterbur等1976人體胸部的MR圖像Damadian1977初期的全身MR圖像

Mallard1980磁共振裝置商品化1989

0.15T永磁商用磁共振設備中國安科

2003諾貝爾獎金LauterburMansfierd時間PART02MR成像基本原理實現(xiàn)人體磁共振成像的條件:人體內(nèi)氫原子核是人體內(nèi)最多的物質(zhì)。最易受外加磁場的影響而發(fā)生磁共振現(xiàn)象(沒有核輻射)有一個穩(wěn)定的靜磁場（磁體）梯度場和射頻場：前者用于空間編碼和選層，后者施加特定頻率的射頻脈沖，使之形成磁共振現(xiàn)象信號接收裝置：各種線圈計算機系統(tǒng)：完成信號采集、傳輸、圖像重建、后處理等

人體內(nèi)的H核子可看作是自旋狀態(tài)下的小星球。自然狀態(tài)下，H核進動雜亂無章，磁性相互抵消zMyx進入靜磁場后，H核磁矩發(fā)生規(guī)律性排列（正負方向），正負方向的磁矢量相互抵消后，少數(shù)正向排列（低能態(tài)）的H核合成總磁化矢量M，即為MR信號基礎ZZYYXB0XMZMXYA:施加90度RF脈沖前的磁化矢量MzB:施加90度RF脈沖后的磁化矢量Mxy.并以Larmor頻率橫向施進C:90度脈沖對磁化矢量的作用。即M以螺旋運動的形式傾倒到橫向平面ABC在這一過程中，產(chǎn)生能量

三、弛豫（Relaxation）回復“自由”的過程

1.

縱向弛豫（T1弛豫）：

M0（MZ）的恢復，“量變”高能態(tài)1H→低能態(tài)1H自旋—晶格弛豫、熱弛豫

吸收RF光子能量（共振）低能態(tài)1H高能態(tài)1H

放出能量（光子，MRS）T1弛豫時間：

MZ恢復到M0的2/3所需的時間

T1愈小、M0恢復愈快T2弛豫時間：MXY喪失2/3所需的時間；T2愈大、同相位時間長MXY持續(xù)時間愈長MXY與ST1加權成像、T2加權成像

所謂的加權就是“突出”的意思

T1加權成像（T1WI）----突出組織T1弛豫（縱向弛豫）差別

T2加權成像（T2WI）----突出組織T2弛豫（橫向弛豫）差別。

磁共振診斷基于此兩種標準圖像磁共振常規(guī)h檢查必掃這兩種標準圖像.T1的長度在數(shù)百至數(shù)千毫秒（ms）范圍T2值的長度在數(shù)十至數(shù)千毫秒（ms）范圍

在同一個馳豫過程中,T2比T1短得多

如何觀看MR圖像：首先我們要分清圖像上的各種標示。分清掃描序列、掃描部位、掃描層面。正?；虍惓５乃诓课?--即在同一層面觀察、分析T1、T2加權像上信號改變。絕大部分病變T1WI是低信號、T2WI是高信號改變。只要熟悉掃描部位正常組織結構的信號表現(xiàn)，通常病變與正常組織不會混淆。一般的規(guī)律是T1WI看解剖,T2WI看病變。磁共振成像技術－－圖像空間分辨力，對比分辨力一、如何確定MRI的來源（一）層面的選擇1.MXY產(chǎn)生（1H共振）條件

RF=ω=γB02.梯度磁場Z（GZ）

GZ→B0→ω

不同頻率的RF

特定層面1H激勵、共振

3.層厚的影響因素

RF的帶寬↓

GZ的強度↑層厚↓〈二〉體素信號的確定1、頻率編碼2、相位編碼

M0↑--GZ、RF→相應層面MXY----------GY→沿Y方向1H有不同ω

各1H同相位MXY旋進速度不同同頻率一定時間后→→GX→沿X方向1H有不同ω沿Y方向不同1H的MXYMXY旋進頻率不同位置不同（相位不同）〈三〉空間定位及傅立葉轉換

GZ----某一層面產(chǎn)生MXYGX----MXY旋進頻率不同

GY----MXY旋進相位不同（不影響MXY大小）

↓某一層面不同的體素，有不同頻率、相位

MRS（FID）第三節(jié)、磁共振檢查技術檢查技術產(chǎn)生圖像的序列名產(chǎn)生圖像的脈沖序列技術名TRA、COR、SAGT1WT2WSETR、TE…….梯度回波FFE快速自旋回波FSE壓脂壓水MRA短TR短TE－－T1W長TR長TE－－T2W增強MR最常用的技術是：多層、多回波的SE（spinecho，自旋回波）技術磁共振掃描時間參數(shù)：TR、TE磁共振掃描還有許多其他參數(shù)：層厚、層距、層數(shù)、矩陣等序列常規(guī)序列自旋回波（SE）,快速自旋回波（FSE）梯