醫學超聲成像的基本原理精選(九篇)

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第1篇：醫學超聲成像的基本原理范文

關鍵詞：醫學影像設備；教學現狀；教學改革

隨著我國社會經濟的快速發展以及醫學影像設備的不斷引入，如彩超、CT、MRI等，使醫院的影像學檢查水平明顯得到提升。醫學影像學檢查效果除與影像設備性能有關外，還與操作人員的操作水平有關[1]。加強醫學影像設備技術人才的培養，已成為醫學影像設備課程教學的改革方向。本文就對醫學影像設備課程教學現狀進行分析，并提出相應的改革方案。

一、醫學影像設備教學現狀

（一）課程特點

醫學影像設備是醫學影像技術專業的一門重要課程，主要內容是研究臨床常用的彩超、CT、MRI等設備的結構、工作原理、操作方法及維修方法。該學科具有較強的邏輯性和實踐性，且涉及面廣，知識內容更新快[2]。

（二）教學中存在的問題

目前，醫學影像設備課程教學已在中等、高等職業教育中廣泛開展。但經實踐觀察，發現醫學影像設備課程教學主要存在以下問題：①基礎知識薄弱，經了解，大多學生對電子學、物理學、計算機及網絡技術等知識的掌握較差，使得教學工作難以正常開展。②學生對該教學課程不夠重視，大多學生認為課堂教學所學的電路原理、故障判斷及維修方法等知識與就業崗位無直接關系，導致學生學習的積極性不高。③因醫學影像設備通常體積較大，難以在課堂進行演示，當涉及到抽象或較復雜的電路圖時，因學生對影像學設備電路工作原理的不了解，加上影像設備理論知識較多，枯燥、乏味，使得大多學生對學習缺乏積極性。④醫學影像設備通常較昂貴，學校難以配置種類齊全的設備作為教學使用，導致學生很少有機會親自操作，實踐操作能力有待提高。

二、改革方案

針對當前醫學影像設備課程教學中存在的問題，在醫療體制不斷改革下，以及醫院對技能型專業人才的需求，如何將抽象的理論知識，具體、形象地傳授給學生，已成為醫學影像設備教學的重要問題。經調查了解，影像學技術人員參與到設備的維護與管理，對提高醫學影響設備的維修效率有重要作用。但在實際工作中，醫學影像學設備故障主要由技術人員操作不熟練、未按說明書操作、未嚴格按操作要求定期維護和保養等原因造成。因此，加強醫學影像學設備課程教學改革，對培養影像設備技術人才有重要意義。

（一）教學內容的整合

結合我國衛生專業人才的需求，明確醫學影像設備課程教學內容，包括X線機的結構、基本原理及使用方法；超聲成像設備的結構、基本原理及使用方法；核磁共振成像設備的結構、基本原理及使用方法；X射線機基本電路組成及工作原理；核醫學成像設備的種類、結構及基本原理；各影像學設備的日常維護及保B等。目前，我國中高等職業教學所選取的教材為人民衛生出版社2014年出版的《醫學影像設備學（第三版）》，但由于學生基礎知識薄弱，教學工作的開展難度較大。因此，對影像設備課程教學內容進行有效整合，開展以技能型人才培養未導向的課程體系，按學生就業崗位需求，將課程整合為X射線機設備、超聲成像設備、核磁共振成像設備及核醫學成像設備等多個項目，每個項目又劃分為若干個任務，包括結構組成、基本原理、設備使用、常見故障判斷、日常維護等[3]。

（二）教學方法的改進

以往臨床多采取以教師講授為主的教學模式，使得學生學習積極性缺乏，實踐操作能力欠缺。因此，根據學生就業崗位的需求以及工作任務的不同，將理論知識與實踐教學一體化，采用案例教學法、任務驅動教學法、頭腦風暴教學法等，在加強學生理論知識學習的同時，提高學生的實踐操作技能。此外，對現有的考核模式進行改進，將考核成績分為理論知識和操作技能考核兩部分，從而充分調動學生學習的積極性和主動性。

三、總結

醫學影像設備作為醫學影像學專業必修的一門課程，其具有較強的實踐性。因此，加強醫學影像設備課程教學改革，將醫學影像設備理論知識與實踐操作有效結合起來，對教學方法進行改進，培養技能型人才，以達到預期的教學目標。

參考文獻：

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第2篇：醫學超聲成像的基本原理范文

乳腺X線攝影是檢查乳腺的最基本的影像學方法，具有較高的靈敏度和特異度，常作為乳腺疾病檢查的首選，是乳腺疾病的普查和乳腺癌篩查的重要手段。其基本原理是利用乳腺組織對軟X線穿透進行投照，再利用膠片進行感光，經過顯影、定影等程序進而成像[7]?，F市面所使用的X線攝影機主要有計算機X線攝影（CR）、數字乳腺X線攝影（DM）、乳腺的數字化斷層攝影技術（DBT）等幾大類，其中CR及DM已被廣泛應用于臨床，DBT現階段仍是研究的熱點，有研究表明DBT系統可將乳腺癌篩查的召回率降低30%。乳腺癌乳腺X線攝影直接征象主要呈現腫塊狀病變或結節性病變，腫塊的邊緣呈毛刺或成簇狀微小鈣化，而乳腺惡性腫瘤的特異性X線表現正是毛刺狀、細微簇狀鈣化的腫塊。有專家認為微小鈣化灶，尤其成堆的細小泥沙樣鈣化灶為早期乳腺癌的征象，簇樣微小鈣化達到5個/cm2即可提示為乳腺癌，對早期乳腺癌的診斷具有重要意義，可以發現臨床觸診沒有任何異?；騼H有局部增厚的早期乳腺癌[8]。間接征象主要有不規則增粗的導管、不規則增粗增多的血管、內陷及皮膚增厚等。有研究表明，定期乳腺X線檢查是早期診斷乳腺癌的有效方法，其意義在于能夠顯著降低由本病引起的病死率，尤其適用于＞50歲的女性[9]。乳腺X線攝影具有簡單、方便、費用低、無創、診斷標準完備等優點，尤其對早期乳腺癌微細鈣化成像清晰、特征突出，是公認的檢測早期乳腺癌的有效手段[10]。但也有一定局限性，其易受患者乳腺腺體類型、乳腺形態及病變組織位置的影響，易產生假陰性，造成漏診或誤診。其對乳腺的良惡性病變鑒別時，鉬靶攝影有時定性不準，易造成診斷不準確。對于X線攝影不能顯示或定性不清的腫瘤，還需借助其他影像檢查[11]。

2乳腺CT檢查

在乳腺癌的診斷和鑒別診斷中，計算機斷層掃描檢查存在一定價值。其基本原理是利用探測器進行接收X線管發射出的X線束，實現所選人體層面多方向掃描及X線量的測定，再經轉換器轉換，最后在顯示器上得到CT圖像。乳腺癌的CT表現按照病理分型呈現不同的影像表現，即腫塊型和浸潤型。腫塊型主要表現為圓形或不規則形的腫塊，病灶的邊緣清楚或模糊均可見，病灶位置多以外上象限常見，且大多數呈分葉或毛刺狀。平掃密度與正常腺體組織相似或稍高，增強掃描時呈明顯強化，主要是由于乳腺癌組織血供豐富，表現為“快進快出”型曲線。CT增強掃描的應用，可以直接顯示乳腺癌的腫塊、結構及與周圍組織的關系，可以較好地顯示周圍淋巴結，掃描的同時還可發現肺部及胸壁的轉移病灶，對乳腺癌的診斷、鑒別診斷、臨床分期及治療方案的制訂具有重要意義，對于檢測術后復發也有其優勢。有專家提出，當增強掃描前后CT值變化超過50Hu時即有惡性病變診斷價值[12-13]。浸潤型的乳腺癌表現為乳腺內無明確的腫塊影，局限性片狀稍高致密影，邊界不清，且可見蟹足樣改變，與周圍組織發生粘連，導致皮膚受到牽拉、內陷。近年來隨著CT薄層掃描及乳腺CT三維技術的應用，進一步提高了乳腺癌的檢出率。CT薄層掃描可以檢出直徑＜0.2cm的病灶，同時可以評價腋下及胸骨周圍淋巴結的情況，在此基礎上通過螺旋CT后處理技術，可以三維重建顯示病灶立體空間形態結構，從而得到更多的診斷信息。CT具有高密度分辨率，可發現致密型乳腺中的病灶，能有效鑒別實性、囊性、脂肪及腫塊，并且準確顯示病灶的形態、大小、邊緣及部位[14-15]。臨床影像檢查中，由于CT檢查的輻射劑量較大，易受部分容積效應影響，無法發現早期微小鈣化灶，一般不作為首選檢查方法[16]。

3乳腺MR檢查

隨著MR檢查在臨床中的廣泛應用，越來越多的研究表明，MR檢查是乳腺癌綜合診斷的必要手段之一，特別是高場、超高場設備的快速普及和乳腺專用線圈、快速成像序列的應用，使乳腺癌MR診斷的敏感度和特異度都得到了很大的提升。MR檢查的原理是通過磁與無線電波的轉換，實現人體不同平面的視圖。常用乳腺MR成像技術有除脂抑制序列的T1WI、T2WI、動態增強MR、彌散加權成像。隨著MR技術的不斷發展，灌注加權成像、磁共振波波譜分析（MRS）、MRI引導下穿刺活檢技術等逐漸成為研究的熱點[17-19]。乳腺癌MRI主要表現為：大多數的乳腺癌形態不規則，邊緣呈毛刺狀，可見“蟹足”或“星芒”狀改變，毛刺征常作為診斷乳腺癌的重要形態學征象，其靈敏度可達80%。從MR信號上分析，T1WI上無論乳腺良、惡性病變均呈現等或低信號，T2WI上呈高、等或略低信號。這是由于組織含水量不同導致，當含量較高時，T2WI呈高信號，低時為低信號。當病灶內出現囊變、液化、壞死、合并出血或纖維化時，表現為混雜信號[20]。乳腺癌MRI動態增強表現：腫塊型乳腺癌腫塊內部呈現不均勻強化，常提示惡性病變，腫瘤的邊緣和分隔不規則強化常傾向為惡性。非腫塊型乳腺癌呈現指向的不連續或不規則線樣伴有分支狀強化，常提示此種早期乳腺癌起源于乳管（70%～80%）。三角形或錐形強化灶高度提示惡性病變。在MR動態增強中，病灶形態特征、強化方式、時間信號強度曲線（TIC）、表觀擴散系數（ADC）值測定、擴散加權成像（DWI）等結合對乳腺癌的診斷及鑒別診斷具有較高價值。TIC的快進快出型多提示惡性。DWI是觀察活體水分子微觀擴散運動的成像方法，通過ADC值進行量化分析，判定病變的良惡性。Furman-Haran等通過研究證明，良性病變時ADC值較高，惡性腫瘤由于血供豐富，較良性腫瘤血管含量高，因而ADC值降低。ADC值的大小為：惡性病變＜良性病變＜正常組織，但良惡性病變ADC值有重疊。TIC與ADC值兩項檢查聯合應用可有效診斷與鑒別乳腺良惡性病變[21-22]，具有較高的臨床價值。MRS主要是根據體內膽堿及其代謝產物含量的變化進行波譜分析來診斷乳腺癌。由于惡性腫瘤組織內細胞代謝旺盛、增殖迅速快、細胞膜的合成及轉運增加，導致乳腺MRS檢查呈現異常升高的膽堿復合峰。對浸潤性導管癌有更高的靈敏度，明顯優于CT、鉬靶的影像學檢查[23]。磁共振彈性成像（MRE）與超聲彈性成像判定相似，是定量測量組織力學特性的新型非創性的成像方法，MRE是利用機械波定量測量組織硬度[24]。乳腺癌患者的病變組織硬度較良性病變或正常的乳腺組織高[25]。MRE可作為DCE-MRI的重要補充檢查，對可疑病變區域提供更多的診斷信息，兩種技術聯合應用提高了乳腺癌診斷的特異度和準確率[26]。乳腺MR檢查優勢明顯，具有高分辨率，檢查安全、無電離輻射，腫瘤檢出率高，對發生在致密型乳腺和置入假體后的乳腺腫瘤，雙側乳腺可以同時成像，且在任意方向成像，不受患者體型和病灶位置的影響，近年多序列的應用使乳腺癌的診斷提升到一個新高度。MR檢查存在一定的局限，如良、惡性病變的表現上有一定重疊性；MR檢查對鈣化不敏感，而微小鈣化恰恰是診斷早期乳腺癌的有力依據。相信隨著磁共振技術的發展，乳腺MR在乳腺癌的診斷中會起到重要作用。

4乳腺超聲檢查

彩色多普勒超聲檢查是目前乳腺疾病診斷應用最為廣泛的影像學檢查，具有準確性高、操作方便、無創的優點。近年超聲新技術的應用提高乳腺疾病尤其乳腺癌的早期發現。其基本原理是利用發射設備將超聲波射入體內，再經過人體組織對其產生不同聲阻抗的反射和衰減，接收強弱不等回聲，反映出人體的斷面超聲圖像。多普勒效應是利用移動的超聲波信號產生頻移或差頻，探測人體的血流信號[27-29]。乳腺癌的聲像圖具有以下特點：腫塊型乳腺癌腫塊內可見微小鈣化，內部回聲不均，多呈實性衰減暗區，導管內有簇狀的細點狀強回聲，多不伴有聲影；浸潤型乳腺癌的病變組織以不規則浸潤性和伴有反應性增生的周圍組織為特點，腫塊呈低回聲，其形態多不規則，邊緣呈毛刺狀，在腫塊后方有回聲的衰減。有學者研究表明，病灶的“形態不規則”是乳腺癌最為常見的表現，其對乳腺癌的診斷敏感度可達89.9%，被認為是診斷乳腺癌敏感度最高的超聲征象[30]。彩色多普勒血流成像（CDFI）的應用不僅能夠準確地判定乳腺癌的發生部位及病理類型，而且結合彩色多普勒提供信息判斷乳腺腫塊的血管分布情況和獲取血液動力學指標來判斷病情。根據乳腺超聲影像報告數據系統（BI-RADS-US）分類標準對乳腺腫瘤超聲表現進行描述，進而作出相應評估分類。未完成評估者為0類，尚需其他的影像學檢查診斷；完成評估者分類：1～3類考慮良性可能，4類及以上為可疑惡性，類別越高惡性程度越高，6類為活檢證實的惡性。腫瘤多發患者其評分以最高評分為準[31-33]。彩色多普勒超聲在乳腺癌的臨床診斷中具有重要意義，不僅能提高準確率，而且對促進患者的康復起著重要的作用，能夠提高患者的生活質量，值得臨床推廣應用。近年來超聲新技術的應用提高了早期乳腺癌的診斷率。三維超聲成像通過三維空間成像和數字減影技術，進而充分、直觀地顯示腫塊血管數目、形態及分布情況，為指導手術提供更多的信息。彈性成像技術根據不同組織間彈性系數不同，用圖像色彩的不同客觀地反映組織的硬度，以此鑒別乳腺腫物的良惡性。有研究數據表明，乳腺超聲彈性成像鑒別乳腺良惡性腫物具有較高的敏感度和特異度。臨床上應用較多的還有超聲引導下的穿刺活檢，其能獲取病變組織細胞學及病理學信息，為臨床做出更明確的診斷[34]。超聲檢查具有經濟、簡便、無痛苦、無損傷的特點，可通過的超聲檢查，顯示內部層次及細微結構，對致密乳腺具有X線檢查不能辨別的優勢，幫助排除腫瘤的可能。其不能使微鈣化點顯像，而微細鈣的沉積是乳腺癌的第一指征。因此還須聯合鉬靶、MRI、穿刺活檢病理等其他檢查以提高乳腺惡性腫瘤的診斷率。

5乳腺核醫學檢查

第3篇：醫學超聲成像的基本原理范文

關 鍵 詞 支持向量回歸；醫學超聲；圖像去噪

中圖分類號：TP391 文獻標識碼：A 文章編號：1671―7597（2013）032-045-02

隨著醫學技術的快速發展與廣泛應用，醫學超聲成像、核磁共振、PET等技術現在已經成為醫學診斷不可或缺的技術。其中超聲成像固有的時效性、廉價性及無損性等優點被廣泛應用于臨床診斷與治療中，超聲成像技術利用聲波實現直接觀察和物質結構和特性研究，它具有對離體生物組織成像和對活體組織進行實時成像的兩個特點，是醫學研究的重要手段。

然而，超聲圖像存在的斑點噪聲增加了圖像解譯程度，影響了圖像分析與診斷，決定了醫學分析的可靠性與準確性，增加了判斷分析的難度。因此對超聲圖像的去噪研究成為當今醫學界研究的熱點。本次研究引入支持向量學習理論，通過含斑圖像做對數變換和分解，構建基于支持向量回歸模型的局部自適應去斑算法，最終達到圖像去噪的目的，以期對醫療診斷提供科學的可靠性保障，推動醫學科研工作的進一步發展。

1 支持向量回歸基本原理

支持向量回歸是一種以數學方法和優化技術為工具廣泛應用于模式識別領域的方法。在解決非線性、小樣本和高維模式識別問題中獨具優勢，且可以在函數擬合等一些機器學習問題。

假設存在線性可分的樣本集y的線性判斷函數的一般形式為：。

將其轉化為Lagrange函數：

核函數常采用其公式為：

式中：wki為輸入層第i節點和隱含層第k節點的連接權； k為隱含層第j節點的閾值。

所有學習樣本對權值進行修正，通常為增加學習過程的穩定性，用下式對權值進行修正：

2 實驗仿真應用

2.1 圖像分解

應用SVM理論，采用迭代閾值法對數據源進行圖像分解，取得傳統單脈沖激勵信號的軸向分辨率。如圖1。

利用超聲單脈沖信號作為SVM模型的數據源，應用Matlab程序將函數輸入計算機程序中運行，等到數據的散點分布情況。從圖中可以看出圖像分割后的視覺效果，可以發現噪點距離中心線偏離程度顯著，能夠達到去噪的目的。

2.2 SVM模型應用

傳統的去噪法均以曲線進化理論為基礎，但存在不足之處在于受圖像中噪聲影響較大，因此SVM模型在運行前先對超聲圖像進行低通濾波等預處理，以去除圖像中固有的斑點噪聲，但同時也有可能損失了部分圖像細節。為了提取超聲圖像中的噪聲關鍵參數，建立SVM模型。SVM模型具有拓撲變形能力，通過對超聲圖像進行預處理，以去除圖像噪點，以支持回歸理論為基礎進行聚類，使得復雜的非線性優化問題得到較好的求解。SVM模型針對具有較強不均勻分布的圖像首先對圖像分割集成進行局部信息處理，增強其抗干擾的能力。

SVM模型算法主要是利用聲波振動響應原理，使得輕敲震動探針與試樣表面相接觸，同時施加頻率略有差異的超聲振動，由于探針和試樣之間的非線性作用，在每個振動周期中與試樣短時間接觸，生成回聲，進而判別噪點位置，有針對性的消除噪點，減少機器損耗時間。

經過SVM模型的迭代求解，通過適當的參數與初始值調整，經過5300次迭代得出實際超聲圖像去噪結果。

2.3 檢驗與分析

根據擬合函數，計算誤差，經分析計算，本次支持向量回歸模型去噪準確率為95%，誤差范圍控制在5%，能夠達到去噪目的。如圖2，準確率擬合效果。

4 結論

抑制超聲圖像噪點一直是醫學超聲圖像處理中的難點問題。本研究引入支持向量學習理論，通過含斑圖像做對數變換和分解，構建基于支持向量回歸模型的局部自適應去斑算法。該算法在本質上是一種軟閾值去噪，其閾值具有解析表達式并隨像素自適應性調整。在模擬加斑圖像和真實超聲圖像的實驗結果表明，在客觀評價指標和主觀視覺效果方面，SVM算法性能均優于傳統的去噪算法，具有計算復雜度低、運行速度快的特點，在滿足去噪的同時保證了圖像細節特征，對科學地醫療診斷提供了可靠性保障，對醫學科研工作的進一步發展具有實際意義。

參考文獻

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第4篇：醫學超聲成像的基本原理范文

腦靜脈及其相關疾病過去常被忽略，隨著成像技術的發展，證明其相關疾病并不少見［1，2］。腦靜脈解剖復雜、變異較多，易發生病變，臨床表現多樣且缺乏特異性，確診有賴于影像學檢查。它是一種特殊類型的急性腦血管病，發病急、病情重、診斷和治療不及時死亡率高，如腦靜脈竇血栓的死亡率高達20％～78％［3］。多層螺旋CT減影靜脈成像（subtraction CT venography, SCTV）技術以其無創性，掃描時間短，能完整、清晰顯示腦靜脈等優點被廣泛認可，其強大的后處理軟件能立體、直觀、多方位、多角度地動態觀察，從而更有利于指導臨床治療方案的制定，降低手術風險。本文主要就腦靜脈的各種影像成像方法進行比較，探討多層螺旋CT減影技術在腦靜脈成像中的應用及其臨床價值。

1 腦靜脈SCTV技術的發展及現狀

1980年Axel等首先提出了CT血管成像（CT Angiography,CTA），到MSCT出現，特別是64層及后64層螺旋CT的問世，才真正實現了快速容積掃描及各項同性數據的采集，使圖像質量顯著提高。一直以來CT在動脈成像方面的研究較多［4］，目前運用CTA對腦靜脈的研究國內外已有不少報道［5］，但大多數是運用常規CTA，成像時受顱骨干擾，很難清晰顯示，易導致病變漏診。而SCTV優于傳統CTA可快速去骨，得到清晰的腦血管圖像［6］。

2 腦靜脈SCTV 技術的基本原理及檢查方法

2.1 基本原理 CT減影技術是1994年Gorzer等［7］根據數字減影血管造影（digital subtraction angiography,DSA）的基本原理提出的，通過血管內引入對比劑，經計算機減影處理以含對比劑圖像減去不含對比劑圖像，使骨骼信息被去除，血管信息被保留，更易發現隱匿于骨骼下的小病變。其操作方便快捷且不依賴人的主觀認識，不受醫技人員重建圖像水平差異影響。

2.2 檢查方法 使用GE Light speed VCT設備，患者仰臥于檢查床上，用頭托和膠帶固定受檢者頭部，采用高壓注射器從肘正中靜脈注入370優維顯20 ml，在C2水平做循環時間測定，根據循環時間設定各期相掃描計劃，平掃期采用100 KV，動脈期采用120 KV，其它掃描參數：管電流300 mA，管球旋轉時間0.6/周，螺距比0.986∶1，層厚及層距均為0.625 mm,采用標準重建函數重建，掃描范圍從顱頂至C3水平，掃描方向從顱頂至顱底。將掃描獲得的圖像數據傳至ADW 4.4工作站進行圖像后處理，先采用Add/sub軟件將動靜期的掃描圖像數據分別減去平掃期的圖像數據獲得相應的減影圖像，再對減影獲得的腦靜脈圖像做各種后處理：（1）容積重建（Volume rendering VR）有很強的三維空間感，尤其適合顯示重疊的血管、血管與鄰近結構的三維關系。（2）最大密度投影（maximum intensity projection，MIP）及滑動薄層塊最大密度投影(Sliding thick-slab MIP,STS-MIP)，其圖像優點是將不在同一個平面的結構顯示在同一個二維平面上，顯示細節較精細，特別是STS-MIP對細小血管顯示很好，但是缺乏立體感。（3）曲面重建（curved mutiplanar reformation，CPR）克服了橫斷面圖像和多平面重建圖像不能對非直線結構在同一層面成像的缺點，可使迂曲的血管在同一平面上顯示。

3 SCTV的臨床應用

3.1 腦靜脈的解剖及臨床意義 腦靜脈系統分淺深兩組，由腦靜脈和硬膜竇共同組成。皮層靜脈匯入硬膜竇的方向不一致，以及硬膜竇內纖維隔膜和蛛網膜顆粒的影響，導致靜脈內出現血流紊亂現象，易于形成血栓；靜脈腔內無瓣膜，管壁薄，壁內無平滑肌且彈力纖維較少，若靜脈受損，常因收縮性差而不易止血。為了避免損傷靜脈，術前進行SCTV了解腦靜脈情況對手術方案的制定及手術的實施有重要意義。顱內靜脈系統不與動脈伴行，進行CT減影成像利于更好的顯示靜脈系統［8］。

3.2 腦靜脈畸形(cerebral venous malformation,CVM) 又名腦發育性靜脈異常（developmental venous anomaly,DVA），是尸檢中最常見的腦血管畸形［9］，分為靜脈瘤、GALEN靜脈畸形和靜脈曲張，DVA常合并其它血管畸形 。DVA的臨床癥狀很多，如頭痛、癲癇、感覺異常、運動障礙、三叉神經痛和椎體外系紊亂等。其潛在并發癥主要有出血、靜脈性腦梗死。正常髓靜脈直徑＜0.02 mm，血管造影不顯影。DVA中髓靜脈直徑擴大10～100倍，在靜脈期顯影，其典型表現為許多細小擴張的髓靜脈呈放射狀匯入一根或多根粗大的引流靜脈進入靜脈竇，有時會向深部進入室管膜下深靜脈系統，此征象被形象地稱為“水母頭”（caput medusae）征。減影后的SCTV圖像可清晰顯示DVA的組成及其三維影像，可任意角度旋轉，能清楚顯示引流靜脈的走向，且可同時觀察伴發的其它腦血管畸形及腦實質的情況。

3.3 腦靜脈竇血栓（cerebral venous sinus thrombosis,CVST） 腦靜脈血栓的臨床表現多樣，主要取決于病變的范圍、部位和病情進展情況及靜脈側枝循環的程度，頭痛者約占75%～95%。若血栓導致靜脈閉塞可繼發細胞毒性水腫、血管性水腫或顱內出血等腦實質病變，重者可發生細胞死亡。SCTV因成像快、圖像質量高，實用范圍廣，特別適用于急診情況，被認為是診斷腦靜脈血栓的可靠方法，對血栓的顯示優于常規TOF及PC法MRV［10］。

3.4 腦動靜脈畸形（arteriovenous malformation, AVM） AVM很常見，由粗大的供血動脈、引流靜脈及畸形血管團組成，其動脈壁薄，內膜增生，彈力層消失，引流靜脈壁因纖維變或玻璃樣變而增厚，管腔異常擴張。病灶內易出血、形成血栓和鈣化，周圍腦組織膠質增生，常伴不同程度脫髓鞘改變，鄰近腦組織因盜血現象可局限性腦萎縮或軟化。AVM的影像學表現為畸形的血管團及供血動脈和引流靜脈，與大體病理較為一致。SCTV可清晰顯示AVM的上述征象，為臨床治療方案的制定及術后隨訪提供可靠的依據，具有無創、實用及準確性，值得推廣使用［11］。

3.5 在顱內腫瘤中的應用 SCTV不僅可以準確診斷腦靜脈系統的相關疾病，對與腦靜脈關系密切的腫瘤術前方案的制定也有指導性意義。SCTV不受顱骨的影響，可以進行多方位重建，任意角度旋轉，直觀、完整、清晰地顯示腫瘤與靜脈（竇）的關系，是確定病變部位、大小、形態、血供情況最有效的方法，對確定手術方式，評估手術風險至關重要。

3.6 乙狀竇溝異常致搏動性耳鳴的診斷 耳鳴是一種常見的臨床癥狀，發病率高達10%～15%。大多數耳鳴為血管性耳鳴，其中靜脈性耳鳴的原因包括良性顱內高壓、靜脈狹窄、靜脈憩室、異常的乳突導靜脈等。梁熙虹等［12］認為當乙狀竇溝骨壁骨質缺損，乙狀竇疝入乳突蜂房內形成憩室后，血流通過時產生渦流而發生震動，并經骨傳導或乳突蜂房將震動聲音放大，產生搏動性耳鳴。正常乙狀竇溝骨壁光滑連續，走行自然，將乙狀竇與乳突蜂房分隔。當乙狀竇溝骨壁缺損則表現為骨壁不連續，出現斷裂，邊緣略毛糙，乙狀竇直接與乳突蜂房相鄰。SCTV圖像可清晰顯示乙狀竇的憩室，且可進行任意角度旋轉。利用原始圖像進行軸面和冠狀面得骨窗重建圖像可觀察乙狀竇溝缺失的骨壁。

4 SCTV技術與其它常見的腦靜脈成像技術的比較

4.1 與DSA比較 DSA被認為是腦靜脈系統疾病診斷的“金標準”。它在觀察血管情況的同時可進行介入治療 ［13］。顱內SCTV技術與DSA相比具有以下優點：（1）檢查費用較低且為無創性檢查，避免了DSA可能出現的血管損傷、破裂等并發癥［14］。（2）掃描時間短，安全簡單，尤其適合病情危重不宜行DSA檢查的患者，為挽救生命節約了寶貴時間。（3）除獲得腦靜脈血管影像外，還能顯示DSA無法觀察到的腦靜脈周圍的顱骨及腦組織結構等，其在檢出腦血管性病變的同時可觀察腦組織的損傷，節約了檢查費用。（4）能多方位、立體觀察血管及其空間關系，可同時去除不必要血管的干擾，僅留感興趣血管進行觀察，而DSA只能在二維平面進行觀察［14］。

4.2 與MRV比較 磁共振靜脈成像（MRV）是無損傷性、無輻射的血管成像技術，常用方法有時間飛躍法（TOF）MRV、相位對比法（PC）MRV、CE-MRV及磁敏感加權成像（SWI)。同顱內SCTV技術相比較，MRV也存在不足，主要表現在：（1）檢查時間及成像時間長，操作復雜，對危重患者不適宜，而CTV掃描時間短，患者易保持不動，更利于減少圖像偽影，提高成像質量。（2）對體內有金屬異物或有電子裝置的患者檢查受限，而CTV不受限制。（3）血管影像空間分辨力和血管精細程度低于CTV。（4）MRV受血流狀態的影響很大，對血流慢的靜脈竇和小靜脈顯示不確切，其信號的缺失有時并不意味血流停滯或血栓形成。（5）MRV對顱骨的顯示差，而CTV能更好的顯示病變血管與顱骨的關系，具有顱骨定位標記，直觀、準確的辨認靜脈，利于手術方案的制定。

4.3 與超聲比較 超聲亦可用于腦血管性疾病的檢查，其對腦靜脈的檢查是近幾年才開展的。超聲檢查技術敏感性低，有較大局限性。超聲對比劑注射后應用經顱彩色多普勒可在腦靜脈（竇）血栓的急性期顯示出充盈缺損，然而單獨應用超聲不能夠排除腦靜脈（竇）血栓，需要結合其它影像檢查。

4.4 SCTV與傳統CTV比較 傳統CTV最大的缺點為顱骨對鄰近血管的干擾。去骨的好壞與成像質量呈正相關，傳統CTV去骨方式主要有手動去骨和自動去骨,因其無需進行平掃，減少了患者受到的輻射劑量，但該技術容易受到血管內CT值的影響，必須選擇恰當的造影劑的注射量、注射速度及掃描時間，才能使血管與骨骼的CT值相區別，且此種方法得到的血管不光滑，血管邊緣容易出現鋸齒狀偽影，成像質量遠不及SCTV會使診斷的正確率下降。而SCTV后處理重建時血管圖像光滑，無鋸齒狀偽影，對小血管的顯示、血管完整性的顯示能力更好。SCTV與傳統CTV相比具有準確、快捷及精密度高的優點。

5 問題與展望

總之，隨著影像檢查技術學的發展，特別是更多層螺旋CT在臨床的應用，腦靜脈CT減影成像技術將會更趨完善，從而更有利于腦靜脈的成像研究。雖然SCTV在腦靜脈系統成像上已漸顯優勢，但碘過敏仍作為禁忌證，同時減影技術對人體的輻射劑量大，限制了此項技術在臨床中的廣泛開展，因此，如何減少X線對人體的輻射仍值得今后進一步研究與改善。相信隨著CT新技術、新方法的使用，這些問題將得到改善，使腦靜脈CT減影技術成為一種簡便、省時、診斷準確性高的方法，在臨床獲得廣泛應用。

參 考 文 獻

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第5篇：醫學超聲成像的基本原理范文

關鍵詞：激光無損檢測 超聲無損檢測 射線無損檢測

在現代生產中針對不同對象選擇何種無損檢測方法已成為人們關注的問題,為解決好這個問題,就必須對無損檢測方法及其特征有較全面的了解。所謂無損檢測,是在不損傷材料和成品的條件下研究其內部和表面有無缺陷的手段。也就是說,它利用材料內部結構的異常或缺陷的存在所引起的對熱、聲、光、電、磁等反應的變化,評價結構異常和缺陷存在及其危害程度。下面簡要介紹三種常用方法的應用和發展。

一、激光技術在無損檢測領域的應用與發展

激光技術在無損檢測領域的應用始于七十年代初期,由于激光本身所具有的獨特性能,使其在無損檢測領域的應用不斷擴大,并逐漸形成了激光全息、激光超聲等無損檢測新技術,這些技術由于其在現代無損檢測方面具有獨特能力而無可爭議地成為無損檢測領域的新成員。

1.激光全息無損檢測技術

激光全息術是激光技術在無損檢測領域應用最早、用得最多的方法。激光全息無損檢測約占激光全息術總應用的25%。其檢測的基本原理是通過對被測物體加外加載荷,利用有缺陷部位的形變量與其它部位不同的特點,通過加載前后所形成的全息圖像的疊加來反映材料、結構內部是否存在缺陷。

激光全息無損檢測技術的發展方向主要有以下幾方面。

(1)將全息圖記錄在非線性記錄材料上,以實現干涉圖像的實時顯現。

(2)利用計算機圖像處理技術獲取干涉條紋的實時定量數據。

(3)采用新的干涉技術,如相移干涉技術。在原來的基礎上進一步提高全息技術的分辨率和準確性。

2.激光超聲無損檢測技術

激光超聲技術是七十年代中期發展起來的無損檢測新技術。它利用Q開關脈沖激光器發出的激光束照射被測物體,激發出超聲波,采用干涉儀顯示該超聲波的干涉條紋。與其他超聲無損檢測方法相比,激光超聲檢測的主要優越性如下。

(1)能實現一定距離之外的非接觸檢測,不存在耦合與匹配問題。

(2)利用超短激光脈沖可以得到超短聲脈沖和高時間分辨率,可以在寬帶范圍內提取信息,實現寬帶檢測。

(3)易于聚焦,實現快速掃描和成像。

3.激光無損檢測的發展

激光超聲檢測成本高,安全性較差,目前仍處于發展階段。但在無損檢測領域,激光超聲檢測在以下幾方面的應用前景引起了人們的關注:(1)可用于高溫條件下的檢測.如熱鋼材的在線檢測;(2)適用于某些不宜接近的樣品,如放射性樣品的檢測;(3)激光束可入射到任何部位,可用于檢測形狀奇異的樣品;(4)可用于超薄超細的樣品及表面或亞表面層的檢測。國外近幾年已有將激光超聲檢測用機復合材料的檢測、熱態鋼的在線檢測的報道,在化學氣相沉積、物理氣相沉積、等離子體濺射等高溫鍍膜工藝過程中膜層厚度的實時檢測方面也進行了研究。

二、超聲檢測技術在無損檢測中的應用與發展

超聲無損檢測技術(UT)是五大常規檢測技術之一,與其它常規無損檢測技術相比,它具有被測對象范圍廣。檢測深度大;缺陷定位準確,檢測靈敏度高;成本低,使用方便;速度快,對人體無害以及便于現場使用等特點。

1.超聲檢測技術的應用

(1)目前大量應用于金屬材料和構件質量在線監控和產品的在投檢查。如鋼板、管道、焊鞋、堆焊層、復合層、壓力容器及高壓管道、路軌和機車車輛零部件、棱元件及集成電路引線的檢測等。

(2)各種新材料的檢測。如有機基復合材料、金屬基復合材料、結構陶瓷材料、陶瓷基復合材料等,超聲檢測技術已成為復合材料的支柱。

(3)非金屬的檢測。如混凝土、巖石、樁基和路面等質量檢驗,包括對其內部缺陷、內應力、強度的檢測應用也逐漸增多。

(4)大型結構、壓力容器和復雜設備的檢測。由于超聲成像直觀易懂,檢測精度較高。因此,近幾年我國集超聲成像技術及超聲信號處理技術等多學科前沿成果于一體的超聲機器人檢測系統已研制成功,為復雜形狀構件的自動掃描超聲成像檢測提供了有效手段。

(5)核電工業的超聲檢測。

(6)其它方面的超聲檢測。如醫學診斷廣泛應用超聲檢測技術;目前人們正試圖將超聲檢測技術用于開辟其它新領域和行業,如人們正努力將超聲檢測技術用于血壓控制系統進行系統作非接觸檢測、辨識。性能分析和故障診斷等。

2.超聲檢測技術的發展

在現代無損檢測技術中,超聲成像技術是一種令人矚目的新技術。超聲圖像可以提供直觀和大量的信息,直接反映物體的聲學和力學性質,有著非常廣闊的發展前景。現代超聲成像技術都是計算機技術、信號采集技術和圖象處理技術相結合的產物。數據采集技術、圖象重建技術、自動化和智能化技術以及超聲成像系統的性能價格比等發展直接影響超聲檢測圖像化的進程。現代超聲成像技術大多有自動化和智能化的特點,因而有許多優點,如檢測的一致性好,可靠性、復現性高,存儲的檢測結果可隨時調用,并可以對歷次檢測的結果自動比較,以對缺陷做動態檢測等。

目前已經使用和正在開發的成像技術包括:超聲B掃描成像,超聲C掃描成像、超聲D掃描成像,SAFT(合成孔徑聚焦)成像,P掃描成像,超聲全息成像,超聲CT成像等技術。

三、射線技術在無損檢測領域內的應用與發展

1.射線檢測技術的應用

射線檢測技術是利用射線(X射線、射線、中子射線等)穿過材料或工件時的強度衰減,檢測其內部結構不連續性的技術。穿過材料或工件的射線由于強度不同在X射線膠片上的感光程度也不同,由此生成內部不連續的圖像。

(1)早期使用在石油工業.分析鉆井巖芯。

(2)在航空工業用于檢驗與評價復合材料和復合結構。評價某些復合件的制造過程。也用于一系列情況下樣件的評價;這種檢測與評價過程,大大簡化了取樣破壞分析過程。

(3)檢測大型固體火箭發動機,這樣的射線系統使用電子直線加速器X射線源,能量高迭25MeV,可檢驗直徑達3m的大型同體火箭發動機。

(4)檢驗小型、復雜、精密的鑄件和鍛件,進行缺陷檢驗和尺寸測量。

(5)檢查工程陶瓷和粉末冶金產品制造過程發生的材料或成分變化,特別是對高強度、形狀復雜的產品。

(6)組件結構檢查。

第6篇：醫學超聲成像的基本原理范文

[關鍵詞] 超聲檢查；彈性成像；乳腺疾??；乳腺腫塊

[中圖分類號] R737.9 [文獻標識碼] A [文章編號] 1674-0742（2016）06（b）-0190-02

[Abstract] Objective To investigate the application values of elastosonography in the qualitative and differential diagnosis of small solid breast lumps. Methods Convenient selection the post-operative pathological and ultrasonic data of 80 patients from January 2014 to January 2016 with small breast lumps were retrospectively analyzed. Results Among the 80 patients， 31 patients had malignant lumps and 49 had benign ones， as revealed by the post-operative pathological results. With pathological result as "gold standard"， the accuracy， sensitivity， and specificity of routine ultrasonography in diagnosis of small breast lumps were 77.50% （62/80）， 77.42% （24/31）， and 77.55% （38/49）， respectively； while those of elastosonography were 91.25% （73/80）， 90.32% （28/31）， and 91.84% （45/49）， respectively； and the differences were statistically significant （P

[Key words] Ultrasonography； Elastosonography； Breast disease； Breast lump

乳腺實性腫塊是乳腺疾病的臨床體征之一，常見于乳腺癌、乳腺纖維腺瘤和乳腺增生等，病變性質不同，臨床治療方法存在較大差異。超聲具有無創性、無放射和重復性好等特點，廣泛應用于乳腺疾病檢查中。常規超聲主要通過觀察乳腺腫塊的邊界、內部回聲、后方衰減和微鈣化等特征，判定乳腺腫塊的性質，然而，乳腺腫塊體積較小時（直徑≤20 mm），其聲像圖特征不典型，定性診斷比較困難[1]。隨著超聲技術的發展，超聲彈性成像逐漸成熟，臨床應用越來越多，該技術主要通過組織的硬度差別來鑒別病變的性質，為乳腺實性小腫塊的定性診斷尋找了一條新途徑[2-3]。該研究回顧性分析該院于2014年1月―2016年1月收治的80例患者乳腺實性小腫塊的超聲彈性成像結果，探討其對乳腺腫塊性質診斷中的價值，現報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

2014年1月―2016年1月，方便選取經手術病理證實的乳腺單發實性小腫塊患者80例，年齡23～78歲，平均（43.35±12.17）歲；腫塊直徑5～20 mm，平均（12.23±1.17）mm。

1.2 儀器與方法

儀器：Hitachi EUB-8500彩色多普勒超聲診斷儀，線陣探頭，頻率為7.5～13.0 MHz，配備有超聲彈性成像技術軟件功能。檢查方法：患者取仰臥位，充分暴露，以為中心向外做放射狀、疊瓦式掃查，發現腫塊后，從多角度、多方向觀察其大小、邊界、形態、縱橫比、內部及后方回聲、鈣化、病變周圍組織回聲特征以及雙側腋窩情況。然后觀察腫塊內部血流情況，記錄動脈最高血流速度（PSV）和阻力指數（RI）。最后，將超聲切換到彈性成像模式，選取感興趣區（一般為病灶面積的2～3倍），檢查者手持探頭在病灶部位輕微振動，壓力指數保持在3～4之間，持續3～4 s，用雙幅實時顯示功能，觀察彈性圖和灰階圖。圖像分析：由2名具有資深工作經驗的超聲醫生進行圖像分析，分別進行診斷，結果存在分歧時由科室討論達成一致結論。

1.3 超聲彈性成像評分標準

1分：病灶整體或大部分顯示為綠色；2分：病灶顯示為中心呈藍色，周邊為綠色；3分：病灶范圍內顯示為綠色和藍色所占比例相近；4分：病灶整體為藍色或內部伴有少許綠色；5分：病灶及周邊組織均顯示為藍色，內部伴有或不伴有綠色顯示[4]。

1.4 病變性質評價標準

常規超聲：①病灶縱橫比≥1；②病灶內有微小鈣化；③邊緣毛刺征；④病灶周邊有高回聲厚暈；⑤后方回聲衰減；⑥彩色多普勒血流信號達到或超過Ⅱ級并且RI>0.70或PSV>20 cm/s；只要符合以上征象的一項即視為惡性，否則為良性[5]。超聲彈性成像：超聲彈性成像評分4分和5分者視為惡性，1分、2分和3分者視為良性。

1.5 統計方法

數據應用SPSS 11.5統計學軟件進行統計分析，準確率、敏感性及特異性計算以手術病理結果為診斷“金標準”，比較采用配對χ2檢驗；一致性分析采用Kappa檢驗（Kappa值為0～0.4說明一致性差、0.4～0.75說明一致性較理想、0.75～1說明一致性程度極好），P

2 結果

2.1 手術病理結果

80例患者術后病理結果顯示惡性腫塊31例（浸潤性導管癌24例、導管原位癌7例），良性腫塊49例（纖維腺瘤32例、纖維囊性乳腺病10例和乳腺增生7例）。

2.2 常規超聲診斷乳腺小腫塊結果

以病理結果為“金標準”，常規超聲檢查診斷乳腺小腫塊性質的準確度為77.50%（62/80）、敏感度為77.42%（24/31）、特異度為77.55%（38/49），見表1。

2.3 超聲彈性成像診斷乳腺小腫塊結果

以病理結果為“金標準”， 超聲彈性成像診斷乳腺小腫塊性質的準確度為91.25%（73/80）、敏感度為90.32%（28/31）、特異度為91.84%（45/49）；超聲彈性成像評分中1～3分、4～5分評分結果與病理結果一致性程度極好（Kappa=0.86、0.78），見表2。

2.4 兩種方法診斷準確度、敏感度及特異度比較

超聲彈性成像對乳腺小腫塊性質診斷的準確度、敏感度和特異度明顯高于常規超聲，差異有統計學意義（P

3 討論

乳腺癌的發病率逐漸上升且年輕化，嚴重威脅女性身心健康。乳腺腫塊分為良性及惡性，但是疾病種類較多，病理類型復雜，超聲聲像圖表現各異，但是部分不同病理類型的乳腺腫塊聲像圖表現相似，加大了診斷難度。如傳統超聲根據乳腺腫塊灰階圖像及血流信號等進行定性判斷，但準確度、敏感度和特異度均不理想，如該研究表1顯示，準確度為77.50%、敏感度為77.42%和特異度為77.55%。主要原因是乳腺小腫塊早期生物學特征表現尚不明顯，表現出多樣性，尤其是惡性腫瘤常表現出良性病變的征象；病灶較少，常檢不出明顯的血流信號。超聲彈性成像技術的基本原理是對不同彈性系數的組織施以外力時，將產生不同程度的形變，即彈性系數越大的組織形變越小，硬度越大，彈性系數越小的組織形變越大，硬度越小，并通過圖像形式反映出被檢測組織的軟硬度[6-7]。不同乳腺疾病其彈性系數不同，如彈性系數依次為：浸潤性導管癌>非浸潤性導管癌>乳腺纖維化>乳腺組織>脂肪組織，為乳腺病變性質診斷提供新的途徑[8]。如該研究表2顯示，準確度為91.25%、敏感度為90.32%、特異度為91.84%。惡性乳腺小腫塊多為毛刺狀或鋸齒狀，向外浸潤生長，沿乳腺導管擴展，并且可見病理性鈣化，硬度較大。當惡性病灶內部出現液化或良性病灶出現鈣化時，可以改變病變的彈性系數，給診斷造成困難[9]。如該研究中3例纖維腺瘤出現鈣化，增加病灶硬度，造成假陽性；2例浸潤性導管癌由于質地較軟，彈性評分降低，出現假陰性。雖然超聲彈性成像診斷乳腺小腫塊與病理結果具有較好的一致性（Kappa=0.86、0.78），但是仍要結合常規超聲，分析病灶邊界、內部回聲及血流情況，可以提高正確診斷率。診斷過程中還應注意以下問題：①當腫塊內部有粗大鈣化時，導致腫瘤硬度增加，可能造成假陽性；②腫塊內出血、壞死，造成組織硬度降低；③腫塊實際面積的大小也會影響彈性成像的判定結果；④評分結果與操作手法、診斷經驗和不同檢查儀器等因素關系密切。

綜上所述，超聲彈性成像通過評估乳腺小腫塊的硬度來鑒別其良惡性，具有較高的準確度、靈敏度和特異度，對早期乳腺癌的診斷和篩查具有較高的臨床應用價值，但臨床診斷過程中結合常規超聲，能為其良惡性鑒別診斷提供更多信息。

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第7篇：醫學超聲成像的基本原理范文

吉林省腫瘤醫院超聲科,吉林長春 130000

[摘要] 超聲成像技術是當前醫學檢測的主要技術，具有安全、無創、實時性好等優點。以圖形處理器為基礎的超聲成像方針平臺將使得超聲成像技術具有更加廣闊的發展前景。本文從超聲仿真成像的物理基礎、平臺設計方案以及圖形處理器的渲染流程三個方面對此問題進行了研究。

[

關鍵詞 ] 圖形處理器；超聲成像；仿真平臺

[中圖分類號] R445.1

[文獻標識碼] A

[文章編號] 1672-5654（2014）05（a）-0197-02

1醫務人員要了解超聲仿真成像的物理基礎

1.1超聲波傳播特性

超聲波傳在播過程中，遇到反射面、障礙物等不同的物體都會發生不同的傳播現象，影響超聲波傳播的軌跡。如果超聲波遇到的發射面的面積在各個方向上的長度都遠遠大于儀器所發出的聲波本身的波長，這時超聲波便會發生反射，即向某一個統一的方向繼續傳播。人體內部的結構更加復雜，也更加細致，一些細微的組織結構其長度甚至僅與超聲波儀器所發出的波長相當。因此儀器所發出的超聲波在前進過程中如果遇到人體的細微組織時便會發生散射。散射是超聲波儀器在對人體進行物理檢測時最為普遍的物理現象，儀器甚至可以根據散射的情況來定位人體內部的結構組織。

醫務人員要了解，由于人體內部的結構復雜，且處在不斷的運動和變化之中，所以使用超聲波儀器對人體內部進行檢測時，超聲波的實際散射軌跡也更加多樣和模糊，因此在這樣的超聲波散射活動中建立精準的數學模型相對較難。通常人們通過目標強度、散射系數、散射衰減系數三種參數來表達超聲波在人體傳播時所形成的散射情況。

從實際的操作情況來看，超聲波在體內傳播的過程中難免會發生強度的衰減。這主要是由三種原因造成的。首先是由于超聲波自身傳播時其波陣面并不是沿著統一的大小向前傳播而是不斷放大的過程。波陣面的放大自然會導致波強的衰減。其次是由于超聲波在人體內遇到不同的人體結構組織所造成的復雜的反射和散射。不規則的反射和散射使得超聲波波強的衰減加劇。最后一點是人體內部組織結構的吸收。

1.2聲束的物理特性

采用超聲波進行人體檢測時為了得到更加準確的檢測效果需要講超聲波的大部分能量集中在一個規定的區域內，這部分在特定區域內集中的超聲波稱之為聲束。在儀器的實際工作中，儀器設計者需要對光速的形狀和寬度兩個主要的物理特性進行測量和確定。超聲波儀器所發出的超聲波的形狀尤其是在聲束區域內的邊界形狀以及在距離傳感器表面所形成的邊界寬度對于儀器研究者而言都是十分重要的研究數據。超聲成像設備的單個陣元一般采用聲透鏡聚焦，換能器線陣一般采用電子聚焦和聲透鏡聚焦 兩種方式。在平行于線陣的方向上采用電子聚焦，在垂直于線陣的方向上采用聲透鏡聚焦。由于聲透鏡的聲速大于人體組織中的聲速，因此采用凹面透鏡。

2醫務人員應掌握超聲成像仿真平臺方案

超聲成像方針平臺是由超聲波聲束發射器發射出符合儀器檢測標準的聲束，經過人體的內部的反射最終形成能夠在終端以圖像形式顯示的圖形信號和數據。從整體的結構上來看，超聲成像仿真平臺通?？梢苑致晥龇抡婺K、波束形成模塊和信號處理模塊。

聲場仿真模塊是整個系統的基礎模塊。整個仿真平臺的基本原理是利用超聲波所形成的光速在經過人體時所形成不同的反射信號，根據對反射信號進行分析能夠的出人體內部組織結構的基本情況。若想實現超聲波的集成波束首先需要有基礎性的聲場。通過對聲場內聲波的控制形成檢測所需要的基礎性聲束。聲場的產生必須符合相關專業的技術標準并且能夠在人體所接受的范圍之內，避免對人體造成傷害。由于患者病情和身體狀況的差異，聲場仿真模塊必須能夠根據實際的檢測需求仿真出頻率、強度和波長都不同的超聲波，從而實現更加復雜的檢測方法。

波束形成模塊是對于聲場仿真模塊所形成的超聲波進行集成，按照需要檢測的相關標準和要求形成聲束。波束是進行人體檢測的重要載體，聲波波束的形成同樣需要符合相關的專業要求。只有在特定要求的條件下，超聲波的波束才能夠在人體中形成有效、可靠地反射，并且依據反射的波束形成有效的信號從而幫助醫生對患者進行檢查。如果超聲波的波束信號不符合規范的標準，那樣便無法在人體形成有效的反射，最終會導致形成模糊或者錯誤的圖形信號，這無疑會嚴重影響到最后醫生的診斷。因此波束形成模塊在最終基于聲場形成超聲波的波束時，必須通過專門的檢測，只有在檢測時通過了對于波束形狀和寬度的檢測才能夠確定為機器的正常運轉，可以進行檢測，否則應該給出警告提示，告知操作人員對儀器進行校對和調整。

信號處理模塊包括信號的采集、處理和顯示三個子模塊。信號采集子模塊是對于儀器發出的超聲波束經過人體反射后形成的波束進行采集和基礎校驗。也就是信號采集模塊需要對于采集到的數據的有效性、準確性和可靠性進行初步的校驗。只有當校驗通過后，信號采集子模塊才會將信號傳遞給信號處理模塊。信號處理模塊是對信號進行量化處理，從而使得信號能夠被信號顯示模塊所顯示。信號處理模塊首先需要對于信號采集模塊傳遞過來的信號進行篩選，根據檢測類型的不同而選擇不同的信號篩選方式，這樣可以使得最終的顯示結果更加具有針對性。然后信號處理模塊根據檢測的相關需要，對信號進行不同類型和不同參數的量化，并將量化后的信號傳遞給信號顯示模塊。信號顯示模塊是要對信號進行最終的處理并顯示到專門的終端顯示器上。由于要求以圖形的形式顯示，因此信號顯示模塊需要對于信號進行轉換和處理。經過轉換和處理后的信號才能夠被圖形處理器所接受并最終顯示到終端屏幕上。信號處理模塊是集成計算機硬件處理、顯示和軟件篩選、計算的綜合性模塊，是統一的整體。其中不僅要求硬件具有較高的運算速度，同樣要求軟件具有高效、科學、合理、嚴謹的計算方法。

3進行圖形處理器渲染

GPU 雖然可以被用于通用計算，但是其基本任務仍然是進行圖形處理和渲染因此在其硬件結構上，對圖形渲染和通用計算進行了一定的平衡。有許多功能模塊是通用計算所使用的編程模型和圖形渲染流程所共用的。下面本文將分析圖形處理器的渲染流程。

在三維空間中，頂點是最重要的坐標點，也是最終要的視覺角度和觀察點。在圖像處理器中，處理器首選需要確定頂點的位置，通過確定頂點的位置才能夠實現對于圖像中其他內容的表現。顯示生活中點、線和面是圖形構成和圖像表達的基本要素，圖形渲染器重仍然是通過這三個基本要素來表達傳遞過來的相關信號和信息。

Transformation 和 Lighting。Transformation 是指坐標系的變換。通過傳感器和傳輸介質傳遞到圖形處理器進行渲染的信號時向量圖形。這邊是為了方便圖形處理器進行坐標變換的渲染。頂點雖然是主要的視角和觀察點，但在實際的操作中，觀察者需要通過其他的角度進行觀察從而能夠得出更加全面的數據。因此對于坐標系的變換是圖形處理器渲染的有一個主要內容。

View port Transformation（Clipping 和 Culling）。坐標的變換是視角轉換的基礎。通過坐標 變換能夠實現在視角變幻時相應的向量發生變化。但要想真正的實現視角轉換還需要進行更加細膩的處理。在視線坐標系中，其視野中的空間為三維梯形，因此需要將在此梯形體之外的頂點裁去。之后就可以將此梯形空間轉換為一個立方體空間，也即是在屏幕中顯示的空間。此時完成了所有的頂點操作。

頂點操作完成之后，圖形處理器渲染的基本工作也就完成。接下來是需要根據視圖的需要，在頂點之間建立連接線。連接線并不一定全部由直線構成，根據實際的信號情況，連接線可以是由曲線構成。連接線確定好之后相當于圖形處理器渲染工作的線條構建基本完成。接下來圖形處理器渲染需要對在線條之間圍攏形成的平面或者曲面進行表達。點、線和面的表達是一個統一的整體，點用來確定圖像的位置，線用來確定圖像的結構，面用來確定彼此之間的立體關系。三者必須統一、和諧才能夠將要表達的內容完整地表達出來。如果缺乏有效的協調，那線條很可能成為阻礙面表達關系的障礙，過多的點也可能使得線條之間的關系更加復雜。

如在實際應用中，要準確表達出患者身體內部的結構狀況。如患者，女，55歲，因右下腹疼痛來院就診，經圖形處理器渲染發現，其甲狀腺雙側葉體積增大，右側葉前后徑、左側葉前后徑以峽部前后徑都不正常，通過圖形處理器渲染，可測到高速湍流頻譜、高速低阻抗和高阻抗的動脈頻譜，因此，可得結論是單純性甲狀腺腫并峽部低回聲結節。

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參考文獻]

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第8篇：醫學超聲成像的基本原理范文

更新教學內容，開設新興學科和邊緣學科是高等醫學教育改革的重要內容之一。體現本學校的專業特色，開設新興學科和邊緣學科順應高等醫學教育改革的基本思路川?，F將我教研室結合我學院影像醫學專業特色開展斷層解剖學的情況作一匯報。

1開設斷層解剖學課程的必要性

1.1影像醫學專業是泰山醫學院的特色專業

我院放射學院于1994年在國內率先開設了醫學影像學5年制本科，該專業的培養目標是培養具有醫學影像診斷的能力和科學研究能力的高級專門人才。超聲、CT和MRI等是該專業學生所接觸的主要診療設備，而這些設備均是以斷層的方式來診治疾病，目前，CT、MRI等的分辨率越來越高，單靠系統解剖學和局部解剖學獲取的解剖學知識，遠遠不能滿足現代醫學影像突飛猛進的發展，現代影像醫師迫切需要斷層解剖知識。結合我院實際，在醫學影像專業開設“斷層解剖學”勢在必行。另外，放射學院是衛生部放射醫師進修培訓基地，已工作多年的放射醫師，大多沒有學過斷層解剖學。作為基礎回歸課程，為進修班的放射醫師開設斷層解剖學，有其迫切性。再者，我院醫學影像專業碩士研究生是我院教學的更高層次，為培養具有更高層次的現代醫學影像高級專門人才，為研究生開設斷層解剖學，有其必要性。

1.2臨床醫學教育開設本專業課程的必要性

隨著CT、MRI的普及應用，CT、MRI將成為未來診治疾病的重要手段。臨床醫學及其各個方向的畢業生在未來的醫療實踐中必將大量接觸CT、MRI等檢查，熟悉斷層解剖學知識有其必要性。

2開設斷層解剖學己具備的條件

2.1教材

(1)《斷層解剖學》劉樹偉主編，1998，人民衛生出版社。該教材文字精練，線條圖簡明易懂，適合臨床醫學本科生和醫學影像專業的?？粕褂谩?2)《斷層解剖學》劉樹偉主編，2004，高等教育出版社。本書系統介紹了人體的橫、矢和冠狀斷層解剖，該教材適合研究生、放射醫師進修班和成人教育專生本學生使用。

2.2師資

本教研室有斷層影像解剖學博士研究生1名，另有從事斷層解剖學研究并參加過“斷層影像解剖學學習班”的教師3名，掌握了斷層影像解剖學的基本知識和技能，可以勝任本學科的教學任務。還有從事影像診斷的兼職教授和副教授2名，講解醫學成像的基本理論和醫療設備的基本原理以及影像診斷的基礎知識。

2.3實驗室

本教研室現有成套的斷層標本，購買和制作了彩色教學幻燈片，依據初步的教學經驗并融人自己的科研成果自己制作了成套的斷層解剖學多媒體教學課件。本院附屬醫院CT和MRI室為本實驗室提供了大量正常CT、MRI和少量典型病例的教學片。另外，本院各教室配有完善的多媒體教學設備，為開展斷層解剖學的多媒體教學提供了有力保證。

3斷層解剖學教學的實施與體會

3.1研究生的斷層解剖學

已為我院6屆統招研究生和2屆在職研究生開設了“斷層解剖學”?？傉n時為64學時，理論課48學時，實驗課為16學時。理論課系統講解頭部和橫、矢和冠狀斷層解剖和CT、MRI。頸、胸、腹和盆部著重講解橫斷層解剖和CT、MRI。脊柱區橫、矢和冠狀斷層解剖及相應的CT、MRI。四肢重點講解六大關節的斷層解剖及相應的影像學表現。實驗課看斷層實物標本和正常及典型病例的CT、MRI圖像。研究生的基礎和識扎實并有一定的臨床經驗。突出:(l)全面和重點相結合，顱腦系統全面講授，身體其它各部重點講授橫斷層，讓學生從中領悟到斷層解剖學的精髓和內在規律，為將來臨床疾病的診治奠定堅實的斷層解音學基礎。(2)理論和實踐密切結合，將斷層標本與正常CT、MRI圖像融合起來，把握其內在規律和結合點，并結合典型病例進行分析和討論，注重培養學生發現問題、分析問題和解決問題的能力。

3.2成人醫學影像專業專升本和專科生的斷層解剖學

從2000年開始，已為屆成人專升本和四屆成人?？粕_設了斷層解剖學。這些學生多數在臨床上工作了多年，有豐富的臨床經驗，多數還帶著問題來上課。但多年不系統學習，系統解剖學和局部解剖學知識多已遺忘，多數沒有接觸過斷層解剖學。針對上述情況，系統講授10學時的顱腦連續橫、矢和冠狀斷層解剖。其它部位針對學生普遍感興趣的焦點開設30學時的專題講座。講座應用先復習相關的系解和局解內容，然后是斷層標本和正常的CT、MRI圖像，接下來結合典型病例回答同學的問題，最后25分鐘進行課堂討論。這些學生都有多年的工作經驗，且多數從事影像診治方面的工作，因顱腦角剖結構復雜，又在臨床工作中經常接觸，該部分內容系統講授有其必要性。其它部位以問題為中心開設專題講座，形式多樣，同學積極參與，互動性好，因而收到滿意的教學效果。

3.3斷層解剖學選修課

全院范圍內開設30學時的本專業選修課程，主要對象為修完系統解剖學的放射學院?？粕靶尥晗到y解剖學和局部解剖學的臨床醫學專業的本科生。從2001年開始，已連續開設了4期選修課。有本教研室老師和兼職教師分別講授斷層解剖的基本知識以及影像設備成像的基本原理和影像診斷的基本知識，然后開設6個專題講座，分別圍繞腦溝、回的定位，腦血管的應用和斷層解剖，蝶鞍區的薄層斷層解剖和常見疾病的診斷，肺段的劃分和肺內病變的定位診斷，肝段的劃分和肝內病變的定位診斷，前列腺的分區和MRI診斷?？疾椴捎脤懚唐C述的形式。注重基礎知識傳授的同時，又要讓學生開闊視野，另外還要提高學生對斷層解剖的學習興趣。有兼職影像診斷教師精選典型病例，用斷層解剖的基本知識去分析解決臨床疾病的診斷，收到很好的教學效果?？疾椴捎脤懚唐C述可充分調動同學的創新能力，學會用所學基礎知識去解決臨床實際問題。

3.4繼續教育培訓班開設斷層解剖學

作為基礎回歸課程已為2屆放射醫師進修班和3屆顱腦脊柱臨床應用學習班，以專題講座的形式開設了10-15學時的斷層解剖學。重點講授顱腦的橫、矢和冠狀連續斷層解剖。以專題形式重點講授臨床影像診斷經常使用的斷層解剖的基本內容，為影像診斷及外科診治提供堅實的斷層解剖學基礎[2]。

現代教學手段為本專業課程的開設提供了有利條件，斷層解剖學的教學特點是使用大量的連續斷面來說明人體各部各主要器官在連續斷層內的變化規律，層面多、連續性強且信息量大，彩色幻燈片和計算機輔助多媒體教學系統恰恰有這方面的優勢。另外，網絡的普及可使學生利用網絡終端在實驗室或在家里就可學習和游覽斷層解剖學內容，不受時間和地點的限制并且可根據當時所學臨床課程的內容隨時隨地進行瀏覽和復習川。相信隨著電子計算機及網絡的日益普及，將為斷層解剖學的開設提供更多的條件。

參考文獻

1 劉偉樹.論人體斷層解剖學課程設置問題.中國高等醫學教育，1996，(1):18-19.

第9篇：醫學超聲成像的基本原理范文

【關鍵詞】 MSCTU 泌尿系統 先天畸形上

泌尿系統的胚胎發育過程較為復雜，任何階段發生失常均會導致先天畸形，該疾病在臨床上常見，以往影像學檢查主要依靠超聲及靜脈腎盂造影（intravenous pyelography，IVP），對病變的顯示及功能評價存在較大的限度，隨著螺旋CT技術的成熟和三維重建功能軟件的完善，多層螺旋CT尿路造影（multi-slice CT urography，MSCTU）在診斷泌尿系統疾病上得到了廣泛的應用。本次研究研究34例確診為泌尿系統先天畸形患者的16層螺旋CT檢查資料，以探討MSCTU對泌尿系統先天畸形方面的診斷及應用價值?，F報道如下。

1　資料和方法

1.1　一般資料　選擇2006年3月至2008年8月間寧波市第一醫院經MSCTU明確診斷的泌尿系統先天畸形患者34例，其中男性19例，女性15例，年齡16～73歲，平均（45.63±25.58）歲。9例僅行B超檢查，5例僅行IVP檢查，15例行2種以上檢查。以上患者均無對比劑使用禁忌證。

1.2　方法　CT檢查采用SIEMENS Sensation 16層螺旋CT。采取全腹部容積掃描程序，120 KV，250 mA，采集層厚5mm，重建層厚0.75 mm，重建間距0.75 mm。全部病例掃描范圍均從膈頂至恥骨聯合，使用高壓注射器團注非離子型對比劑歐乃派克300 gI/L，用量1.50 ml/kg，經肘正中靜脈穿刺團注。先行動脈期掃描，延時75s行雙腎區腎實質期掃描，根據腎實質期腎實質強化程度及腎盂積水程度來決定延時掃描時間。

對全腹部容積掃描所得原始圖像進行重建后傳到獨立工作站進行后期處理，常用多平面重建（multi-plane reconstruction，MPR）、曲面重建（curved plane reconstruction，CPR）、最大密度投影（maximum intensity projection，MIP）和容積重建（volume render，VR），并可用表面遮蓋技術（shadedsurfacediplay，SSD）輔助觀察。

2　結果

34例泌尿系統先天畸形患者中，CT及MSCTU共顯示：雙腎盂雙輸尿管畸形8例，其中2例合并積水（見封二圖1），馬蹄腎5例；腎盂輸尿管交界處狹窄2例，其中1例為迷走動脈壓迫（見圖1），下腔靜脈后方輸尿管5例（見封二圖2），異位腎2例（一例腎臟位于盆腔（見封二圖3），膀胱憩室4例，輸尿管囊腫2例，巨輸尿管2例，腎盞憩室、輸尿管瓣膜癥、腎盂旋轉不良及孤立腎各1例。

另MSCTU顯示：輸尿管無積水42側，輕度積水16側，中重度積水10側，輸尿管顯示率79.41%（54/68），顯影輸尿管內對比劑平均CT值為460Hu，明顯高于周圍軟組織。無積水者延時掃描時間10～30min，本次研究病例平均（18.12±9.10）min，有積水者延時30min～2h不等。

3　討論

MSCTU是一種新的無創傷性檢查技術，基本原理與IVP相同，但CT的密度分辨比X線高得多，多層螺旋CT更是具有快速采集、單次掃描覆蓋范圍大、微體素成像、亞秒掃描及強大后處理功能建出高質量的尿路立體圖像等優點[1]。傳統IVP檢查對患者腹部實施加壓，國外學者將此方法應用于MSCTU [2]，而本次研究認為，不加壓同樣可以清晰顯示腎盂、輸尿管，完全達到診斷要求，而且縮短掃描時間。

轉貼于

為了提高病變檢出率，所有患者先進行全腹、動脈期及靜脈期對雙腎區進行掃描，延時期再進行全腹掃描。對于圖像后處理，本次研究的經驗是首先仔細分析軸位圖像，然后在重建的過程中有目的的重點對軸位上有懷疑的部位進行MPR、MIP及VR等多種后處理技術，以免遺漏微小病灶。腎積水患者的兩側輸尿管顯影往往不同步，延時掃描應以患側輸尿管顯影為標準，不必追求雙側輸尿管同時顯影。懷疑下腔靜脈后方輸尿管時，應等到延時掃描定位像顯示輸尿管內對比劑充盈良好時，再注射對比劑20～30ml，延時90s掃描，有助于下腔靜脈顯影，從而更準確、清晰地顯示輸尿管與下腔靜脈的位置與長度。

CT掃描輻射劑量較大，一次普通CT掃描的X線劑量相當于拍300張胸片 [3]。對延時期掃描時間的準確把握可以減少不必要的重復掃描，本次研究通過觀察腎實質期強化情況及腎盂積水與否對腎功能進行初步評價[4]，從而達到降低患者X線輻射劑量的目的。對腎實質強化正常及腎盂無積水者，需延時10～30min，本次研究病例平均（18.12±9.10）min；腎盂積水患者，需延時時間更長，可囑患者下地緩走，本次研究最長延時2h。定位像患側輸尿管顯影滿意就可進行延時期掃描。

泌尿系統先天畸形疾病既往主要依靠超聲或IVP，但對病變的檢出率偏低。MSCTU在診斷泌尿系統疾病上的應用使泌尿系統先天畸形的檢出率得以提高而MSCTU能明確顯示上位腎與下位腎之間的解剖關系。本次研究中8例雙腎盂雙輸尿管畸形，4例無并發其它畸形、腎功能良好者，超聲及IVP均能作出診斷，而當合并其它畸形或上位腎中重度積水時，B超及IVP易誤診[5]，本次研究1例左側腎盂輸尿管交界處狹窄，超聲診斷考慮為炎性狹窄，MSCTU顯示左側一異常走行動脈壓迫輸尿管上段，手術證實為迷走動脈壓迫；下腔靜脈后方輸尿管分為兩型，兩者臨床治療方案不同， MSCTU對本病分型及臨床治療提供了重要依據。

MSCTU在診斷泌尿系統先天畸形疾病上有其獨特的優勢，不僅可以全面地顯示泌尿系統先天畸形的解剖結構，還可以準確顯示復雜畸形及同時合并有結石、腫瘤、炎癥等病變。本次研究不足之處在于樣本含量偏低，圖象后處理方面還待改進及對泌尿系統變異方面還有待進一步研究提高。

【參考文獻】

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