前言:一篇好文章的诞生,需要你不断地搜集资料、整理思路,本站小编为你收集了丰富的超声检测主题范文,仅供参考,欢迎阅读并收藏。
【关键词】颈动脉粥样硬化;脑梗死;彩色多普勒超声
【中图分类号】R743.3【文献标识码】A【文章编号】1004-5511(2012)06-0019-02
脑梗死是临床常见和多发的脑血管缺血性疾病,颈动脉粥样硬化是脑梗死的重要危险因素,它与脑梗死的发生发展密切相关。本文对100例脑梗死患者颈动脉进行彩色多普勒超声检查,旨在探讨彩色多普勒超声在预测及治疗脑梗死的意义。
1 资料与方法
1.1 一般资料 选择我院2008年1月至2010年6月住院的脑梗死患者100例,所有患者诊断均符合全国第四届脑血管会议制定的标准[1],且均经CT或MRI证实为脑梗死患者,其中男65例,女35例,年龄41-79岁,平均60.3岁。对照组为同期住院的非脑梗死患者80例,其中男50例,女30例,年龄38-72岁,平均53.8岁。
1.2 仪器与方法 采用PHILIPS-HD15彩色多普勒超声诊断仪,探头频率10MHz。患者取仰卧位,充分暴露颈部,由颈根部沿长轴及短轴依次检查颈总动脉及其分叉处,颈内动脉及颈外动脉起始段,尽可能探查至颈部最高点,测量动脉内-中膜厚度及观察斑块大小、数量、部位、性质和质地等,①动脉壁的内-中膜厚度≤1.0mm为正常。②粥样硬化:IMT为1.0-1.5mm。③斑块:内-中膜不均匀性、不连续性增厚,IMT≥1.5mm,并且局部隆起,向管腔内突起,分为不稳定性斑块(软斑和溃疡斑)及稳定性斑块(扁平斑和硬斑)[2],软斑为斑块突出于管腔,回声强弱不均,表面光滑连续;溃疡斑为斑块较大,基底较宽,顶部出现凹陷,边缘回声较低;扁平斑为局部轻微隆起,增厚,内膜光滑,呈均匀的低回声;硬斑为斑块呈强回声,高低不平,后伴声影。
2 结果
脑梗死组100例中,IMT为(1.26±0.17)mm,对照组80例中,IMT为(0.91±0.16)mm,脑梗死组IMT相比对照组显著增厚。脑梗死组检出颈动脉斑块79例,检出率79%,对照组检出颈动脉斑块28例,检出率35%,两组间有显著差异(P
3 讨论
近年来国内研究证实,颈动脉粥样硬化是引起脑梗死的重要原因之一,颈动脉硬化斑块的形成及脱落又是引起脑梗死发病的危险因素,其造成脑梗死的机理可能是:[1]、动脉内膜损伤或形成溃疡后,胆固醇沉积于内膜下层,引起血管壁脂肪透明变性,进一步纤维增生,动脉变薄、迂曲、血管厚薄不均,血小板以及纤维素等血中有形成分粘附、聚集、沉着,形成血栓,血栓逐渐扩大,最终将动脉完全阻塞,由于栓塞血管供血的局部脑组织因血管闭塞的快慢、部位及侧支循环所提供代偿的程度不同而产生不同范围、不同程度的梗死。[2]、动脉粥样硬化斑块的碎片脱落造成远端动脉闭塞,可成为脑梗死的病因,国内研究结果也支持这一观点[3]。在动脉粥样硬化的发生、发展过程中,内膜是最早受累的部位,表现为内-中膜增厚,继而形成斑块,斑块好发于颈总动脉分叉处,这与颈动脉解剖结构及血流动力学特点有关,此处血流态更易出现紊乱及涡流,流速减慢,使得血液中脂质等物质更易在此形成斑块。当管壁应力增大易造成富有脂质斑块破裂,暴露的脂质或胶原一旦激活血小板,便启动凝血系统,形成血栓或发生出血、溃疡、斑块脱落等,造成脑梗死的发生[4]。本组结果显示脑梗死患者的IMT厚度及斑块的检出率均高于对照组,说明颈动脉IMT增厚及斑块形成与脑梗死有明显的关系,这与国内外学者的研究[5-6]结果一致。近期研究认为[7],脑梗死的发生不仅与斑块的形成有关,更重要的是与斑块的不稳定性类型密切相关,软斑的主要成分是脂质及巨噬细胞,其发展较快,在血流切应力下很容易破溃形成溃疡,溃疡表面血栓形成或斑块出血造成血管狭窄或闭塞,或发生栓子脱落形成栓塞。本组结果显示脑梗死组中不稳定性斑块(软斑及溃疡斑)检出率高于稳定性斑块,说明不稳定性斑块是发生脑梗死最重要的危险因素,可作为判断和预测脑梗死发生的危险标记,因此斑块的性质更能够反映出脑血管病变是否处于高危状态,对脑梗死的起因和发展有一定的预测作用,对预防性治疗有指导性作用。
综上所述,颈动脉粥样硬化与脑梗死的发生密切相关,颈动脉位置表浅,易于探测,超声对血管显示良好,相对于数字减影血管造影,多层面螺旋CT血管成像等,彩色多普勒超声具有实时、快捷、经济、无创、方便、重复性好、诊断价值显著等优点,它不仅能提供血管解剖学方面的信息,还能提供血流动力学方面的变化,不仅能对已发生脑梗死的患者提供可靠的诊断依据及选择最佳的治疗方案,而且对预后的估计也有参考价值,更对临床未发病的患者起到预报的作用,对降低脑梗死的发病率及死亡率有重要的意义。
参考文献
[1]中华神经科学会,各类血管疾病诊断要点[J].中华神经科杂志,1996,29(6):379-380.
[2]王兆瑞. 彩超检测脑梗死50例颈动脉斑块的临床意义分析[J]. 中国误诊学杂志,2008,8(33):8 242-8 243.
[3]魏莉,潘光成,应荣斌,等.脑梗死与颈动脉粥样硬化及血脂等因素的关系[J].临床神经病学杂志,2000,1395):297-298.
[4]Suwanwela NC,Chutinetr A. Risk factors for atherosclerosis of cetvicocerebral arteries:intracranial versus extracranial [J].Neuroepidemiology,2003,22(1):37-40.
[5]白志勇,李敬府. 缺血性脑血管疾病中颈动脉粥样硬化发生率及其声像图特征. 中国医学影像技术, 2004,20912):1869-1871.
【关键词】复合材料;超声检测;缺陷检测;性能评价
Ultrasound Application in Composites
ZHU Xue-geng
(Academy of Armored Force Engineering, Beijing 100072, China)
【Abstract】Ultrasonic testing for its detection of low cost, high efficiency detection is widely used in quality control of composite material, the paper is detected from the composite material defects, performance evaluation of the two aspects of the application of ultrasonic testing were reviewed, and their future development and make prospects.
【Key words】Composites; Ultrasonic testing; Defect detection; Performance evaluation
复合材料具有高强度、低密度、易加工成型、弹性良好、耐腐蚀等优点[1],已广泛的应用在航空航天、汽车以及船舶关键零件的制造,其中在航空航天领域发展最快,在旧一代的战斗机中复合材料已占使用材料总量的30%,在小型飞机中复合材料所占的比重能够达到80%左右,甚至某些小型飞机已实现完全复合材料化[2]。复合材料在航空航天领域的广泛使用,使得对其进行质量检测尤为重要,由于复合材料的造价较高,因此需要对其保持无损检测,常用的无损检测方法有上百种,经过不断的实践,目前超声检测是对其进行质量监测的最常用、最成熟的检测方法。
1 超声检测原理
超声检测的发展已经有一百年的历史,在其应用的案例中,主要是应用反射法和透射法进行检测。反射法就是声波在传播的过程中遇到缺陷后声波沿着相反的路径返回,反射的声波被晶片吸收,进而通过检测仪对接收的信号进行处理最后形成缺陷信号;透射法一般是两个探头放在工件对称的位置,一个探头发射声波,另一个探头接收透射的声波,根据接收声波的回波声压判断工件中是否有缺陷。
2 超声检测在复合材料中的应用
对于复合材料来说,超声检测主要应用于对服役构件的在役检测,以及对复合材料的性能无损表征,本文主要从这两个方面对其进行综述。
2.1 缺陷检测
金属零件内的缺陷超声检测方法同样的适用于复合材料中缺陷评价,对于其内部的孔状缺陷来说目前主要是利用超声C扫描、相控阵超声检测、超声导波检测技术等。
超声C扫描是超声检测的一种显示方式,它是在A信号的基础上对信号进行处理,得到的一种垂直于缺陷的显示结果,它具有显示直观,操作简便,可以对缺陷进行定量分析等优点,而且对孔状缺陷的显示比较清晰。国内有江苏大学的魏勤利用超声C扫描对SiC颗粒增强铝基复合材料试件进行研究,研究表明利用该方法能够清晰的检测到材料中的孔状缺陷,并且能够对材料中的团聚现象有一定的显示[3]。浙江大学将机器人、反求工程、超声信号处理技术与超声C扫描技术集为一体,实现了对复合材料检测灵敏度实时的补偿,并且这一改进能够实现对曲面构件的实时检测[4]。除此之外,浙江大学还将仿真检测与实际检测相结合,实现了对超声C扫描一般过程的认识,并且能够准确的检测出复合材料内部的缺陷。然而超声C检测对于一些缺陷检测精度要求更精确的复合材料来说还是显得有一定的困难,而实际中对于一个工件的完全检测也并不是一种超声检测方法能够胜任的,通常对于一个工件的检测常常应用几种超声检测方法,有时也会应用其他的无损检测手段,比如红外热成像检测方法。
相控阵超声检测是超声检测中比较先进的一种检测手段,近年来,以其偏转、聚焦的优势而广泛的应用在常规超声检测不能够完成的复杂构件中,而且针对超声相控阵检测还设计了专用的仿真检测软件,能够在优化实验方案方面节省很大的费用,并且能够更加的清楚声波的传播以及与缺陷的相互作用,使检测更加的直观。GE科技有限公司利用相控阵超声检测方法实现了航空件中的T型复合材料以及飞机蒙皮粘接层的检测,利用相控超声探伤仪对它们的内部缺陷成像[5],并通过B扫描或者S扫描增加了缺陷的扫查范围,提高了检测效率,和缺陷识别的准确性,并节省了检测成本。中材科技风电叶片股份有限公司,利用该技术对复合材料样板的无缺陷区域、有缺陷区域以及修复区域进行成像,通过对比能够清晰的看出缺陷的分布,证实了超声相控检测在复合材料中具有良好的应用[6]。
2.2 性能评价
超声波能够对金属零件的硬度、弹性模量、衰减性等进行评价,利用相同的方法超声波可以对复合材料的这些性能进行评价,并且能够对其孔隙率进行测量。对于复合材料来说孔隙率是其重要的一个性能参数,孔隙率过大会导致材料内部疏松,直接导致材料的力学性能下降。因此对孔隙率的检测显得十分重要。
对于复合材料来说常用的孔隙率测定方法主要有超声声速法、超声衰减法、微波法等,然而每一种方法并不是直接的给出孔隙率的大小,而是间接的获得对应的相互关系。在上述的三种方法中应用最多的是超声衰减法,它主要是利用频率的变化曲线斜率与超声孔隙百分率之间的关系建立数学模型进而评价复合材料的孔隙率,除此之外也可以根据超声波透过复合材料后的衰减量的大小,计算孔隙率与声束面积之比。对于复合材料孔隙率的测量,北京航空材料研究院利用超声C扫描对材料中的孔隙率进行研究[7],研究表明:在复合材料中,孔隙率的大小与其材料的声波衰减性有一定的对应关系,表现为声波的衰减与孔隙率呈现线性关系,即孔隙率增大,衰减性增大;孔隙率降低,衰减性降低。除此之外,孔隙率的大小和材料的力学性能也有一定的关系,通过对孔隙率大小、声波衰减性的测定,可以将三者相联系,进而得到一定条件下材料力学性能、超声衰减性能、材料孔隙率之间的对应关系,从而完成对材料的力学性能的评价。
3 超声检测在复合材料中应用的难点
超声检测对于结构比较规则的构件来说应用比较方便,当结构比较复杂的情况下,超声波的应用将受到一定的限制,主要原因是复杂的几何形状会使探头无法接收到反射声波的能量,从而无法对材料的质量进行评价。
4 发展与展望
随着航空航天事业的发展,对复合材料的质量要求将越来越高,如何快速的对其进行质量检测是值得大家思考的一个问题,因此未来超声检测将面向快速检测、自动化检测的方向发展,同时超声探伤将会从对材料的质量检测像对材料的质量评价的方向发展。
【参考文献】
[1]邱晓丹.绿色复合材料制备及其在声学仪器领域的应用[D].东华大学,2014.
[2]沈真.碳纤维复合材料在飞机结构中的应用[J].高科技纤维与应用,2010,35:1-4.
[3]魏勤,张迎元,乐永康,等.超声C扫描成像系统在SiC_p/Al复合材料无损检测中的应用[J].材料开发与应用,2003,18:38-41.
[4]王艳颖,吴瑞明,周晓军,等.大型非对称复合材料构件超声C扫描技术研究[J].浙江大学学报:工学版,2004,38:1208-1211.
[5]罗云林,耿智军.基于超声相控阵的飞机蒙皮检测技术研究[J].测控技术, 2014,33:131-134.
关键词 人孔接管;超声波检测
中图分类号TG44 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2013)97-0194-02
超声波检测是五大常规无损检测技术之一,是目前国内外应用最广泛、使用频率最高且发展较快的一种无损检测技术。超声检测是产品制造中实现质量控制、节约原材料、改进工艺、提高劳动生产率的重要手段,也是设备维护中不可或缺的手段之一。超声波探伤由于具有适用范围广,检测灵敏度高,检测速度快,缺陷定位准确,现场使用方便等优点,已被广泛应用于承压类特种设备的制造检验和在用检验,成为检测焊缝内部缺陷的重要手段。
下面就以56m3拉运压缩天然气的汽车罐车人孔接管角焊缝超声波探伤(UT)为例,来说明超声波(UT)探伤技术的应用情况。
液化气体汽车罐车按《定期检验规则》以及《移动式压力容器安全技术监察规程》的要求,每五年应进行一次全面检验,在对人孔接管角焊缝进行表面探伤(MT)过程中,经常发现角焊缝上存在气孔、夹渣、未焊透等危险性缺陷,严重影响到罐车的安全运行,为了准确及时的检出缺陷,常常利用超声波(UT)探伤内部检测技术。
如图1所示:人孔接管角焊缝,材质:为16MnR,
尺寸:Φ2400×12845,盛装介质:压缩天然气,筒体厚度:32mm,人孔厚度:30mm.
图1 检测部位示意图
要求对图示焊缝进行超声波(UT)检测,合格级别JB/T4730.3―2005―Ⅰ级合格。
1 检验准备
1)检测面:检测区宽度应是焊缝本身,再加上焊缝两侧10mm的一段区域;
2)探头移动区应清除焊接飞溅、铁屑、污垢及其它杂质。检测表面应平整,便于探头扫查,表面粗糙度应不大于6.3μm;
3)根据检测面和厚度的比较,应采用直射法和一次波反射法检测,探头移动区应大于或等于1.25P,P=2TK;
4)检测前应将角焊缝周围用角向磨光机打磨,露出金属光泽。
2 探头的选择
根据工件的结构形式,由图1我们知道,探头、K值选择是否合适,直接会影响到整个探伤结果,要想保证二次波声程能扫查到整个焊缝截面,应尽量选取大K值的探头,为了保证超声波(UT)检测过程中不漏检,同时还要选择直探头在接管内壁对角焊缝进行探伤,以有效地检查出夹渣、未焊透等内部缺陷,根据厚度选用探头2.5P13×13K2.5和2.5PΦ14二种。
3 仪器的选择
由于选择了两种不同型号的探头,为了便于检测的方便,选择了CTS―2000数字型超声波探伤仪。
4 试块的选择
由于筒体内径较大,接近于平板,选用标准中的CSⅡ、CSK―ⅢA试块,试块如图2、图3所示。
5 距离―波幅曲线的绘制
1)按深度1:1在CSK―ⅢA试块上调节扫查比例;
2)利用CSK―ⅢA试块上不同距离的Φ1×6短横孔来调节;
3)斜探头的距离―波幅曲线灵敏度按表1规定;
4)直探头的距离―波幅曲线灵敏度按表2规定。
6扫查和缺陷评定
1)可将评定线灵敏度降低3dB作为扫查灵敏度进行缺陷扫查;
2)用K2斜探头在内表面以一次反射法对焊缝进行检测,扫查区域为焊缝和热影响区;
3)用K2斜探头,按图1所示探头1位置在罐体内表面对角焊缝以直射法进行检测,缺陷深度已知后,水平位置可直接测得;
4)用K2斜探头,按图1所示探头2位置在罐体内表面对角焊缝以锯齿形进行扫查,缺陷深度已知后,水平位置能够直接测得。依据深度可测得缺陷的水平位置,从而可对缺陷定位;
5)按图1所示在人孔接管内壁、用直探头3、斜探头4进行检测。以直探头3检测为主,斜探头4检测为辅;
6)缺陷指示长可以由6dB法和端点6dB测得,只有一个高点位于Ⅱ区以上时,用6dB法测量,有多个高点位于Ⅱ区或Ⅱ区以上时,用端点6dB测量;
7)缺陷质量分级按JB/T4730.3-2005的有关规定执行。
7 结论
以上是笔者对具体问题的分析,在实际的检测过程当中,会碰到许多类似的问题,这就要求我们检验检测人员能够结合自己所学的知识,在实际工作中做到灵活运用,合理地选择仪器、探头,合理地编制探伤工艺文件,以便于更好地指导实际工作。
参考文献
[关键词]盲区;衍射时差法;轴偏离;直通波盲区;脉冲宽度
中图分类号:TP274.53 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)30-0118-01
随着时代的不断发展,计算机处理技术不断提高,无损检测行业也在不断的进步,不断发展,先进的检测技术也在不断产生,衍射时差法(Time of Flight Diffraction Technique 简称TOFD)超声波检测的无损检测方法也正在不断的被现在的人们所接受和使用,TOFD技术起源于上世纪70年代的英国,90年代数字超声波技术的应用也促使TOFD技术得以发展,直至2010年底相关的标准的颁布,TOFD技术也慢慢成为大型储罐、球罐等容器,塔器等设备广泛运用的检测方法之一。
TOFD检测是基于声波的惠更斯原理为基础,利用缺陷端点的衍射波对工件及焊缝内部进行检测的一种无损检测方法。在原理上,TOFD检测与常规的超声波检测相比好处在于衍射信号不受缺陷和入射波的角度的影响;不依靠波幅,来判断缺陷的。这也就大大的提高了检测结果的可靠性和检测精度。此外在实际检测中还发现,TOFD检测对一定条件下的缺陷高度测量精度极高,误差在零点几毫米,这对在役设备检测有着更加的指导意义。当然与射线检测相比,它比较适合对面积型缺陷检测;缺陷的定位较准确;对厚工件比较容易实现全厚度检测;最重要的就是对人和环境无危害,是一种比较安全的检测方法。不足在于TOFD检测对缺陷定性比较困难;对粗晶材料检测效果不好;横向缺陷检测相对繁琐。此外由于TOFD检测图谱并非真实几何显示,为此TOFD图像的识别和判读,数据分析需要丰富的经验;检测时需要更大的检测面,基本用于大型设备的对接直焊缝的检测,其他特殊位置的焊缝需要其他辅助检测;但TOFD检测中最主要局限性就是检测盲区范围较大,尤其是对于薄工件来说更是尤为明显。
在这里我主要对TOFD检测技术中的盲区产生和控制,阐述下个人认识和理解,所谓盲区在TOFD检测就是在被检物体上需检测范围内而不能检测的位置,但可以通过检测设备和检测方法加以控制达到我们可以接受的要求,而这种控制和使用的方法对实际检测有着指导性的意义是尤为重要的。TOFD检测盲区分为上表面的直通波下被直通波覆盖的上表面盲区和被下表面的底波信号所覆盖的下表面的盲区。对于下表面和上表面的盲区产生也是各有不同。
对于下表面盲区主要由于偏离了检测的底面中心位置而产生的盲区,一般叫做轴偏离盲区,这是由检测探头一发一收的结构所产生的,而任何时间相等的位置都能构成形成的一个椭圆的轨迹,而对地面来说偏离了中心位置地方。在检测时,底面其他位置实际走过的距离要大于中心位置,这就使之产生的缺陷淹没在底面波里面不易发现形成检测中的下表面盲区,盲区的大小直接受到检测下表面检测宽度范围的影响,离中心越远轴偏离盲区越大,但由于实际焊缝检测中,焊缝宽度并不是很大,虽然加上热影响区,但下表面盲区高度也并不大,目前标准上要求实际热影响区加6mm或者是焊缝熔合线两侧各加25mm。此外再加上焊缝本身的余高的存在,常常下表面盲区都在可接受的范围。理论上对于40mm厚度,中心距PCS为168mm,轴偏离值为20mm和40mm时,盲区仅为20mm处仅为0.93mm,即使40mm处也在3.8mm。实际中考虑余高甚至更小,可以通过磁粉检测等其他检测而弥补盲区漏检,并且切实可行。
对于TOFD检测中的盲区最主要的也是必须考虑的就是上表面盲区,它与下表面盲区相比,对检测的可靠性影响更大,此外对于TOFD检测图像来说,越靠近上表面图像的缺陷深度和缺陷高度识别力越差,这也导致上表面图谱上很小的变化而在实际检测工件高度上有很大变化,而盲区也会由于图谱上一点宽度变化而增加很多。如果说下表面盲区主要是由几何原因产生的轴偏离盲区,那上表面盲区就主要是由于仪器设备和探头的性能以及组合匹配,所产生的直通波盲区。理论上,直通波的盲区主要是受直通波脉冲宽度TP和探头间距S影响产生的。探头间距S主要考虑到主声束的聚焦位置所以不易改动或者是针对特殊的检测要求而改动,一般是取决于工件的扫查覆盖面积,对于上表面盲区来说更为重要是直通波脉冲宽度TP,而直通波脉冲宽度TP的大小又直接受到设备和探头性能的影响,设备和探头性能、匹配程度是上表面盲区大小的关键所在,对于设备主要是考虑是产生激发电压脉冲的特性,设备发出电压脉冲激发探头,一般探头激发的是矩形脉冲,这样可以通过调整脉冲宽(即间隔时间)来改善产生的脉冲形状得到很好的短脉冲波形。设备电压脉冲主要是考虑脉冲宽度、脉冲上升时间、脉冲高度。而对于一台好的TOFD检测一起来说脉冲上升时间要短,这样阶跃脉冲的高频谐波越多,也就是产生的脉冲波更尖锐,越容易促使探头产生高频振荡,使其有更大的带宽来覆盖探头的带宽,从而产生更好的匹配。而脉冲宽度主要是调节两次激发电压的间隔的这样可以控制两次振动产生的波幅,使之相互叠加从而得到更合适的合成波型,对于TOFD检测来说一般间隔一个振动周期,这样可以更好的抵消掉拖尾的余波,使探头振动后产生更短振动周期从而减小了直通波脉冲宽度,脉冲高度则是影响强度的参量,主要是考虑到实际应用的高度和探头承受的能量所致。而对于探头主要是要求是短脉冲、宽频带、高灵敏度。这主要是通过不断改善探头材料来实现的,一个好的探头应该有较高的正负峰值幅度差、较短波形长度(-20dB)、较少振动周期数和较大阻尼因子,对应频域上应该有较大带宽范围,一般大于75%的相对带宽。这样可以使直通波脉冲宽度TP减小到一定范围。此外还有一些其他的因素,如探头前的楔块和耦合剂透声性等。
对于盲区来说是必然存在不会消失的,我们应该结合设备、探头和工件的等方面的实际情况加以控制,将其减小到可以接受程度。对于设备和探头的匹配性的选择,合理的调节设备脉冲宽度减小直通波的周期,选择合适频率和角度、晶片尺寸的探头;对于人员应该实际测量了解真实的盲区深度,检测时认真观察波形和直通波周期的变化;在工艺上应采用合理的方法进行补充达到全部覆盖检测,主要采用的工艺措施,一种是采用脉冲反射法对上下表面进行特定区域扫查;再有就是爬波辅助检测;双面扫查加磁粉检测或渗透检测等方法。
对于TOFD检测对我们来说还是一个相对较新的技术,不论是在理论上还是实际中都还有各种各样的问题需要试验和解决,尝试安排更加合理的检测设备与探头搭配,得到更好的图谱为数据分析提供可靠的基础;数据分析上也是以实际情况多对比,分析图谱成因。当然没有任何无损检测方法是万能的也不会代替其他的检测方法,我们应该理解各种检测方法的优缺点为之更好的服务社会,服务于人民。
参考文献
[1] 林树青,寿比南,郑晖等. 承压设备无损检测 第10部分:衍射时差法超声检测 NB/T47013-2010.
[关键词]乳腺肿瘤;血管生成;超声;综述
[中图分类号]R445.1;R737.9 [文献标识码]A [文章编号]1671-7562(2008)03-0212-03
血管生成是乳腺癌进展的重要因素,乳腺肿瘤血管在肿瘤发生、发展、浸润及转移的各阶段皆起着重要作用。随着医学影像技术的发展,乳腺内微小病灶的检出率越来越高,形态学方面的特征已不足以作为良、恶性病变的判断标准,因此,如何利用血流这一重要信息提高乳腺良、恶性肿瘤的诊断准确率,从而指导制定合理的治疗方案已成为当今研究的热点之一。目前超声技术以简便易行、对血流状况显示理想以及无损伤的优势成为肿瘤血管的常规检查手段,用于评价乳腺肿瘤的血供状况,作者对此作一综述。
1 肿瘤血管生物学特性
肿瘤血管生成是指新生血管在现有血管基础上形成的过程,它是肿瘤细胞、血管内皮细胞与其微环境通过肿瘤血管生成因子相互作用的结果。1971年,Folkman首次提出肿瘤细胞能分泌一种“肿瘤血管生成因子”学说。随着近年分子生物学与相关学科的研究,不仅证实了Folkman的观点,而且已能分离纯化出多种血管生成因子和血管抑制因子。
血管生成是个复杂的多步骤过程,包括内皮细胞的增殖、迁移、分化为管状结构,这些步骤涉及到很多生长因子、蛋白酶类、内皮细胞间及内皮细胞与其他支持细胞间的黏附分子等,如血管内皮细胞生长因子(VEGF)、成纤维细胞生长因子(FGF)、血管生成因子(angiogenin)、表皮生长因子(EGF)等。大量实验室研究结果表明,血管生成在乳腺癌的发生、浸润、转移中起着重要作用。通过对小鼠乳腺的癌前病变及乳腺癌旁组织的研究发现,乳腺癌前病变向乳腺癌转变之前新生血管增多;在动物接种乳腺肿瘤细胞时应用血管生成刺激因子,如FGF或VEGF等,则促进肿瘤的生长、浸润、转移,肿瘤微血管密度(MVD)增高;应用肿瘤血管生成抑制剂,如凝血酶敏感素-1(throm―bospondin-1)或金属蛋白酶组织抑制剂-4(TIMP-4)等,则可降低肿瘤生长和转移的几率。
大量研究认为,乳腺癌细胞能产生或分泌一系列物质,促进肿瘤组织大量血管生成,这是导致肿瘤具有较强的侵袭性及肿瘤复发和转移的重要原因。可见血管生成与乳腺癌具有相互促进的关系。
2 乳腺肿瘤血管的超声检测
2.1 彩色多普勒血流显像(color Doppler flowing ima―ging,CDFI)和彩色多普勒能量图(color Doppler ener-gy,CDE)
CDFI是在超声二维成像的基础上采集并叠加成多普勒频移信号,并以彩色显示的成像模式。它可用于显示乳腺内部及周边的血流信号,判断病灶内血管的丰富程度,并可测量血流动力学参数,如收缩期峰值血流速度(PSV)、舒张末期血流速度(EDV)、阻力指数(RI)等。评价血供程度的一种方法是观察病灶内血管数量,它是指在一个超声图像的断面上所能观察到的最多血管数量。有研究认为,如以血管数目为人乳腺癌的诊断标准,病灶周围出现7根血管可获得最高的诊断准确性(78.3%),出现8根血管则可达到100.0%的特异性,但敏感性仅52.0%。另一种判断血供丰富程度的方法是按病灶内血流信号的多少进行分级。Adler等将肿物的供血依血流信号丰富程度分为4级:0级――病灶内未见血流信号;I级――少量血流,可见1―2处点状血流,管径
CDE是在CDFI的基础上应用红细胞的能量积分,使血流显示范围扩大到机器杂波水平以下,利用能量信号获得全方位的血流信息,特别是在肿瘤内可以达到动脉血管造影的效果。由于CDFI受检测部位的深浅、声束的夹角和血流速度的影响,故难以显示乳腺癌内部的低速血流,对小血管的分支难以完整清晰显示。而CDE以能量的方式显示彩色血流,不受血流速度、声束夹角等影响,提高了对低速血流显示的敏感性。有学者对826个乳腺肿瘤血供程度用CDE进行分析,结果发现,恶性组中68%的肿瘤血流丰富,而良性组仅36%,所以CDE诊断乳腺癌的价值受到重视。其探测早期乳腺癌的彩色血流敏感性高于CDFI,但CDE不能显示方向,无具体量化指标,容易受到胸壁呼吸运动的干扰。在二维超声的基础上,CDFI和CDE相结合可提高乳腺癌诊断的准确率。
2.2 超声造影
超声造影是超声领域的新发展。通过经外周静脉注射声学造影剂,造影剂进入血液循环中产生的微气泡及形成的气一液界面可增强血流多普勒信号,有助于充分显示肿瘤血管,提高诊断的敏感性。当乳腺组织界面回声较复杂,对灰阶超声所显示的异常回声难以判断是否为肿瘤时常需结合该区域血流情况,常规彩色多普勒乃至能量多普勒对小于1 cm病灶内的血管检测效果不佳,而运用超声造影可弥补这一缺陷。
Goldberg等还对超声造影剂进行了前哨淋巴结的动物研究,造影剂增强扫描不仅能显示前哨淋巴结,还能显示淋巴结内的血管血流动力学特点,可以判断淋巴结的良、恶性。该方法如能应用到临床,则有望降低淋巴结的活检率。
超声造影存在的一些不足:每次只能重点检查1个病灶;当病灶位置过深或显示困难时,检查效果亦不够满意;另外,超声造影对一些少血管病灶的显像及鉴别存在一定困难。随着更特异性对比剂和实时造影匹配成像技术(cnTI)的研制和发展,超声造影技术将日趋完善,以满足临床应用的需要。
2.3 三维超声
三维超声成像检查在一定程度上弥补了二维超声的不足,提供了肿块直观、立体的形态和肿块血供的三维模式,对乳腺良、恶性肿瘤的鉴别诊断具有一定价值。
近年随着三维重建技术发展以及一体化容积探头的应用,三维图像分辨力明显提高。目前三维超声的主要应用模式有多平面重建成像、表面成像、透明成像以及三维血管树成像。在乳腺肿瘤的诊断中运用的三维超声技术是血管树成像,它能较直观地显示乳腺肿
瘤血管及其空间分布,并可与其他新技术联合运用。Forsberg等将三维血管树成像技术应用于乳腺肿瘤的超声造影中,认为二者联合使用能较清晰、直观地显示肿瘤内部细小血管及空间分布。
3 超声与光学结合评价乳腺肿瘤血管
目前,虽然临床最常用的乳腺检查方法仍以乳腺x线摄影和超声显像为主,但是由于光学成像方法具有无损伤的特性和在提高检测效率上的巨大潜力,已日益受到研究者的关注。近20年来,生物医学中有关光学的研究发展迅速,尤其是近红外光成像技术的发展。近红外成像技术在临床中被广泛应用于乳腺肿瘤的检测。在红光和近红外光谱区,存在一个波长在600~1300 nm的光学窗,对乳腺组织具有较强的穿透力。癌变组织增生速度快,代谢异常旺盛,导致局部供血量和耗氧量增加,使得在780 nm附近的光吸收较周围组织大,可以将近红外光子作为探针,利用正常组织与异物(如肿瘤)间的光学差异,得到组织的二维或三维图像。因此,通过进一步研究软组织的光学特性,探索用光学方法对乳腺肿瘤进行无损检测已成为一个国际性的课题。
近红外线透射扫描是乳腺检查的常用方法,它主要是利用近红外发射器发出特定波长的光照射于乳腺组织,由于血管和不同的组织结构对红外光的选择性吸收,穿透后的光经另一侧的红外摄像机采集和计算机处理,以监视屏上不同灰阶度对比的影像作为评定病变性质的依据。近红外线透照技术具有价廉、安全,对患者无损伤,且图像直观,血管显示清晰,定位效果好等优点,但由于使用的是恒定强度的光源,受乳腺组织解剖特点的影响,透射光因强烈的散射而无法达到足够的分辨率,诊断符合率低。
乳腺光学成像的另一种方法是漫射光层析成像技术(diffuse optical tomography,DOT)。软组织肿瘤部位的含氧血红蛋白(HbO)和去氧血红蛋白(Hb)浓度及其氧饱和度(So)与正常部分不同。DOT就是利用光与上述生理指标密切而灵敏的联系,通过对组织体穿透能力较强的近红外光(波长670~970 tim)照射组织体,由光电探测阵列采集漫射光,并取相关算法反推光学参数空间分布进而反映关联的生理变化。DOT系统具有操作简便、无损伤、低价、功能成像等优势,有望在临床医学诊断中发挥重要作用。该技术的物理基础是生物组织的吸收特性在近红外光波段具有窗口效应,且组织体对近红外光的吸收变化与组织体的血红蛋白氧化水平密切相关,因此,通过检测经过组织体散射的近红外光可实现对人体生理状况的变化、新生儿大脑供氧、早期乳腺肿瘤的血供等情况的监测。
但是DOT技术无法对肿瘤进行准确的定位,而超声成像可检测到几个毫米直径大小的组织变化和损伤,通过对图像的分析来进行定位。把DOT技术和超声波成像集成为一体,可以有机地综合DOT的功能成像信息和超声波成像的定位和空间信息,达到对乳腺肿瘤的准确定位与定性诊断。因此该系统具有传统医学影像设备所不具有的优点,其对良恶性肿瘤具有较强的分辨能力,有望为临床医生提供更为直接的诊断依据。
关键词:超声;胎儿透明隔腔宽度;相关性;双顶径
随着医学科学与我国经济的快速发展,优生优育、提高出生人口质量被提升到我国非常重要的战略地位。先天性缺陷儿的出生不仅给患儿带来身心伤害,也给家庭与社区带来极大的影响[1]。在胎儿的发育进程中,透明隔从妊娠10~12w开始发育,大约在17w时发育成熟,是胎儿重要的中继站,能将海马和下丘脑联系起来。透明隔腔大约在16w时可见,近足月时消失,然后逐渐变成一个实性区[2]。腔的前上方为胼胝体,后方为穹窿,侧壁为透明隔小叶,腔内含脑脊液。透明隔腔发育异常与神经系统发育缺陷相关联,比如透明隔腔的扩张可与脑中线囊肿、先天性脑积水及染色体异常有关[3,4]。透明隔一旦缺失,透明隔腔则不能显示,可出现先天性颅脑畸形,如脑积水、全前脑、视-隔发育不全和胼胝体发育不全等。当前随着对胎儿颅脑研究的日趋深入,超声在胎儿颅脑上的研究价值也日趋显现[5]。其中透明隔腔的超声测量采用丘脑水平横切面,对正常胎儿的透明隔腔进行了研究,得出孕期的正常值范围[6]。本文为此具体探讨了超声检测胎儿透明隔腔宽度的临床价值,现报告如下。
1资料与方法
1.1一般资料 2006年8月~2013年12月选择在我院进行检查胎儿系统超声检查的产妇450例,纳入标准:胎儿均为健康单活胎,孕龄19~41w;能够于标准切面显示胎儿的透明隔腔;胎儿孕期及出生后3d内随访未发现任何异常改变;孕妇0.05)。
1.2超声检测 选择美国GE公司的Voluson 730D,腹部探头,频率为4~8MHz;孕妇平卧位常规系统扫查胎儿全身及附属结构,根据胎儿双顶径、头围、腹围等生物测量指标进行判断孕龄。在颅脑的标准横切面显示透明隔腔,颅脑结构扫查切面包括横切面、冠状面及矢状面,积极观察胎儿颅脑、胸腔、颜面、腹腔脏器、四肢结构及胎盘附属物情况。
1.3观察指标 于标准平面显示胎儿的透明隔腔后冻结图像,采用局部放大技术,仔细探测胎儿透明隔腔宽度,重复测量3次,取其平均值。测量时为减少误差,需要将电子标尺的内缘置于各结构的内侧缘。都从事胎儿产前诊断工作5年以上、资历相当的超声诊断医生采集图像并进行测量。
1.4统计方法 选择SPSS18.0软件进行数据分析,计量资料用均数±标准差(x±s)表示,胎儿透明隔腔宽度与双顶径、孕龄之间的进行Pearson分析法分析,并得出相关r值,P
2结果
2.1胎儿透明隔腔宽度对比 经过观察与测定,随着孕龄的增加,胎儿透明隔腔宽度都呈现增加的趋势,对比差异有统计学意义(P
2.2线性关系分析 我们分别以孕龄及双顶径为自变量,各结构的胎儿透明隔腔宽度为因变量,经过线性Pearson分析关系,结果显示胎儿透明隔腔宽度与孕龄及双顶径都呈现明显正向相关性(P
3讨论
透明隔是两侧侧脑室中间的间隔,由灰质细胞和神经纤维组成的两层薄膜。而透明隔腔是脑中线前部,两个透明隔之间的液性腔。在妊娠早期时,端脑可发育成胼胝体后,胼胝体向颅侧伸展,当胼胝体向颅侧增长可与穹隆连合间的局部区域形成透明隔。在妊娠中期、胎儿16w时原始透明隔内形成一个中缝,然后发展成为分离的两个小叶,两小叶之间的间隙即透明隔腔,侧壁为透明隔小叶,前上方为胼胝体,后下方为穹窿[7]。透明隔腔内含少量液体,但不属于脑室系统,不具有室管膜,同时若两层薄膜融合不全,则形成潜在的腔隙,
随着现代社会的进步,对于胎儿的健康性得到了广泛关注。而超声检查具有安全、无痛、无创等优点,并能够观察胎儿的生长发育、诊断胎儿畸形,这使得超声检查在临床上比较常见。同时颅脑是复杂而精细的结构,任何细微的改变均可伴随神经精神的紊乱,观察颅脑结构对评价胎儿状况有重要的意义。并且当前对透明隔腔的发生、生理学研究发生了重大进步,为此在产前筛查中已逐步将透明隔腔的显示列入胎儿颅脑系统筛查的基本切面中。
研究认为透明隔腔的扩张为正常的变异[8],不过也有研究认为透明隔腔的扩张可与脑中线囊肿、先天性脑积水及染色体异常有关。透明隔腔扩张可能影响脑脊液的循环,引起循环通路受阻,甚至造成脑积水。当前一般透明隔腔宽的参考值为(0.53±0.17)cm,其值随孕龄及双项径的增大而增大,当足月时可有轻度的减小。经过观察与测定,随着孕龄的增加,胎儿透明隔腔宽度都呈现增加的趋势,对比差异有统计学意义(P
总之,超声检测胎儿透明隔腔宽度能有效反应胎儿生长发育状况,与孕龄及双顶径都呈现明显正向相关性,具有很好的诊断价值。
参考文献:
[1]Griffiths PD,Reeves MJ,Morris G,et al.A prospective study of fetuses with isolated ventriculomegaly investigated by antenatal sonography and in utero MR imaging[J].AJNR,2010 ,31(1):106-107.
[2]刘炜,蔡爱露,刘海燕,等.腹部三维超声检测胎儿脑中线结构的初步研究[J].中华医学超声杂志电子版,2011,8(1):179-183.
[3]杨杰,谢红宁,何花,等.胎儿胼胝体发育不良与合并其他异常的相关性[J].中国实用妇科与产科杂志,2009,25(1):37-39.
[4]李彦.超声检测胎儿透明隔腔宽度及其临床意义[J].中国实用医刊,2014,41(9):84-85.
[5]苏成安,陈泽坤,陈晓康,等.超声检测三体综合征胎儿透明隔腔[J].中国超声医学杂志,2014,30(6):546-547.
[6]梁金丽,张战红.超声诊断胎儿神经系统发育异常回顾性分析[J].中国产前诊断杂志(电子版),2013,5(4):7-12.
关键词:超声检测 共振法 混凝土结构 抗冻性
水工混凝土建筑物经常受到冻融剥蚀的破坏,所以其混凝土结构的抗冻性是必须检测的主要指标,由于实验室制作的试件与结构物上的混凝土抗冻性存在着差异,在结构物上切割混凝土试件所引起的破损又不能被人们接受,且实验室测试也只对来样负责,因此必须研究一种更加真实地反映混凝土结构抗冻性的无损检测方法,直接检测混凝土结构抵抗冻融破坏的能力,这对于实施混凝土工程现场质量控制,特别是对国家重点水工混凝土建筑物的质量检测及其长期耐久性评估尤为重要。
共振法测定混凝士试件在冻融循环过程中的动弹模变化,作为混凝土材料的抗冻性指标,它对试件而言可算是一种无损检测方法,但对混凝土结构而言,共振法就无能为力[1]。超声波法测试量为波速、波谱和衰减系数等,其换算原理为应力波分析及其混凝土弹性、非弹性等性能之间的关系,它不需要整体结构的激振,而且超声波能够穿透混凝土结构本身,其辐射面较大,测量值和分析计算方法选择余地大,因此用超声波参量表达混凝土结构的动弹性模量是可行的,该方法不需要专门形状和尺寸的混凝土试件,就可评价混凝士结构的抗冻融指标。
1 超声波法测混凝土结构动弹模的理论依据
1.1 计算公式 为计算动弹模Ed,文献[2]中提出了采用常规纵波超声换能器,依表面平测法测定混凝土表面波的速度,来确定其动弹模Ed和泊松比μ的新方法,可在各种混凝土结构物上直接测得其动弹性模量。
固体材料的动弹模与其表面波速度之间的关系为[3]
(1)
式中:ρ为固体的密度,Vr为表面波速度。对硬化混凝土来讲,泊松比一般在0.2~0.3之间。如取μ=0.2时,则
Ed=2.888ρV2r(2)
(2)
其相对动弹模可按下式计算:
(3)
式中:Vr0为初始表面波速度。
1.2 检测原理 置于固体表面的纵波换能器将发出轴向的平面波,即纵波、横波以及微弱的径向边缘波,换能器还发射能量更强的表面波并沿固体表面传播。波形的前部应是纵波,因为它的波速最大,但其振幅很小;波形后面部分振幅突然增大,是由于波速小于纵波的表面波到达,但它的信号最强。采用超声多点表面平测法,测试时首先确定纵波的初至点以及表面波的初至点和第—个峰值点,为与横向振动共振法作对比,试验中尽量做到超声法与共振法测距和测点都相同,测距从试件端部算起,分别为50mm、100mm、150mm、200mm、250mm,测得混凝土材料的表面波速度后,对于密度已知的混凝土来讲,则可由式(1)求得混凝土材料的动弹性模量。
1.3 共振法动弹模的计算方法 共振法是用周期脉冲力激励混凝土试件稳态振动,记录其振动参数,根据激励频率及振动衰减系数,推算混凝土的弹性和非弹性性质,可作为混凝土耐久性试验中的一个测试指标得出其相对值。由于冻融损伤作用在混凝土表层中出现较快,因此采用横向共振为基础的测试方法,可以迅速取得有关混凝土表面性能变化的资料。
横向振动的动弹模与固有频率关系的一般表达式为[3]
(4)
对于矩形截面杆件:J=ba3/12;基振:m=4.73。由于试件尺寸比:L/a=4(L=400mm,a=100mm),根据参考文献[4],当泊松比μ=0.2时,Tn取1.40,式(4)可简写成
(5)
另外,如果按照两种方法所测得的动弹模相等的观点,则Ed=E′d,由式(2)和式(5)得
Vr=1.084f
(6)
2 用超声波法检测混凝土冻融试件的动弹模
2.1 测试方案 测量混凝土材料超声波表面波速度的试件尺寸为100mm×100mm×400mm,标准养护28d龄期后测试。按混凝土长期性能和耐久性能试验方法GBJ82—85执行,试件冻融前在水中浸泡,冻融过程中均处于饱和水状态,其中温度控制在-17±2℃和 8±2℃之间,冻融循环在2~4h内完成,用于融化的时间不得小于整个冻融时间的1/4。在试验过程中,每冻融循环50次,测量出混凝土试件的超声波表面波速度,并同时用共振法测试混凝土试件的共振频率。
2.2 测试仪器 检测设备为CTS-45型非金属超声波检测仪和附加示波单元,另以数字存贮示波器来显示波形和测量声时。示波器由附加示波单元所产生的激发脉冲触发,并有能左右自由移动的游标,用来测量波形上任一点的声时,精度为0.1μs,从触发开始到游标所在位置所经历时间显示在示波屏上。探头使用一对50kHz普通纵波换能器,并用黄油做耦合剂,同时采用DT-4W自动扫频数字动弹仪测量横向共振频率。
2.3 测试结果 测量混凝土冻融试件在5个测距下,表面波到达初至点和第一个峰值点的声时,按常规作图法求出测距—声时直线的斜率,最终得到超声波表面波速度,在这里测量时尽量使试件处于干燥状态。值得一提的是,试验用混凝土试件的抗冻性能均较高,几乎看不到混凝土试件表面剥蚀现象,重量损失率仅为0.3%,混凝土表面冻融损伤层很薄,试件横向和纵向相对变形也很小,因此在试验过程中混凝土材料的密度、泊松比及试件尺寸可以认为不变。根据测试的表面波速度和共振频率,按式(2)和式(5)计算分别得到混凝土材料的超声法和共振法动弹性模量,如表1所示。
表1 超声法和共振法动弹模测试计算结果
冻融次数
超声法
共振法
波速/(m/s)
动弹模/GPa
相对动弹模(%)
频率/Hz
动弹模/GPa
相 对动弹模(%)
A
B
A
B
A
B
50
100
150
200
250
275
300
2217
2161
2135
2091
2061
2012
2000
1993
2166
2114
2105
2082
2082
2037
2037
2037
32.65
31.02
30.28
29.04
28.19
26.89
26.57
26.58
31.16
29.68
29.43
28.79
28.79
27.56
27.56
27.56
100
95.0
93.0
88.9
86.0
82.0
81.4
80.8
100
95.2
94.4
94.4
92.4
88.4
88.4
88.4
2087
2036
2013
1972
1945
1901
1890
1884
2037
1990
1981
1960
1960
1919
1919
1919
33.98
32.34
31.61
30.34
29.51
28.19
27.87
27.69
32.37
30.89
30.62
29.97
29.97
28.73
28.73
28.73
100
95.2
93.0
89.3
86.9
83.0
82.0
81.5
100
95.4
94.6
92.6
92.6
88.8
88.8
关键词:大学生创新;超声检测;无损检测;图像标定
中图分类号:G640 文献标识码:A 文章编号:1671-0568(2013)23-0095-03
超声无损检测技术具有检测对象范围广,检测深度大;缺陷定位准确,灵敏度高;成本低,使用方便;速度快,对人体无害以及便于现场使用等特点,从医学检查领域逐步向工业领域发展。但是,这一技术不同于医学上的应用,在工业探伤过程中使用超声探查存在着诸多限制。如对于表面粗糙的工件进行超声检测时,超声探头不能与被测零件表面直接接触;对于形状复杂的工件,超声探头的外法线方向有时很难准确对准;直接扫描得到的为二维图像,很难建立缺陷的三维模型。严重影响了超声检测缺陷的判定,影响检测结果与检测精度。[1]为此,研究人员开始尝试进行超声三维立体成像的研究。三维成像的关键技术为超声图像的标定方法及算法,通常需要借助几何特性已知的引导模板来完成,“N”型引导模板的设计与研究已在本文基金项目的支持下完成。
本文以上海市大学生创新项目《三维超声无损检测模板设计与研究》为基础,进一步完成了项目的后续工作图像标定方法与算法的指导,为后续大学生创新项目的申请奠定基础。主要包括,指导学生设计完成检测标定算法的方法,包括超声成像的几何特征、特征点的拾取及标定算法的具体实现方法。指导的目的是培养学生动手能力与独立解决科研问题的能力,通过设计实践,使学生深刻理解如何通过标定算法计算二维超声图像的三维空间位置。
在项目实践过程中,按照以下内容对学生进行培养,协助学生完成创新任务,达到培养动手能力与创新能力的目的。
一、引导模板三维模型的建立
引导模板是图像标定算法研究的先决条件,学生充分认识其几何特性并加以正确运用,是标定算法实现的重要条件。“N”型模板是建立在模板框架中穿插的棉线形成的“N”型线框。“N”型线框由一组直径为0.5mm的棉线构成,这类棉线必须富有一定的弹性,使得棉线在干燥和潮湿状态下均保持绷紧。棉线从模板的前后壁上直径为1.5mm的小孔穿过,模板框架左右2侧都上下一共打出6个小孔。这样使得棉线在模板框架中央形成上下两层,每层两个,共4个“N”型线框,每层的两个“N”型线框有一条共用边,每个“N”型线框具有相同的尺寸(170mm×45mm),且都平行于模板坐标系的平面,“N”型端点在模板坐标系中的坐标已知,上述参数的精度通过模板及穿线孔的加工精度得以保证。[2]要求学生用绘图软件绘制模板的三维模型图。
二、超声成像及标定算法要求
超声图像的标定是模板设计的后续工作,传统的扫描仪器只能呈现二维的平面图像,超声图像的标定根本目的是通过一系列算法将二维图像转换到三维空间。三维超声图像的重建,需要将像素点在超声图像平面坐标系内的坐标转化为在磁定位器发射器坐标系中的坐标。通过三维标定,可以获取固定在超声探头上的接收器确立的空间坐标系与超声平面坐标系之间的转换关系。
通过仪器对模板的扫描,可以得到每条棉绳作为介质的成像点,但是必须满足条件,扫描时要扫描到每组“棉线截面M、L、R”,共4组,在对应扇形图中呈现10个亮点,即保证全部棉线截面呈现于超声图像中。
取其中一组N型线框的三个成像点作为超声检测图像标定的标志点,将其成像点在超声检测图像中取出,并记录坐标值。当扫描到“棉线截面””时,作为基准点,建立一系列计算得到相应点的坐标。
三、指导结果分析
1.模板模型的建立
在项目研究过程中,学生按照要求完成了计算机辅助模板模型的设计与建立。图1、图2、图3为利用Soildwork3D按照实物尺寸绘制的模板三维模型的视图。
学生较好地完成了模板的设计工作,见图3。但是,过程中出现了诸多问题。如设计三维模型时个别特征形状无法实现、零件装配过程出现问题,等等。通过及时的引导与督促,学生在浓厚兴趣的作用下,将问题逐一解决,最终完成三维模型的建立。
2.标定算法的研究
学生实现了一种基础的图像标志点的计算方法,如图4。通过代表性的中间圆珠的计算与分析,类比其它直线上圆珠的计算,得到不同的坐标点,多次对比重叠不同位置的圆珠实验,可以更加精确地进行定位。算法的主要步骤为:①坐标已知;②分别建立直线与的数学模型;③建立经过点扫描平面直线;④建立经过点扫描平面直线;⑤建立经过点扫描平面直线;⑥根据上述条件计算、两点坐标。
3.创新思想分析
项目组成员中,多数学生具有一定的学习与动手能力,虽然创新思想存在一定的限制,但学习态度与学习积极性饱满,协调项目工作与课程学习的能力表现较好。
创新性思维能力是指导过程学生普遍存在的问题,在这一方面值得指导教师做进一步的思考与研究。学生的问题突出表现在想创新,但无从入手,他们在直觉思维能力、逻辑思维能力、联想思维能力、发散思维能力、逆向思维能力等方面都还不成熟,因此需要在这些方面加强培养和锻炼。
四、结论
上述结果表明,通过正确的引导与有计划定期交流,与学生及时讨论创新项目研究过程中遇到的问题,可以激发学生研究热情。同时,针对项目研究过程中发现的学生普遍存在的创新洞察力、创新思维能力不足和专业基础知识不扎实的问题,将在未来的指导工作中进行进一步的研究与探讨。
参考文献:
[1]钟德煌.棒材超声扫描成像检测系统的研制[D].南昌航空大学测试计量技术及仪器专业,2007.
[2]胡晨明等.用于超声引导介入治疗的三维超声系统[J].中国医疗器械信息,2007,(04).
[3]黄云志,王海欣.“传感器与检测技术”课程改革与探索[J].中国电力教育,2012,(2).
中图分类号:R445.1 文献标识码:A 文章编号:1672-3783(2008)-10-0051-01
摘要:目的:探讨超声检测绝经后子宫内膜疾病的诊断价值。方法:对39例绝经后阴道出血妇女子宫内膜超声所见与病理相对照,23例为绝经后萎缩的子宫内膜,5例为子宫内膜息肉,3例为腺瘤样增生,3例非典型增生,1例单纯性增生,4例为子宫内膜腺癌。结论:超声检测对老年子宫内膜病变的早期发现具有重要的临床价值。
关键词:超声检测 绝经后阴道出血 子宫内膜
本文回顾性研究应用超声检测子宫内膜厚度并将其与相应病理诊断结果相比较,探讨子宫内膜病变与声像图之间的关系,以探讨该方法检测子宫内膜病变的可靠性。
1、资料与方法
1.1 临床资料 2005~2007年期间在本院妇科就诊的绝经后且伴阴道出血的女性,年龄48~68岁,绝经2年以上。
1.2 仪器及方法 采用美国ATL―超九HDI型及韩国SA5000型超声诊断仪,探头频率3.5MHz。患者取仰卧位,膀胱适度充盈,常规多方位、多切面扫查盆腔,观察记录子宫位置、形态大小(长、宽、厚)、肌壁回声,重点观察子宫内膜厚度及回声。被检查的患者随后进行诊断性刮宫术,标本送病理检查。根据超声声像图特征将内膜分四型:I型为无回声型:官腔内显示不清内膜回声,Ⅱ型为细线型:内膜呈细线状回声,厚度≤5mm。Ⅲ型为较宽条型:内膜线呈较宽条状回声,厚度5~10mm。Ⅳ型为明显肥厚型:内膜明显增厚,呈舟状改变,厚度>10mm。
2、结果
39例患者超声检查,I型12例,Ⅱ型10例,Ⅲ型9例,Ⅳ型8例,全部病例进行分段诊刮术,标本送病理检查。超声I型、Ⅱ型22例,子宫三径(长、宽、厚)线之和15cm,阴道出血较多,病理结果1例为萎缩的子宫内膜,5例为子宫内膜息肉,3例腺瘤样增生,3例非典型增生,1例单纯性增生,4例为子宫内膜腺癌。