[摘要] 目的 探討碘油(加白芨)在磁共振上的信號(hào)特點(diǎn)。 方法 制備樣品:碘油樣品取自肝栓塞劑的碘化油,并各取12 mL泛影葡胺、3‰和10‰釓對(duì)比劑置試管內(nèi)作為對(duì)照。將試管按順序排列,于0.35T的MR儀進(jìn)行多參數(shù)掃描;計(jì)算SNR值進(jìn)行對(duì)比。 結(jié)果 碘油在體外DWI序列上呈低信號(hào),STIR上呈較低信號(hào)。 結(jié)論 可以用DWI和STRI來(lái)區(qū)分碘油,判斷碘油的沉積情況,同時(shí)顯示腫瘤的信號(hào)。
[關(guān)鍵詞] 磁共振成像;脂肪抑制序列;擴(kuò)散加權(quán)成像
[中圖分類號(hào)] R445.2 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] B [文章編號(hào)] 1673-9701(2013)18-0070-03
食管癌是全世界癌癥死亡的第七大原因,最有效的治療方法是手術(shù),但是要在最早階段才會(huì)有好的效果,目前5年生存率只有20%~25%,局部復(fù)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)高達(dá)50%[1]??梢?jiàn)早期診斷的重要性。食管癌在中國(guó)惡性腫瘤死亡中占第4位[2],每年全世界新診斷的30萬(wàn)食管癌患者中有一半發(fā)生在中國(guó)[3]。盡管有吞鋇檢查、胃鏡、超聲內(nèi)鏡、支氣管內(nèi)超聲、CT、PET/CT等檢查方法,可是早期食管癌診斷的問(wèn)題仍未圓滿解決。中西醫(yī)結(jié)合影像學(xué)是一門新的邊緣學(xué)科,中醫(yī)中藥在影像檢查中的應(yīng)用是中西醫(yī)結(jié)合影像學(xué)的一個(gè)重要部分,也適合基層醫(yī)院開展。食管蠕動(dòng)速度很快,對(duì)比劑難以長(zhǎng)時(shí)間停留,這一直是食管影像檢查的難點(diǎn)。白芨可以增加對(duì)比劑的粘滯性,延長(zhǎng)對(duì)比劑在食管中的停留時(shí)間,為MRI檢查爭(zhēng)取時(shí)間,我們于2006~2013年對(duì)此進(jìn)行了初步探索,現(xiàn)報(bào)道如下。
1 資料與方法
1.1 主要實(shí)驗(yàn)材料
碘油,淮海制藥廠出品,濃度40%;白芨粉及蒸餾水,本院制劑,2011.11.30;碘,湖州化學(xué)試劑廠,批號(hào):990702,99.8%分析純,氯0.003%,不揮發(fā)物0.005%;碘海醇,奈克明愛(ài)爾蘭有限公司,GB7653-87,濃度:300 mg/mL;泛影葡胺,中國(guó)信宜藥廠;大豆油,上海嘉里糧油工業(yè)有限公司,GB7653-87;菜子油,杭州瓜瀝鎮(zhèn)生產(chǎn);一次性注射器,杭州龍德醫(yī)用器械有限公司,GB15811-1995。豬小腸,豬食管,豬肝,魚泡。
1.2 主要掃描設(shè)備
磁共振成像儀:美國(guó)GE公司Vectra Ⅱ0.5T超導(dǎo)型,0.35T永磁型;西門子公司0.2T、1.0T和1.5T超導(dǎo)型。
1.3 樣品制備
制備碘油樣品,取40%碘油10 mL,吸入一次性塑料注射器內(nèi),去掉針頭,針芯折斷排除氣體,封口備用。取12 mL蒸餾水作為對(duì)照。取10 mL大豆色拉油,10 mL泛影葡胺,10 mL菜子油,10 mL碘海醇及50 g碘(分析純),裝瓶。將試管順序排列于塑料試管架,放于1.5T、1.0T、0.5T、0.2TMR的線圈中心進(jìn)行掃描。1.5T設(shè)備DWI成像參數(shù):b1=0 s/mm2,b2=(600~1000) s/mm2,TR/TE=(3000~5000)/min,NEX=8,層厚=5 mm,層間距=1 mm,F(xiàn)OV=360~420 mm,矩陣=128×128,擴(kuò)散方向=3。SS-FSE成像參數(shù):冠+軸,屏氣,TR(ms)=∞,TE(ms)=60~90,層厚=5 mm,層間距=1 mm,F(xiàn)OV=360~420 mm。
1.3.1 每層圖像以圓形ROI(0.20-0.30) cm2測(cè)定信號(hào)強(qiáng)度值,取3層信號(hào)強(qiáng)度的平均值,為S值進(jìn)行對(duì)比。作試管標(biāo)本MR信號(hào)強(qiáng)度掃描參數(shù)曲線。采用t檢驗(yàn)。
1.3.2 取40%碘油10 mL加白芨粉0.4~1.8 g,攪拌均勻,吸入一次性塑料注射器內(nèi),注入豬食管腔內(nèi)用GE0.35T的MR儀進(jìn)行多參數(shù)掃描。
2 結(jié)果
①每100 mL碘化油加入9 g精制白芨粉,作為食管對(duì)比劑有黏性好的特點(diǎn),還有止血作用,并且藥品來(lái)源豐富,價(jià)格低廉。②碘化油在T1WI像上呈稍高、等信號(hào),T2WI像上無(wú)信號(hào)與本底噪聲沒(méi)有差別,見(jiàn)圖1。碘油的信號(hào)強(qiáng)度低于油脂的信號(hào)強(qiáng)度,見(jiàn)圖2。碘在MRI各個(gè)序列上均不成像,并且影響其他物質(zhì)。③碘油在體外DWI序列上呈低信號(hào),STIR上較低信號(hào)。其信號(hào)強(qiáng)度SNR=05.23 sd04.12和55.55 sd06.15。與正常食管信號(hào)對(duì)比中均為低信號(hào)。
3討論
1965年Stejskal EO和Tanner JE首先闡述了DWI序列[4]。彌散加權(quán)成像(diffusion-weighted imaging)實(shí)際是測(cè)量水分子的微觀運(yùn)動(dòng)。彌散即布朗運(yùn)動(dòng),由分子動(dòng)能產(chǎn)生,具有溫度依賴性,是分子的隨機(jī)熱運(yùn)動(dòng)。DWI(b0,b500,b1000)可以使臨床可疑的多發(fā)性直腸癌特異性和內(nèi)在的觀察性增加[5]。DWI成像上胃癌呈中高信號(hào),敏感度高,定性準(zhǔn)確,ADC值還具有定量分析價(jià)值[6]。隨著福島核事故的蔓延,在世界上造成了巨大的社會(huì)影響[7],輻射已成為人們廣泛關(guān)注和議論的話題。CT是高輻射劑量的檢查手段,隨著CT應(yīng)用的增多,群體輻射劑量也明顯增加。診斷X線所產(chǎn)生的世界人口年均有效劑量占人工輻射源總年均有效劑量的95%以上, 2000年ICRP統(tǒng)計(jì)顯示,世界范圍內(nèi)的CT檢查占放射學(xué)檢查的5%,但輻射劑量占整個(gè)放射學(xué)檢查的34%,在美國(guó)甚至高達(dá)67%,CT所引起的電離輻射風(fēng)險(xiǎn)已成為嚴(yán)重的醫(yī)療問(wèn)題和社會(huì)問(wèn)題。褚群報(bào)道,0.05Gy的輻射即可檢測(cè)到輻射損傷,劑量累積到0.15Gy時(shí)輻射損傷顯著增大。頭部常規(guī)劑量掃描實(shí)測(cè)表面劑量為80.00mGy(0.08Gy),可見(jiàn)輻射的危害性之大。醫(yī)療是人工輻射最主要的來(lái)源[8],且吞鋇、CT、PET/CT等帶有輻射損傷的檢查方法對(duì)早期食管癌診斷的問(wèn)題仍未圓滿解決[9]。CT對(duì)食管癌早期診斷的特異性、準(zhǔn)確性均不高,僅對(duì)術(shù)前分期有一些作用。超聲內(nèi)鏡和支氣管內(nèi)超聲主要用于穿刺活檢。食道拉網(wǎng)只在食管癌高發(fā)區(qū)集體普查有效,對(duì)于散發(fā)病例無(wú)法常規(guī)使用。早期食管癌癥狀多不明顯,易被忽視。傳統(tǒng)吞鋇檢查受個(gè)人技術(shù)影響程度大,受檢者比例在不斷下降。PET/CT有3.7%的假陽(yáng)性率和5%的漏診率。超聲雖然沒(méi)有輻射,但是,對(duì)于空腔臟器難有作為,超聲內(nèi)鏡鑒別T2期與T3期存在困難。應(yīng)用水分子成像診斷早期食道癌的研究具有重要的臨床意義。對(duì)于水成像磁共振具備其他設(shè)備所沒(méi)有的優(yōu)勢(shì)[10]。對(duì)于碘油成像磁共振也有特點(diǎn)[11]。
復(fù)合材料可以發(fā)揮不同材料的優(yōu)勢(shì),彌補(bǔ)單一材料的不足,通過(guò)不同性能材料的加入,使二者相互補(bǔ)強(qiáng),進(jìn)而提高對(duì)比劑的流體力學(xué)強(qiáng)度、黏附性等問(wèn)題[12]。因此用白芨精制顆粒加入到碘油中,是強(qiáng)化對(duì)比的首選材料。
與CT比較MRI對(duì)軟組織的改變更加敏感,食管黏膜下病變、黏膜病變、器官形態(tài)結(jié)構(gòu)改變的病變、管腔外病變影響、功能改變?yōu)橹鞯牟∽兒团R近臟器病變的影響和侵及等病變都能顯示。彌補(bǔ)了傳統(tǒng)方法的不足,可提高診斷效率,為治療方案的制定提供切實(shí)的依據(jù)。臨床醫(yī)生能否選用最有效的疾病檢查方法也是衡量醫(yī)生能力的指標(biāo)之一[13]。
白芨亦名白及、甘根(《本經(jīng)》)、冰球子(《貴州民間方藥集》)等。味苦、甘, 性涼。入肺、胃、肝經(jīng)。內(nèi)服:煎湯,3~9 g;或入丸、散。外用;研末撒或調(diào)涂。主要成分:新鮮塊莖含水分14.6%、淀粉30.48%、葡萄糖1.5%。尚含揮發(fā)油、黏液質(zhì)。根含白芨甘露聚糖(Bletilla mannan)。白芨塊莖含有的多量黏液質(zhì)是一種抗癌成分,推測(cè)白芨對(duì)致癌物質(zhì)二甲基氨基偶氮苯的毒性可能有一定的對(duì)抗作用。白芨多糖是一種高分子黏性化合物,由葡萄糖與甘露糖以1:4的比例聚合而成, 以β糖苷鍵連接。程安媛的研究表明,芨多糖是一種典型的假塑性流體,其粘度隨著剪切速率的增加、溫度的增高而降低;可黏附于體內(nèi)黏膜、組織相容性好, 在黏膜表面可形成一層保護(hù)膜。對(duì)正常組織和模型組織,白芨多糖的留存量分別達(dá)60%左右,黏附性與濃度正相關(guān)。新鮮白芨削去表皮, 用滅菌生理鹽水洗凈, 按1:10的比例加入無(wú)菌蒸餾水, 冷浸1夜, 至次日加熱至沸, 已經(jīng)滅菌處理的4號(hào)玻璃漏斗減壓過(guò)濾。濾液分裝玻璃瓶?jī)?nèi), 熔封。15磅高壓蒸氣滅菌30 min, 即成為白芨膠漿。我們采用精制粉末避免水油分層的問(wèn)題。
碘化油(Oleum Lodisatum)為植物油與碘結(jié)合的有機(jī)碘化合物,以大豆油或核桃油為原料。油類中不飽和脂肪酸多,其烴基的不飽和雙鍵使油呈液態(tài),有色有味。液態(tài)油通過(guò)加成反應(yīng)而變成固態(tài)的脂肪,顏色和臭味也就隨同消失。脂肪酸中的雙鍵與碘的加成作用吸收碘。
碘油在擴(kuò)散加權(quán)成像和脂肪抑制序列圖像上為低信號(hào),其信號(hào)強(qiáng)度SNR=05.23 sd04.12和55.55 sd06.15。3‰和10‰釓對(duì)比劑在STIR序列的圖像上信號(hào)強(qiáng)度SNR=65.52 sd07.16和844.64 sd15.58。3‰和10‰釓對(duì)比劑在擴(kuò)散加權(quán)成像序列的圖像上信號(hào)強(qiáng)度SNR=06.13 sd05.11和270.95 sd49.41。信號(hào)噪聲比與圖像對(duì)比度密切相關(guān)[14],不考慮噪聲是不能評(píng)價(jià)對(duì)比度的。DWI測(cè)量的食管病變長(zhǎng)度與手術(shù)切除病理大體標(biāo)本無(wú)顯著性差異[15]??梢杂肈WI和STRI來(lái)區(qū)分碘油,判斷碘油的沉積情況,同時(shí)顯示腫瘤的信號(hào)。
臨床實(shí)驗(yàn)前還需要做更多的工作。首先應(yīng)用小白鼠每天灌胃2次,進(jìn)行半數(shù)致死量毒理試驗(yàn);然后用HITACHI S-570掃描電子顯微鏡(SEM)觀察復(fù)合材料表面及其斷口截面的形貌(試樣噴金處理后觀察)。還要采用FASCO全自動(dòng)流變血液快測(cè)儀,高中低三種剪切速率測(cè)定白芨碘油的黏度。
分組 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物分為6組:①組:100%白芨;②組:70%白芨;③組:50%白芨組;④組:10%白芨組;⑤0無(wú)白芨組。⑥腫瘤造模加10%白芨組。白芨多糖膜黏附性體內(nèi)評(píng)價(jià)以碘油試劑造影建立白芨體內(nèi)黏附性評(píng)價(jià)方法,考察白芨在不同濃度組大鼠的食管內(nèi)滯留情況。各組每天灌胃1次。
手術(shù) 灌胃5 min后,動(dòng)物備皮、排便后,置于手術(shù)臺(tái)上固定。術(shù)前預(yù)防性應(yīng)用青霉素320萬(wàn)U,靜滴。采用2%硫噴妥鈉靜脈麻醉,劑量為(25~40)g/kg, 常規(guī)碘爾康消毒術(shù)野皮膚后,鋪無(wú)菌中單,切開皮膚、皮下、結(jié)扎止血。切開食管,觀察碘油黏附情況。術(shù)中出血以明膠海綿填塞止血。以上各組術(shù)后24 h開始排便或聽到腸鳴音后,開始進(jìn)食,自由活動(dòng),術(shù)后前3 d靜滴青霉素,傷口清洗換藥。術(shù)后不能自行排便排尿者,酌情予灌腸或臨時(shí)導(dǎo)尿。
術(shù)后處理 術(shù)后予青霉素160萬(wàn)U/支靜滴3 d,每日1次,以預(yù)防感染,術(shù)后兩周切口愈合后拆線。允許其自由活動(dòng),術(shù)后10 d內(nèi)每日查體,以后每周1次。
取材 各組分別隨機(jī)選取1只動(dòng)物在麻醉下用空氣栓塞法分別隨機(jī)處死 ,作組織形態(tài)學(xué)觀察。切取碘油黏附點(diǎn)及周圍組織塊。標(biāo)本的制作:4%多聚甲醛固定24 h,采用常規(guī)制作石蠟切片,分別用來(lái)進(jìn)行HE染色和TUNEL染色。切片熒光顯微鏡下觀察。
光鏡組織學(xué)觀察 主要觀察碘油與黏膜間藥膜形成情況以及計(jì)算界面碘油結(jié)合率。隨機(jī)選取部分標(biāo)本,在黏膜界面隨機(jī)選取4個(gè)視野,測(cè)量視野內(nèi)界面碘油結(jié)合的長(zhǎng)度和界面總長(zhǎng)度,碘油結(jié)合率=視野中界面結(jié)合長(zhǎng)度÷視野中界面總長(zhǎng)度×100%
大鼠腦細(xì)胞形態(tài)變化 ①灌注固定,斷頭用止血鉗夾住動(dòng)脈斷端,用針頭刺入動(dòng)脈,先快速推注含肝素(20 U/mL)生理鹽水50 mL沖洗,然后灌注4%多聚甲醛50~ 80 mL,時(shí)間10 min。開顱取出腦組織,分別取大腦、小腦、海馬,4%多聚甲醛固定24h后置于20%~30%的蔗糖溶液中,4℃過(guò)夜。②異戊烷-液氮速凍法,取50 mL異戊烷倒入燒杯,將異戊烷燒杯置于液氮內(nèi),預(yù)冷至無(wú)氣霧時(shí),將腦組織迅速浸入,10~20 s后取出,復(fù)溫至-20℃后OCT膠包埋切片。③在暗室中,將大鼠海馬組織冰凍切片放入恒溫26℃的50%阿拉伯膠、枸櫞酸緩沖液、5.6%對(duì)苯二酚和17%硝酸銀混合溶液中,染色20~30 min。經(jīng)蒸餾水沖洗15 min,乙醇及二甲苯脫水透明,明膠封片,光鏡下觀察大鼠腦細(xì)胞形態(tài)變化。
大鼠肝細(xì)胞凋亡檢測(cè) 每組抽取2只動(dòng)物進(jìn)行MRI掃描,然后處死并立即取其肝臟,一半肝臟立即用4%多聚甲醛固定24 h,采用常規(guī)制作石蠟切片,分別用來(lái)進(jìn)行HE染色和TUNEL染色。①大鼠肝細(xì)胞凋亡檢測(cè)顯微鏡計(jì)數(shù):TUNEL染色觀察大鼠肝細(xì)胞凋亡情況。石蠟切片脫臘,水化處理。滴加100 μL蛋白酶K溶液(20 mg/L,10 mmol/L Tris/HCl,pH7.4~8.0),37℃下孵育15~30 min。用PBS洗2次,每次5 min,自然晾干。加50 μL TUNEL反應(yīng)混合液在樣品上,陰性對(duì)照用50 μL標(biāo)記緩沖液代替TUNEL反應(yīng)混合液,切片放入濕盒中,37℃下暗室孵育60 min。PBS洗3次,每次5 min,晾干。加50 μL converter-POD,濕盒中37℃下暗室孵育30 min。PBS洗3次,每次5 min,晾干。加50~100 μL DAB顯色劑,DAB為濃縮試劑盒,按1:20倍稀釋,顯微鏡下控制顯色結(jié)果。PBS洗3次,每次5 min,晾干。用蘇木素復(fù)染,立即用水沖洗。無(wú)水乙醇-95%乙醇-90%乙醇梯度脫水,二甲苯透明,中性樹脂封片。②切片用光學(xué)顯微鏡進(jìn)行觀察并拍照保存。對(duì)每個(gè)組選取15個(gè)視野,對(duì)視野中的凋亡細(xì)胞進(jìn)行計(jì)數(shù)。肝細(xì)胞凋亡結(jié)果以凋亡細(xì)胞數(shù)與視野中總細(xì)胞數(shù)的比值表示。③大鼠肝細(xì)胞形態(tài)學(xué)檢測(cè):按照常規(guī)方法進(jìn)行HE染色,觀察大鼠肝細(xì)胞形態(tài)變化。
腦過(guò)氧化氫酶(catalase,CAT)活性、丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)活性、乙酰膽堿酯酶(AChE)活性、一氧化氮合酶(NOS)活性測(cè)定:用南京建成試劑盒測(cè)定。斷頭取腦,電子天平準(zhǔn)確稱重后加入預(yù)冷生理鹽水,制成10%的腦組織勻漿,分兩管離心,第1管離心后的上清作為腦CAT活性、SOD活性、AChE活性、腦MDA含量檢測(cè)的樣本。第2管離心后的上清作為NOS檢測(cè)的樣本,檢測(cè)方法按試劑盒說(shuō)明書進(jìn)行,對(duì)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。
在我們的前期研究中,發(fā)現(xiàn)碘油可以起到良好的對(duì)比作用,是一種無(wú)細(xì)胞毒性、無(wú)急性體內(nèi)毒性、并具有良好組織相容性的對(duì)比劑材料。已能通過(guò)MRI進(jìn)行一系列體內(nèi)外實(shí)驗(yàn)在早期食管癌診斷中使用水分子成像。通過(guò)實(shí)驗(yàn)證實(shí),碘油白芨復(fù)合材料能提高界面處的結(jié)合率,增加界面處的黏附強(qiáng)度,是一種理想的MRI對(duì)比劑材料。因此,對(duì)水分子成像DWI診斷早期食管癌的研究工作繼續(xù)深入下去,制備成碘油白芨MRI對(duì)比劑,進(jìn)行進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)研究,為患者提供安全、實(shí)用、有效、價(jià)格較低的檢查方法。為進(jìn)一步改進(jìn)早期食管癌的研究提供重要的理論依據(jù)和數(shù)據(jù)支持,提高早期食管癌的診斷水平,早發(fā)現(xiàn)、早治療,提高患者生存率和生活質(zhì)量,為臨床診斷治療中的應(yīng)用提供參考依據(jù),從而形成新的檢查方法,產(chǎn)生較大的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效應(yīng)。
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(收稿日期:2013-02-04)