能反映尘肺病理的肺磁场弛豫参量

D0I:10.13374/j.issn1001-053x.1988.03.008 北京钢铁学院学报 第10卷第3期 Journal of Beijing University Vol,10 No,3 1988年7月 of Iron and Steel Technology July 1988 能反映尘肺病理的肺磁场地豫参量 史凡 郁百刚沈宁 胡丕烈李娜李连 王永厚 (北京锅铁学院) (本溪钢铁公司芳动卫生研究所) (本溪治金专科学校) 摘 要 在改进地像曲线拟合方程为双对数模型的基础上，提出一个能综合反映肺磁场 弛像持性的新参量*。通过对一批大剂量染铁硅混合生的大鼠树理模型进行实验， 得到了：率随染尘后时间：的变化规律，发现：·随动物嵇床死亡后的附间以双曲 线规律下降，驰豫▣·值与动物病理切片的评分值呈线性相关。 关键词：础粉，尘肺，磁弛像肺磁学，弛豫参址 The Lung's Magnetic Relaxation Parameter Being Able to Tracing the Pneumoconiosis Pathology Shi Fan,Yu Baigang,Hu Peilie,Shen Ning,Li Na, Li Lian,Wang Yonghou Abstract Based on proposing a new equation B=Bo+BI In (f+1)iBu In2 (t+1) for fitting the relaxation curve,a new relaxation parameter,which can characterize the curve comprehensively,is put forword.Byexperimentally investigating a number of rats exposed to 80 mg SiO2+20mg FesO.particles, the variation law;of a*vs.the time after exposure &/or death are gained. A highly significant linear negative correlation between the a*values and the grade data got from the pathologic sections is discovered. Key words:pneumoconiosis,magnetic relaxation,pneumomagnetism;rela- xation parameter,magnetic powder 1987--11一25收稿 323

北 京 钢 铁 学 院 学 报 第 卷第 期 年 月 能反映尘肺病理的肺磁场弛豫参量 史凡 郁百刚 沈宁 王永厚 北京 钢铁学院 胡 玉 烈 李娜 李连 本溪 钢 铁公 司芳动 卫 生研究所 本溪冶金 专科学 校 摘 要 在改进 弛像 曲线 拟 合方程为双对数模型的基础上 ， 提出一 个能 综 合反映肺磁 场 弛 豫 特性 的 新参量 “ ‘ 。 通 过对一批大 剂量染 铁硅 混 合尘 的大 鼠病理 模 型进 行实验 ， 得 到 了 随 染 尘 后 时 间 的 变化规律 ， 发现 。 随 动 物临床 死 亡后的 时 间 以 双 曲 线 规律 下 降 ， 弛豫 “ 值 与动 物病理 切 片的 评分值呈 线 性 相 关 。 关键词 磁 粉 ， 尘 肺 ， 磁 弛 像 肺磁 学 ， 弛 豫参量 诊 ’ 芍 ， “ ” ， “ ‘ ， 泣 一 ， ‘ ， 平 夕 夕 才 卜 ，， ， ， ， · 一 ， · 加 · · ， ， ， ， 一 一 收 稿 DOI ：10．13374／j ．issn1001－053x．1988．03．008

引 言 肺磁场中的地豫过程及其尘肺临床中应用的可能性研究，近年来受到国外有关学者的重 视1~3)。对弛豫曲线的描述现有单指数模型B+,=B,e-。[2】及单对数模型Mv(t)= M,〔1-plog(t/60)门I3],式中B。为起始肺部剩磁，入，为起始弛豫速率，p为无量纲弛豫参 数。它们对弛豫曲线的拟合效果均不理想【41，其中单对数方程还不能用于推求B,和入。，多 指数模型经常被想到并试探过〔1,4]，但弛豫自由参数增加所引起的参数易波动性及其拟合 处理的麻烦使其很少被人采用。经常用于描述弛豫曲线特性的弛豫参量有入。、P、半衰期 1/2及平均斜率入，等。能否用弛豫参量来标识尘肺病理状况是人们十分关注的问题。为了解 肺磁弛豫和尘肺疾患的关系，文献【2']曾分别对电焊工和石棉工进行定性研究，但结果不 理想，未能定论。本文从改进弛豫曲线的拟合方程采用新的弛豫特征参量入手。用染铁硅混 合尘的大鼠尘肺病理模型来研究尘肺动物肺磁场的弛豫规律，最终找到了能有效反映肺纤维 化程度的地像特征参量及其与病理积分间的参量关系。 1实验材料与方法 (1)染尘用粉剂制备：致病用的硅尘SO2为标准石英粉尘，示踪用的磁尘为自制的针 状Fc,O,粉【sJ,染尘剂分两种，一是铁尘，把纯Fe,O,粉直接配成20mg/ml的生理盐水悬 液即可：二是SOz和F©aO,的混合粉剂，制法如下：取硅尘和磁粉按4：1的比例在玛瑙研 钵中研磨使之充分混匀后配成100mg/m1的生理盐水悬液，消毒备用，称混合尘。 (2)动物及其染尘分组：31只雄性Wistal大鼠由中国医科大学动物部供应。为降低动 物的铁磁污染，饲养管理中选用无磁饲料和镀锌丝笼进行喂养。染尘前每只动物的肺部剩磁 本底值均应小于0.5T,将合格的动物按设计方案随机分组，用气管注入法进行染尘，具体 安排如表1所示。 表1实验动物的编组与染尘情况 Table 1 Grouping and exposure of the animals in cxperiments 组别 投置目的 样本数 药液差别 染尘量 100天后补加染尘 B 27天后死亡实验 6 混合尘 100mg 一 & 93天跟踪及死亡实验 10 混合尘 100mg C 健康肺的弛像对照 5 生理盐水 20mg铁尘 D 空白对照 10 生厘盐水 (3)实验装置：弛豫测量时的磁化装置采用自行设计的直流电磁铁，极头直径中= 105mm。实验中使用的磁化场具有均匀、稳恒、可调范围大等特点【5]，退磁装置由5kW调 压器和自制外斯型交流电磁铁构成，铁芯和轭铁均由硅钢片迭制；肺磁场信号用CCF-1型 肺磁仪（磁通」梯度计）检测，肺磁仪输出的信号同时由精度0.5的x-y仪和Laser310微 机系统记录，最后结果由微机处理并输出。 (4)肺磁场弛豫的测试步骤：①麻醉大鼠，②固定大鼠于抽板上；③测量对位：④迟 324

吉‘ 肺 磁场 中的弛豫过程及其 尘肺 临床 中应 用的可 能性 研究 ， 近年来受到 国外有关学 者的重 视 ‘ ’ 一 ’ 。 对弛 豫 曲线 的描述 现 有单指 数 模 型 、 ， 。 一 二 。 ’ 『 〕 及 单 对 数 模 型 、 〔 一 〕 〔 ’ ， 式 中 。 为起始肺部剩磁 ， 久。 为起始 弛像速 率 ， 为 无量纲弛豫参 数 。 它们 对弛 豫 曲线 的拟合效果 均不理 想 〔 ， 其 中单对数方程 还不 能 用于 推求 。 和又。 ， 多 指数模型 经 常被 想 到并 试探过 〔 ‘ ， ‘ ’ ， 但 弛豫 自由参数增加所引起的参数 易波 动 性及 其拟合 处理 的麻 烦使其很 少被人 采用 。 经常用于描述 弛豫 曲线特性的弛 豫 参 量 有 久。 、 、 半衰期 及平 均斜率久。 等 。 能 否用 弛豫参量来标识尘肺病理状况是人们十分关注 的问题 。 为 了解 肺磁弛豫和 尘肺疾患 的关系 ， 文献 “ ’ 略 曾 分 别对电焊工和石棉工进行定性 研究 ， 但结果不 理想 ， 未能定论 。 本文从改 进 弛豫 曲线的拟合方程 采用新的弛豫特征参量人手 。 用染铁硅混 合尘的大 鼠尘肺病理模 型 来研究尘肺动 物肺磁场 的弛豫 规律 ， 最 终找到 了能 有效反 映肺纤维 化程度的 弛豫特征参量及其与病理 积分间的参量关系 。 实验材料 与方法 染 尘 用粉剂制备 致病 用的硅 尘 为标准石 英粉 尘 ， 示踪 用 的磁 尘 为 自制 的针 状 ‘ 粉 〔 “ ， 染 尘 分 两种 ， 一 是 铁 尘 ， 把 纯 粉直接 配 成 的生理 盐水 悬 液 即 可 ， 二 是 和 ‘ 的混合粉剂 ， 制法如下 取 硅 尘和 磁粉按 的 比例在玛瑙 研 钵 中研磨使之充分混 匀后配 成 的生理盐水悬液 ， 消 毒备用 ， 称混合尘 。 动物及其染 尘分 组 只雄性 大 鼠由中国医科大学动物 部 供 应 。 为降低动 物的铁 磁 污染 ， 饲养管理 中选 用 无磁词料和镀锌丝 笼进行喂 养 。 染尘前每只动物的肺部剩磁 本底值 均应小于 ， 将 合 格 的动物按 设计方 案随机分 组 ， 用气管注人法进行 染尘 ， 具 体 安排如表 所示 。 表 实验 动物 的 编组与染尘 情况 一 百 组 别 设 置 目 的 样本数 药液差 别 染尘 量 。 天 后补加 染尘 天 后死 亡 实验 天限踪 及死 亡 实验 健康肺的 弛 像对照 空 白 对 照 混 合尘 混 合尘 生理盐水 生理盐水 铁尘 实验 装置 弛豫测量时 的磁化装置 采用 自行 设计的 直 流 电 磁 铁 ， 极 头 直 径 价 。 实验 中使 用的磁化场具 有均 匀 、 稳 恒 、 可调范 围大等特 点 ’ 〕 退磁装置 由 调 压器 和 自制 外斯 型交 流电磁铁构 成 ， 铁 芯和扼铁 均 由硅 钢片 迭制 肺磁场 信号 用 一 型 肺 磁 仪 磁通 门梯度计 检测 ， 肺 磁仪输 出 的信 一 号司 由精度 的 一 仪和 微 机 系统 记 录 ， 最 后结果 由微机处理并输 出 。 肺磁场 弛 像的测 试步骤 ①麻醉大 鼠 ② 固定大鼠于抽 板上 ③测 量 对 位 ④退

磁，⑤测肺部剩磁本底BD值；⑥磁化60s(Hn=10.4kA/m),⑦记录弛豫600s。当进行肺 尘清除情况的研究时还需要饱和磁化场下肺部的B。值，可紧接着上面步骤，将磁化场H调 至133kA/m重复⑥、⑦步骤便可得到10min的饱和磁化下的弛豫曲线，上述弛豫测量中的 磁化场条件有10.4kA/m×60(s)和133kA/m×60(s)两种，前者称之为中场磁化条件，后 者称之为血场磁化条件。 总的磁测实验系统如图1所示。 Slensuring stem 风ceordig processnig syste Valen monitor CPU 5 k nugnet:/ X-3 2闪 13r1门geH 1c1对坚r lig目e'ti/Ig elcrtromagnet Sihng 上u-ate maguctomcter I.5-240 X-Y revoree时 l-1) 图1动物实验的原理及设备总图 Fig.1 Principle and apparatus schematic diagram of animal cxperiments (5)跟踪实验：对B组动物染尘后第2天开始弛豫测量，先在中场条件下进行正常弛豫 测量，接着测量强场条件下弛豫曲线，用饱和磁化下的B值来考察肺内粉尘的清除情况， 上述测试10天左右进行一次，一直跟踪93天。 (6)死亡实验：跟踪测试完毕的A、B组动物，用脊椎脱白法将动物处死，在动物呼吸 及心脏搏动均已消失的瞬间，开始临床死亡后时间。的记时，然后依次在为2、17、31、 46min等儿个时刻进行中场条件的弛豫测量得到弛豫参量随t:的变化图算作死亡曲线。 (7)弛豫与尘肺病理间的相关性检验：将染铁硅混合尘的15只大鼠分别在染尘后27天 (A组6只)和93天(B组9只)处死，另外与5只注人生理盐水的C组大鼠对照，100天 后再补染20mgFε：O4,染尘2天后处死。每只动物均在生前测出中场条件下的弛豫参数， 处死后作肺脏病理切片观察，结果构成一对数据，用这些数据，便可对弛豫参量与有关病理 指标的相关性进行检验。 2弛豫测量的数据处理 2.1驰朦曲线的拟合方程 这里采用二次对数多项式拟合模型，简称双对数模型，其形式为： B=B+BIn(t+1)+BpIn2(t+1) (1) 其归一化后的相对弛豫方程为： B/Bo=1+kIn(t+1)+k2In2(t+1) (2) 325

磁 ， ⑤测 肺部剩磁本底 值， ⑥磁化 。 ⑦记 录弛豫 。 当 进行肺 尘清除情况 的研究时还需 要饱和磁化场 下 肺部的 。 值 ， 可 紧接 着上面步骤 ， 将 磁化场 ” 调 至 重 复⑥ 、 ⑦步骤 便 可得到 的饱 和磁化 下的弛豫 曲线 ， 上 述弛豫侧量 中的 磁化场条件有 火 和 两 种 ， 前 者称之 为中场 磁 化条件 ， 后 者称之为弘 场 磁 化条件 。 总的磁 测实验 系统 如 图 所 示 。 “ 曰 · 纽 幢 · 飞是， 口 黑片氮黑器 一 丫 以 八 ” ， 一 了 泪 ” 日 ， 川 梦 巴 ” 即 以 淤黯 ‘二 一 飞 ” 日 沁 叹二心 一 图 动 物实验的原理及设备总 图 跟踪实验 对 组动物染 尘后 第 天开始弛 豫测量 ， 先在 中场 条件下进行正 常弛像 测 量 ， 接 着测 量强场 条件下 弛豫 曲线 ， 用饱和磁化下 的 。 值来考察肺 内粉 尘 的清除 情况 ， 上述测 试 天 左右进行一 次 ， 一直 跟踪 天 。 死 亡 实验 跟 踪测试完毕的 、 组动物 ， 用脊推 脱臼法将动物处 死 ， 在 动 物呼吸 及心 脏 搏动 均 已消失的瞬 间 ， 开始 临床死亡后时 间 ‘ 的记时 ， 然后依 次在 ‘ 为 、 、 等儿个时 刻进行 中场 条件 的弛豫测量得 到 弛豫参量 随 ‘ 的变化图算作死 亡 曲线 。 弛 像与 尘肺病理 间的相 关性检验 将 染铁硅 混 合尘 的 只大 鼠分别 在染 尘 后 天 组 只 和 天 组 只 处死 ， 另外与 只注入生理 盐水 的 组大 鼠对照 ， 天 后再 补染 ‘ ， 染尘 天 后处死 。 每只动 物均在生前测 出中场 条 件 下 的弛豫参数 ， 处 死后作肺 脏病理 切片观 察 ， · 结果构成一对数 据 ， 用这些数 据 ， 便 可对弛豫参量与 有关病理 指标的相关性进行 检验 。 弛豫测盆 的数据处理 弛赚 曲线 的拟合方程 这里 采用 二次对数多项式拟合模型 ， 简称双 对数模型 ， 其形式为 ， 其归一 化后的相 对 弛豫方程 为 。 ， 「 十 左 、 了 口，‘、了 ‘曰， 甘民

上式中B。为起始肺部剩磁值，k,(B,/B。)、k2(B1/B。)为无量纲的弛豫参数，若将(2) 式对：微分，并令t=0则可发现弛豫参数k1=~入0。这样，从(1)式不仅可直接读取B。, 且可直接得其起始斜率入。=-k,显然这已弥补了单对数模型的一个不足，此外双对数模 型对实验曲线的拟合优度亦佳。实践中发现，在(13s,600s)的弛豫时间间隔中，用逐渐 增加步长方法取15个实验点即可对测量曲线进行相当好的拟合，其相关系数均在0.99以 上 2.2新弛豫特征参量的提出 如一般的时论问题，弛豫时间区间任意地取为(，b),对B,归一化的相对弛豫曲线方程 为： B/B.=B。/B.C1+k,1n(t+1)+k21n2(t+1)] (3) 通过对多种弛豫参量的比较分析【】，这里提出一个称作肺磁场弛豫α值的新参量，定义如 下： Bo a(a,b)x(b-a) (6-a)- 「bB 1k- a(a,b)=- JaB。dt (b-a)·1 —·100%(4) 其几何意义即图3中曲边阴影面积占点划线总面积之 相对百分比。在非饱和磁化的情况下，需要考察剩磁 BD 3SEs3 本底BD的影响而对α值进行修正，修正值是在(4) 0 b 式中将分母减去本底面积 图2弛豫参量选取示总图 配6-。)得到的，记为 Fig.2 Seletion of the relaxation a*(a,b)即： parameter fb B a'(a,b)=6-)-Ji且.dt a(a,b) b-a-1-B785100%-(1-878.) (5) 将(8)式代入(5)式中可见，当a=0时，a*(0,b)仅与弛豫观察时间b和弛 豫参数k1、k,有关。从这点上看，α值综合地反映了相对驰豫曲线的特征。本文实验中主要 考察0~10min的弛豫曲线，故实际标采用的弛豫参量为： a(0,10)=10-B/Badx100% (6) 10×(1-BD/B。) 下面除专门注明的以外，出现a符号均指a(0,10)。 了结果与讨论 3.1尘肺病变过程中弛豫与清除的变化 大鼠尘肺病变程度是与染尘后时间t成正比的，故α~x关系图应能反应尘肺病变与弛 豫的联系。测量对染100mg混合尘的10只B组大鼠进行93天的跟踪测试，结果示于图3 326

上式中 刀 。 为起始肺部剩磁值 ， 。 、 。 。 为无量纲的弛豫参数 ， 若将 式对 ‘ 微分 ， 并 令 二 则可发现弛豫参数 掩， 一 久。 。 这样 ， 从 式不 仅 可直接读取 。 ， 且 可直接 得 其起始斜率 久。 二 一 寿， ， 显然这 已弥 补了单对数模型 的一 个不 足 ， 此 外 双对数模 型 对 实验 曲线 的拟合优度 亦佳 。 实践 中发现 ， 在 ， “ 的弛豫时 间间 隔 中 ， 用逐渐 增加步长方法取 个实验 点即可对测量 曲线 进行相 当好的拟 合 ， 其相 关 系 数 均在 。 以 上 。 。 新弛豫特征参 的提 出 如一 般的 讨论间题 ， 弛豫时 间区 间任意地取为 。 ， ， 对 。 归一化的相对 弛豫 曲线方程 为 。 〔 壳 森 〕 通过 对 多种弛豫参量的比较分析 〔 “ ’ ， 这里 提出一个称作肺磁场 弛豫 值的新参量 ， 定 义 如 下 令 勺 遏 ， 。 一卜 之会 ‘ 一 · · 肠 卫旦 召 其几何意义 即 图 中曲边阴影面积占点划线 总面积之 相对百分 比 。 在非饱和 磁化的情况下 ， 需要考察剩滋 本 底 的影响 而对 “ 值进行修正 ， 修正值是 在 式 中将分母减去本底面积 ， 即 一 的 得 到 的 ， 丝凡 记 为 图 弛 像参量 选取示 意 图 ， 。 一 。 一 丁 。 丈二 西 一 几 一 。 肠 ， 一 将 式代 人 式 中可见 ， 当 时 ， ， 仅 与 弛豫观察 时 间 和弛 豫参数 、 有关 。 从这 点上看 ， 值综 合地反映 了相对 弛豫 曲线 的特征 。 本文实验 中主要 考察 。 的弛豫 曲线 ， 故 实际 采用 的弛豫 参量 为 ， ， 下 面除专门注明 的以 外 ， 出现 坠二兰旦生巫 汉 一 。 符号 均指 ， 。 结果与讨论 尘肺病变过程 中弛豫与清除 的变化 大 鼠尘肺病 变程度是 与染 尘后时 间 成正 比 的 ， 故 串 关 系 图应 能反 应 尘肺病 变与 弛 豫的联系 。 测 量对 染 混合 尘的 只 组大 鼠 进行 天 的 跟 踪 测 试 ， 结果示于 图

中，图中亦示出清除曲线(B。/B。m~x)以比较，B。为最大起始剩磁值。由图B可见，弛 豫α◆值随染尘后时间x的改变而改变，初是上升，约在33天至48天左右达到峰值段，自 48天后a◆值径直下落。这条曲线要受到肺的吸收、清除和病变3种作用的综合彩响，吸收 作用很快就结束，有人认为染尘后24h即可完成【】。能贯穿全过程的影响因素是肺对粉尘 的清除作用，清除作用实质归于尘量对弛豫的影响。作者用模拟法对羧甲基纤维素粘液中 Fe3O,的测量研究发现：驰豫a*值随尘量减小呈双曲线规律上升【s!。这说明清除的作用将 使α值不断上升，可为什么α◆值在后期会径直下降呢？显然这可能要T因于尘肺病变的逐 渐发展。实际上，病理检查结果证明了这一点。 仔细比较图3中两条曲线，可看到在48天即α*开始下降点处，清除曲线对应出现了一 个转折点，清除速率自此缓慢下来，表明此时肺脏对粉尘的清除能力降低了。这从另一角度 显示，α下降确是由肺组织纤维化病变引起的。 100F 90 -Bo/Bom, 9 80 50 (0T.00 40 60 50 40 3 020406080100 0 20 4060 Time after denth,min Time after exposure 7,d 图3刀组大鼠（”=10)的弛豫a·值随染尘后时 图4中场条件下1组（染混合生100m8后27天） 间的变化曲线及与清除曲线的比较（数值点 和B组（染混合尘100mg后93天）的死亡曲 代表士Sx) 线（数据点表示x±Sx) e- 一B0/B0mY ▣一A组(”=6) ·—B组（雄=9） Fig.3 Variation of the a'value with Fi3.4 Dying curves of the group A (27d the time after cxposure in com after exposure)&the group B (93d parision with the corresponding after exposure)under medium clearance curve.All values rep- magnetizing field conditions.All resent mean+standard error based values represent mean+standard on 10 rats the group B 3,2硅肺动物死亡过程中动态弛豫α*值的变化 将A、B组大鼠分别在染尘后27天和93天时进行死亡实验，结果如图4所示。 由图4可知：(1)不论是A组还是B组，动物临床死亡后弛豫α值迅速下降，下降 速度由快变缓，最后趋于平稳，这表明弛豫α值与动物生命状况密切相关。 α值在一定意义上反映了肺组织细胞活性的大小。 (2)比较图4中A、B两组动物的死亡曲线可见：A组的下降幅度更大，若取相同时 间几乎是B组的两倍。考虑到B组大鼠具有更高的病变级别，作者认为，A、B组间α◆~t:曲 线上的差异主要是两组动物的尘肺病变程度不同造成的一B组大鼠肺组织的细胞活性被纤 327

中 ， 图中亦示 出清除 曲线 。 。 。 动 以 比较 ， 。 为 最 大起始剩磁 值 。 由图 可见 ， 弛 豫 值 随染尘后时 间 二 的改 变而 改 变 ， 初是上 升 ， 约 在 天 至 天左 右达 到 峰值段 ， 自 夭 后 值径直下 落 。 这条 曲线 要受到肺 的吸收 、 清除和 病 变 种 作 用的综 合影响 ， 吸收 作 用很 快就结束 ， 有人认 为 染 尘后 即可 完成 〔 ” ’ 。 能贯 穿全过程 的影响 因素 是肺对粉尘 的清除 作 用 ， 清除作 用实质 归于 尘 量对 弛豫 的影响 。 作 者 用模拟 法对翔 甲基 纤 维 素 粘液 中 ‘ 的测量研究发现 弛豫 值随尘量减小呈双 曲线规律上升 〔 “ 。 这说明清除的作用将 使 值不断上升 ， 可 为什 么 值在后期会径直下 降呢 显然这可能 要 归 因于 尘 肺病变的逐 渐发展 。 实际上 ， 病理 检查 结果证 明 了这一 点 。 仔细 比较 图 中两 条 曲线 ， 可 看到 在 天 即 开始下 降点处 ， 清除 曲线对应 出现 了一 个转折点 ， 清除速率 自此 缓 慢下 来 ， 表明此 时肺脏 对粉 尘的清除能 力降低了 。 这 从 另一 角度 显示 ， 下 降确是 由肺组织 纤维化病变引起的 。 共。州冰‘ ︶ ， 大尸 ， ” ， ‘ 八 一名 汀 一 工 气 一〔 卜 ’ 叫’卿 沐 爪喊 释 叫 且们汉 一 卜 习 玉嗽 字 一 丁 城 护‘ ︶︵。州。 、 ， 一 图 刀 组 大 鼠 ” 二 的 弛 豫 “ 值随 染尘 后时 图 中场 条件下 组 染混 合 尘 后 天 间的 变化 曲线 及 与清除 曲线 的 比 较 数 值点 和 组 染混 合尘 的 后 天 的 死 亡 曲 代表 黄 士 线 数据点表 示 又 士 。 － 一 － 。 ， － 月 组 ， · － 月 组 二 ， ’ 刁 刀 一 士 士 刀 硅肺动物死亡过程 中动态弛豫 值 的变 化 将 组大 鼠分别 在 染 尘 后 天 和 天 时 进 行死 亡 实验 ， 结果如 图 所 示 。 由图 可 知 不论是 组还 是 组 ， 动 物临床死亡 后弛 豫 值 迅速下 降 ， 下 降 速 度由快 变缓 ， 最后趋于平稳 ， 这表 明弛豫 值与动物生命状 况密切相关 。 值在一定意 义上反 映 了肺 组织 细胞 活性 的大小 。 比较 图 中 、 两 组动 物的死亡 曲线可 见 组的下 降幅度更 大 ， 若取相 同时 间几乎是 组 的两倍 。 考虑 到 组 大 鼠具有 更高 的病 变级别 ， 作者认 为 ， 、 组 间 一 ‘ 曲 线上的差异 主要是两组动物的尘 肺病 变程 度不同造成的 － 组大 鼠肺组织 的细胞 活性被纤

维化病变损害得更为严重。（3)图4中还可看到，两组动物完全死亡后，α·没有下降到零 而是接近定值25左右，这表明a值中还有非生命活动因素的贡献。分析【1认为，肺内介 质的粘弹性及退磁场等物理因素是弛豫力的另一个重要来源。 实际上，若将所测的实验数据进行分组回归处理，可发现组内平均的α*~。关系服从双 曲线规律，回归方程及相关系数的检验分列如下： A组：a=24.9+44.7(1+t:)-1 R=0.868>R。.01(17)=0.575 (7) B组：a=24.5+22.6(1+t4)-1 R=0.568>R0.01(30)=0.448 (8) 显著性检验表明上面2式均十分有效。 3,3弛隙参量和尘肺病理的相关性 检验20只尘肺病理级别具有一定分布的大鼠，肺磁场弛豫参量选用100入。和a。100入。 为国外学者常用参量【21。α°为本文新提。它们均具代表性。肺组织纤维在病变程度的评定 采用计分法，记肺脏某叶的病理积分为×，则病理指标可考虑总分∑x和单叶病理最高分 x.,分别计算∑x、×m同a、1001,的线性相关系数，结果示于表2。显然可见，弛豫参量 以a为宜，而病理指标采用单叶病理最高分xm。 以x。为横坐标，以a为纵坐标，a与x。的关系示于图5中。用最小二乘法得求a与 x的线性回归方程为： a◆=60.1-1.90xm (9) 65 88 55 表2弛像多量与病理指标的相关性 (01:0.33 0 Table 2 Correlation cocfficients of the 45 relaxation parameters with the pathological indexes 0 35 病此指标 100元0 FX 0.410 0.476 Xm 0.512 0.658 25- 0 3691215 Xm 阳520只尘附大队肺磁弛豫a◆值与病理指标Xm的 回归关系图 Fig.5 Linear regression relation beiween the relaxation a'value the pathologic index xm of the 20 rats with pneumoconiosis 328

维化病变损害得更为严重 。 图 中还可 看到 ， 两 组动物 完全死 亡后 ， 没有下 降到零 而是接近定值 左 右 ， 这表 明 值 中还有非生 命活 动 因素的 贡献 。 分析 〔 认 为 ， 肺 内介 质的粘 弹性 及退磁场 等物理 因素是 弛豫 力的另一 个重 要来 源 。 实际上 ， 若将所测的实验 数据进行分组回 归处理 ， 可发 现组 内平均 的 一 ‘ 关 系服从双 曲线规律 ， 回 归方程及相关系数的检验 分 列如下 组 贯二 一 ‘ 一 ‘ 。 。 组 宝二 ‘ 一 ‘ 。 。 显著性检验 表明上 面 式均十分有效 。 弛豫参一 和尘肺病理 的相关性 检验 只 尘肺病理 级别具有一定分布 的大 鼠 ， 肺磁场 弛豫参 量 选 用 。 久。 和 。 。 又 。 为 国外学 者常用参量 。 为本文新提 。 它们 均具 代表性 。 肺组织 纤维在病变程 度的评定 采用计分法 ， 记肺脏某叶的病理 积分为 ， 则病理 指标可考虑总 分万 和 单 叶 病 理 最 高分 ， 分别计算 万 、 。 同 、 。 久。 的线 性相关 系数 ， 结果示于表 。 显然可见 ， 弛豫参 量 以 为宜 ， 而 病理指标采用单叶 病理最高分 ， 。 以 为横坐标 ， 以 为纵坐标 ， 与 的关系示 于图 中 。 用最 小二 乘 法得求 与 的线性回 归方程为 。 一 。 。 ‘ 、 、 李 。 。 …… 一 ︶︵ 分件自 补叹 表 弛 豫 叁 最与病 理 指标的 相 关性 病 理 指 标 只 。 刃 。 。 。 只 尘 肺大 鼠肺磁 弛豫 “ 值与病理 指标 。 的 回 归 关系图 ‘ 吕 图 琴

相关系数R=0.658,标谁差S=6.98,做相关系数的显著性检验(n=20),R。,01= 0.561<R。即a与xm的直线负相关性高度显著(p<0.01)。另外发现、若去掉C组5只无 硅肺动物，a·与x。间上述高度显著的负相关性依然存在，由此看来，α*可以用来标识尘肺 的病理进展。这无疑肯定了弛豫测量在尘肺临床中重要的应用前途。 4结 论 双对数模型(1)式对弛豫曲线的拟合是成功的。文中定义的α值能更好地描述肺磁场弛 豫过程的一个特征参量，α随染尘后时间x的变化反映了肺中粉尘的吸收、清除及尘肺发展 的综合作用。下降离开初始点可能标志着尘肺的实质性病变，此时肺中滞尘的请除速率也明 显变慢；在动物死亡过程中，α·值随死亡后时间呈双曲线规律下降，表明弛豫的动力主要来 源于肺组织的细胞活性及一些物理因素，尘肺大鼠的病理进展会导致孢豫α·值的显著降低° 可以断定，肺磁场的弛豫α·值里包含着肺组织病理状况的信总，弛豫测试技术能够用于尘 肺诊断的临床研究。 致谢：李守卫、薛逊平、陈菊芳、付明同志和熊科、黄清飞同学曾热情帮助了木工作，中科院物理所卡国栋先生 在百忙中给予精心指导，在此特作衷心的恋谢。 参考文献 1 Halperin M,et al.Exp.Lung Res.,1981,(2):27 2 Cohen D,ct al.IEEE Trans,Bjomod.Engineering,BME-31:274 3 Kalliomaki K,et al.Biomagnetism:An Interdiciplinary Approach,Ed Williamson S T.Plenum:1983:559 4 Hogstedt P,et al.IL Nuovo Cimento,1983;(2D):608 5史凡.硕士学位论文，北京钢铁学院，1986 6 Brain J D,et al.Exp.Lung Res.,1984;(6):115 ◆ 329

相关系数 。 ， 标准 差 ， 做相关系数的 显 著 性 检验 ， 二 ， 。 。 二 。 即 与 。 的直 线 负相关性 高度 显著 。 另 外发 现 · 若去掉 组 只 无 硅肺动物 ， 与 间上述 高度 显著的 负相 关性依 然存在 ， 由此 看来 ， 可 以用来标识 尘肺 的病理 进展 。 这无疑肯定 了弛 豫测 量在 尘肺 临床 中重 要 的应用前途 。 结 论 双 对数模型 式对 弛 豫曲线 的拟合是 成功的 。 文 中定义 的 值能更好地描述 肺磁场 弛 豫过程 的一个特征参 量 ， 随 染尘后时 间 的变化反 映 了肺 中粉尘 的吸收 、 清除及 尘肺发展 的综合作 用 。 下 降离开初始 点可能标志 着尘 肺的实质性病 变 ， 此时 肺 中滞尘的清除速 率也明 显变 慢 在 动 物死亡过 程 中 ， 值随死亡 后时 间呈双 曲线规律下 降 ， 表 明弛豫 的动 力主要来 源于肺组织 的细胞 活性 及一些物理 因素 尘肺大 鼠 的病理进展会导 致 弛 豫 值 的显著降低 。 可 以 断定 ， 肺磁 场 的弛 豫 值里 包含着肺组织 病理 状 况的信息 ， 弛豫测 试技术能够 用 于尘 肺 诊断 的临床研究 。 致 谢 李守卫 、 薛建 平 、 陈 菊芳 、 付明 同志 和熊科 、 黄清飞 同学 曾热情帮 助 了本工 作 ， 中科院 物理 所 李国棣先生 在百忙 中给予 精心 指导 ， 在 此 特作 衷心的感 谢 。 参 考 文 献 ， 石 ” ， ， ， ” ， ， 一 巨 ， ，” 夕 ‘ ” 夕 ， 。 ， ‘ ， 史 凡 硕 士学 位论文 ， 北京钢铁学院 ， ， 夕 。