医学超声成像的基本原理精选(九篇)

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第1篇：医学超声成像的基本原理范文

关键词：医学影像设备；教学现状；教学改革

随着我国社会经济的快速发展以及医学影像设备的不断引入，如彩超、CT、MRI等，使医院的影像学检查水平明显得到提升。医学影像学检查效果除与影像设备性能有关外，还与操作人员的操作水平有关[1]。加强医学影像设备技术人才的培养，已成为医学影像设备课程教学的改革方向。本文就对医学影像设备课程教学现状进行分析，并提出相应的改革方案。

一、医学影像设备教学现状

（一）课程特点

医学影像设备是医学影像技术专业的一门重要课程，主要内容是研究临床常用的彩超、CT、MRI等设备的结构、工作原理、操作方法及维修方法。该学科具有较强的逻辑性和实践性，且涉及面广，知识内容更新快[2]。

（二）教学中存在的问题

目前，医学影像设备课程教学已在中等、高等职业教育中广泛开展。但经实践观察，发现医学影像设备课程教学主要存在以下问题：①基础知识薄弱，经了解，大多学生对电子学、物理学、计算机及网络技术等知识的掌握较差，使得教学工作难以正常开展。②学生对该教学课程不够重视，大多学生认为课堂教学所学的电路原理、故障判断及维修方法等知识与就业岗位无直接关系，导致学生学习的积极性不高。③因医学影像设备通常体积较大，难以在课堂进行演示，当涉及到抽象或较复杂的电路图时，因学生对影像学设备电路工作原理的不了解，加上影像设备理论知识较多，枯燥、乏味，使得大多学生对学习缺乏积极性。④医学影像设备通常较昂贵，学校难以配置种类齐全的设备作为教学使用，导致学生很少有机会亲自操作，实践操作能力有待提高。

二、改革方案

针对当前医学影像设备课程教学中存在的问题，在医疗体制不断改革下，以及医院对技能型专业人才的需求，如何将抽象的理论知识，具体、形象地传授给学生，已成为医学影像设备教学的重要问题。经调查了解，影像学技术人员参与到设备的维护与管理，对提高医学影响设备的维修效率有重要作用。但在实际工作中，医学影像学设备故障主要由技术人员操作不熟练、未按说明书操作、未严格按操作要求定期维护和保养等原因造成。因此，加强医学影像学设备课程教学改革，对培养影像设备技术人才有重要意义。

（一）教学内容的整合

结合我国卫生专业人才的需求，明确医学影像设备课程教学内容，包括X线机的结构、基本原理及使用方法；超声成像设备的结构、基本原理及使用方法；核磁共振成像设备的结构、基本原理及使用方法；X射线机基本电路组成及工作原理；核医学成像设备的种类、结构及基本原理；各影像学设备的日常维护及保B等。目前，我国中高等职业教学所选取的教材为人民卫生出版社2014年出版的《医学影像设备学（第三版）》，但由于学生基础知识薄弱，教学工作的开展难度较大。因此，对影像设备课程教学内容进行有效整合，开展以技能型人才培养未导向的课程体系，按学生就业岗位需求，将课程整合为X射线机设备、超声成像设备、核磁共振成像设备及核医学成像设备等多个项目，每个项目又划分为若干个任务，包括结构组成、基本原理、设备使用、常见故障判断、日常维护等[3]。

（二）教学方法的改进

以往临床多采取以教师讲授为主的教学模式，使得学生学习积极性缺乏，实践操作能力欠缺。因此，根据学生就业岗位的需求以及工作任务的不同，将理论知识与实践教学一体化，采用案例教学法、任务驱动教学法、头脑风暴教学法等，在加强学生理论知识学习的同时，提高学生的实践操作技能。此外，对现有的考核模式进行改进，将考核成绩分为理论知识和操作技能考核两部分，从而充分调动学生学习的积极性和主动性。

三、总结

医学影像设备作为医学影像学专业必修的一门课程，其具有较强的实践性。因此，加强医学影像设备课程教学改革，将医学影像设备理论知识与实践操作有效结合起来，对教学方法进行改进，培养技能型人才，以达到预期的教学目标。

参考文献：

[1]蔡惠芳，杨德武.医学影像设备课程教学现状分析及改革方案[J].中国医学装备，2016，13（3）：137-138，139.

[2]宋莉，王韶卿，鲁雯等.医学影像学专业《医学影像电子学》教学改革探讨[J].中国医学物理学杂志，2012，29（5）：3705-3707.

第2篇：医学超声成像的基本原理范文

乳腺X线摄影是检查乳腺的最基本的影像学方法，具有较高的灵敏度和特异度，常作为乳腺疾病检查的首选，是乳腺疾病的普查和乳腺癌筛查的重要手段。其基本原理是利用乳腺组织对软X线穿透进行投照，再利用胶片进行感光，经过显影、定影等程序进而成像[7]。现市面所使用的X线摄影机主要有计算机X线摄影（CR）、数字乳腺X线摄影（DM）、乳腺的数字化断层摄影技术（DBT）等几大类，其中CR及DM已被广泛应用于临床，DBT现阶段仍是研究的热点，有研究表明DBT系统可将乳腺癌筛查的召回率降低30%。乳腺癌乳腺X线摄影直接征象主要呈现肿块状病变或结节性病变，肿块的边缘呈毛刺或成簇状微小钙化，而乳腺恶性肿瘤的特异性X线表现正是毛刺状、细微簇状钙化的肿块。有专家认为微小钙化灶，尤其成堆的细小泥沙样钙化灶为早期乳腺癌的征象，簇样微小钙化达到5个/cm2即可提示为乳腺癌，对早期乳腺癌的诊断具有重要意义，可以发现临床触诊没有任何异常或仅有局部增厚的早期乳腺癌[8]。间接征象主要有不规则增粗的导管、不规则增粗增多的血管、内陷及皮肤增厚等。有研究表明，定期乳腺X线检查是早期诊断乳腺癌的有效方法，其意义在于能够显著降低由本病引起的病死率，尤其适用于＞50岁的女性[9]。乳腺X线摄影具有简单、方便、费用低、无创、诊断标准完备等优点，尤其对早期乳腺癌微细钙化成像清晰、特征突出，是公认的检测早期乳腺癌的有效手段[10]。但也有一定局限性，其易受患者乳腺腺体类型、乳腺形态及病变组织位置的影响，易产生假阴性，造成漏诊或误诊。其对乳腺的良恶性病变鉴别时，钼靶摄影有时定性不准，易造成诊断不准确。对于X线摄影不能显示或定性不清的肿瘤，还需借助其他影像检查[11]。

2乳腺CT检查

在乳腺癌的诊断和鉴别诊断中，计算机断层扫描检查存在一定价值。其基本原理是利用探测器进行接收X线管发射出的X线束，实现所选人体层面多方向扫描及X线量的测定，再经转换器转换，最后在显示器上得到CT图像。乳腺癌的CT表现按照病理分型呈现不同的影像表现，即肿块型和浸润型。肿块型主要表现为圆形或不规则形的肿块，病灶的边缘清楚或模糊均可见，病灶位置多以外上象限常见，且大多数呈分叶或毛刺状。平扫密度与正常腺体组织相似或稍高，增强扫描时呈明显强化，主要是由于乳腺癌组织血供丰富，表现为“快进快出”型曲线。CT增强扫描的应用，可以直接显示乳腺癌的肿块、结构及与周围组织的关系，可以较好地显示周围淋巴结，扫描的同时还可发现肺部及胸壁的转移病灶，对乳腺癌的诊断、鉴别诊断、临床分期及治疗方案的制订具有重要意义，对于检测术后复发也有其优势。有专家提出，当增强扫描前后CT值变化超过50Hu时即有恶性病变诊断价值[12-13]。浸润型的乳腺癌表现为乳腺内无明确的肿块影，局限性片状稍高致密影，边界不清，且可见蟹足样改变，与周围组织发生粘连，导致皮肤受到牵拉、内陷。近年来随着CT薄层扫描及乳腺CT三维技术的应用，进一步提高了乳腺癌的检出率。CT薄层扫描可以检出直径＜0.2cm的病灶，同时可以评价腋下及胸骨周围淋巴结的情况，在此基础上通过螺旋CT后处理技术，可以三维重建显示病灶立体空间形态结构，从而得到更多的诊断信息。CT具有高密度分辨率，可发现致密型乳腺中的病灶，能有效鉴别实性、囊性、脂肪及肿块，并且准确显示病灶的形态、大小、边缘及部位[14-15]。临床影像检查中，由于CT检查的辐射剂量较大，易受部分容积效应影响，无法发现早期微小钙化灶，一般不作为首选检查方法[16]。

3乳腺MR检查

随着MR检查在临床中的广泛应用，越来越多的研究表明，MR检查是乳腺癌综合诊断的必要手段之一，特别是高场、超高场设备的快速普及和乳腺专用线圈、快速成像序列的应用，使乳腺癌MR诊断的敏感度和特异度都得到了很大的提升。MR检查的原理是通过磁与无线电波的转换，实现人体不同平面的视图。常用乳腺MR成像技术有除脂抑制序列的T1WI、T2WI、动态增强MR、弥散加权成像。随着MR技术的不断发展，灌注加权成像、磁共振波波谱分析（MRS）、MRI引导下穿刺活检技术等逐渐成为研究的热点[17-19]。乳腺癌MRI主要表现为：大多数的乳腺癌形态不规则，边缘呈毛刺状，可见“蟹足”或“星芒”状改变，毛刺征常作为诊断乳腺癌的重要形态学征象，其灵敏度可达80%。从MR信号上分析，T1WI上无论乳腺良、恶性病变均呈现等或低信号，T2WI上呈高、等或略低信号。这是由于组织含水量不同导致，当含量较高时，T2WI呈高信号，低时为低信号。当病灶内出现囊变、液化、坏死、合并出血或纤维化时，表现为混杂信号[20]。乳腺癌MRI动态增强表现：肿块型乳腺癌肿块内部呈现不均匀强化，常提示恶性病变，肿瘤的边缘和分隔不规则强化常倾向为恶性。非肿块型乳腺癌呈现指向的不连续或不规则线样伴有分支状强化，常提示此种早期乳腺癌起源于乳管（70%～80%）。三角形或锥形强化灶高度提示恶性病变。在MR动态增强中，病灶形态特征、强化方式、时间信号强度曲线（TIC）、表观扩散系数（ADC）值测定、扩散加权成像（DWI）等结合对乳腺癌的诊断及鉴别诊断具有较高价值。TIC的快进快出型多提示恶性。DWI是观察活体水分子微观扩散运动的成像方法，通过ADC值进行量化分析，判定病变的良恶性。Furman-Haran等通过研究证明，良性病变时ADC值较高，恶性肿瘤由于血供丰富，较良性肿瘤血管含量高，因而ADC值降低。ADC值的大小为：恶性病变＜良性病变＜正常组织，但良恶性病变ADC值有重叠。TIC与ADC值两项检查联合应用可有效诊断与鉴别乳腺良恶性病变[21-22]，具有较高的临床价值。MRS主要是根据体内胆碱及其代谢产物含量的变化进行波谱分析来诊断乳腺癌。由于恶性肿瘤组织内细胞代谢旺盛、增殖迅速快、细胞膜的合成及转运增加，导致乳腺MRS检查呈现异常升高的胆碱复合峰。对浸润性导管癌有更高的灵敏度，明显优于CT、钼靶的影像学检查[23]。磁共振弹性成像（MRE）与超声弹性成像判定相似，是定量测量组织力学特性的新型非创性的成像方法，MRE是利用机械波定量测量组织硬度[24]。乳腺癌患者的病变组织硬度较良性病变或正常的乳腺组织高[25]。MRE可作为DCE-MRI的重要补充检查，对可疑病变区域提供更多的诊断信息，两种技术联合应用提高了乳腺癌诊断的特异度和准确率[26]。乳腺MR检查优势明显，具有高分辨率，检查安全、无电离辐射，肿瘤检出率高，对发生在致密型乳腺和置入假体后的乳腺肿瘤，双侧乳腺可以同时成像，且在任意方向成像，不受患者体型和病灶位置的影响，近年多序列的应用使乳腺癌的诊断提升到一个新高度。MR检查存在一定的局限，如良、恶性病变的表现上有一定重叠性；MR检查对钙化不敏感，而微小钙化恰恰是诊断早期乳腺癌的有力依据。相信随着磁共振技术的发展，乳腺MR在乳腺癌的诊断中会起到重要作用。

4乳腺超声检查

彩色多普勒超声检查是目前乳腺疾病诊断应用最为广泛的影像学检查，具有准确性高、操作方便、无创的优点。近年超声新技术的应用提高乳腺疾病尤其乳腺癌的早期发现。其基本原理是利用发射设备将超声波射入体内，再经过人体组织对其产生不同声阻抗的反射和衰减，接收强弱不等回声，反映出人体的断面超声图像。多普勒效应是利用移动的超声波信号产生频移或差频，探测人体的血流信号[27-29]。乳腺癌的声像图具有以下特点：肿块型乳腺癌肿块内可见微小钙化，内部回声不均，多呈实性衰减暗区，导管内有簇状的细点状强回声，多不伴有声影；浸润型乳腺癌的病变组织以不规则浸润性和伴有反应性增生的周围组织为特点，肿块呈低回声，其形态多不规则，边缘呈毛刺状，在肿块后方有回声的衰减。有学者研究表明，病灶的“形态不规则”是乳腺癌最为常见的表现，其对乳腺癌的诊断敏感度可达89.9%，被认为是诊断乳腺癌敏感度最高的超声征象[30]。彩色多普勒血流成像（CDFI）的应用不仅能够准确地判定乳腺癌的发生部位及病理类型，而且结合彩色多普勒提供信息判断乳腺肿块的血管分布情况和获取血液动力学指标来判断病情。根据乳腺超声影像报告数据系统（BI-RADS-US）分类标准对乳腺肿瘤超声表现进行描述，进而作出相应评估分类。未完成评估者为0类，尚需其他的影像学检查诊断；完成评估者分类：1～3类考虑良性可能，4类及以上为可疑恶性，类别越高恶性程度越高，6类为活检证实的恶性。肿瘤多发患者其评分以最高评分为准[31-33]。彩色多普勒超声在乳腺癌的临床诊断中具有重要意义，不仅能提高准确率，而且对促进患者的康复起着重要的作用，能够提高患者的生活质量，值得临床推广应用。近年来超声新技术的应用提高了早期乳腺癌的诊断率。三维超声成像通过三维空间成像和数字减影技术，进而充分、直观地显示肿块血管数目、形态及分布情况，为指导手术提供更多的信息。弹性成像技术根据不同组织间弹性系数不同，用图像色彩的不同客观地反映组织的硬度，以此鉴别乳腺肿物的良恶性。有研究数据表明，乳腺超声弹性成像鉴别乳腺良恶性肿物具有较高的敏感度和特异度。临床上应用较多的还有超声引导下的穿刺活检，其能获取病变组织细胞学及病理学信息，为临床做出更明确的诊断[34]。超声检查具有经济、简便、无痛苦、无损伤的特点，可通过的超声检查，显示内部层次及细微结构，对致密乳腺具有X线检查不能辨别的优势，帮助排除肿瘤的可能。其不能使微钙化点显像，而微细钙的沉积是乳腺癌的第一指征。因此还须联合钼靶、MRI、穿刺活检病理等其他检查以提高乳腺恶性肿瘤的诊断率。

5乳腺核医学检查

第3篇：医学超声成像的基本原理范文

关 键 词 支持向量回归；医学超声；图像去噪

中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1671―7597（2013）032-045-02

随着医学技术的快速发展与广泛应用，医学超声成像、核磁共振、PET等技术现在已经成为医学诊断不可或缺的技术。其中超声成像固有的时效性、廉价性及无损性等优点被广泛应用于临床诊断与治疗中，超声成像技术利用声波实现直接观察和物质结构和特性研究，它具有对离体生物组织成像和对活体组织进行实时成像的两个特点，是医学研究的重要手段。

然而，超声图像存在的斑点噪声增加了图像解译程度，影响了图像分析与诊断，决定了医学分析的可靠性与准确性，增加了判断分析的难度。因此对超声图像的去噪研究成为当今医学界研究的热点。本次研究引入支持向量学习理论，通过含斑图像做对数变换和分解，构建基于支持向量回归模型的局部自适应去斑算法，最终达到图像去噪的目的，以期对医疗诊断提供科学的可靠性保障，推动医学科研工作的进一步发展。

1 支持向量回归基本原理

支持向量回归是一种以数学方法和优化技术为工具广泛应用于模式识别领域的方法。在解决非线性、小样本和高维模式识别问题中独具优势，且可以在函数拟合等一些机器学习问题。

假设存在线性可分的样本集y的线性判断函数的一般形式为：。

将其转化为Lagrange函数：

核函数常采用其公式为：

式中：wki为输入层第i节点和隐含层第k节点的连接权； k为隐含层第j节点的阈值。

所有学习样本对权值进行修正，通常为增加学习过程的稳定性，用下式对权值进行修正：

2 实验仿真应用

2.1 图像分解

应用SVM理论，采用迭代阈值法对数据源进行图像分解，取得传统单脉冲激励信号的轴向分辨率。如图1。

利用超声单脉冲信号作为SVM模型的数据源，应用Matlab程序将函数输入计算机程序中运行，等到数据的散点分布情况。从图中可以看出图像分割后的视觉效果，可以发现噪点距离中心线偏离程度显著，能够达到去噪的目的。

2.2 SVM模型应用

传统的去噪法均以曲线进化理论为基础，但存在不足之处在于受图像中噪声影响较大，因此SVM模型在运行前先对超声图像进行低通滤波等预处理，以去除图像中固有的斑点噪声，但同时也有可能损失了部分图像细节。为了提取超声图像中的噪声关键参数，建立SVM模型。SVM模型具有拓扑变形能力，通过对超声图像进行预处理，以去除图像噪点，以支持回归理论为基础进行聚类，使得复杂的非线性优化问题得到较好的求解。SVM模型针对具有较强不均匀分布的图像首先对图像分割集成进行局部信息处理，增强其抗干扰的能力。

SVM模型算法主要是利用声波振动响应原理，使得轻敲震动探针与试样表面相接触，同时施加频率略有差异的超声振动，由于探针和试样之间的非线性作用，在每个振动周期中与试样短时间接触，生成回声，进而判别噪点位置，有针对性的消除噪点，减少机器损耗时间。

经过SVM模型的迭代求解，通过适当的参数与初始值调整，经过5300次迭代得出实际超声图像去噪结果。

2.3 检验与分析

根据拟合函数，计算误差，经分析计算，本次支持向量回归模型去噪准确率为95%，误差范围控制在5%，能够达到去噪目的。如图2，准确率拟合效果。

4 结论

抑制超声图像噪点一直是医学超声图像处理中的难点问题。本研究引入支持向量学习理论，通过含斑图像做对数变换和分解，构建基于支持向量回归模型的局部自适应去斑算法。该算法在本质上是一种软阈值去噪，其阈值具有解析表达式并随像素自适应性调整。在模拟加斑图像和真实超声图像的实验结果表明，在客观评价指标和主观视觉效果方面，SVM算法性能均优于传统的去噪算法，具有计算复杂度低、运行速度快的特点，在满足去噪的同时保证了图像细节特征，对科学地医疗诊断提供了可靠性保障，对医学科研工作的进一步发展具有实际意义。

参考文献

[1]钱梦骡，Cantrell J H.扫描电子声显微镜的信号激发和像的空间分辨率[J].声学学报，1991，16（3）：161-169.

[2]宋光德，刘娟，栗大超.电容式微加工超声传感器的结构设计及仿真[J].纳米技术与精密工程，2005，3（2）：156-159.

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[5]邓乃扬，田英杰.数据挖掘中的新方法――支持向量机[M].北京：科学出版社，2004.

第4篇：医学超声成像的基本原理范文

脑静脉及其相关疾病过去常被忽略，随着成像技术的发展，证明其相关疾病并不少见［1，2］。脑静脉解剖复杂、变异较多，易发生病变，临床表现多样且缺乏特异性，确诊有赖于影像学检查。它是一种特殊类型的急性脑血管病，发病急、病情重、诊断和治疗不及时死亡率高，如脑静脉窦血栓的死亡率高达20％～78％［3］。多层螺旋CT减影静脉成像（subtraction CT venography, SCTV）技术以其无创性，扫描时间短，能完整、清晰显示脑静脉等优点被广泛认可，其强大的后处理软件能立体、直观、多方位、多角度地动态观察，从而更有利于指导临床治疗方案的制定，降低手术风险。本文主要就脑静脉的各种影像成像方法进行比较，探讨多层螺旋CT减影技术在脑静脉成像中的应用及其临床价值。

1 脑静脉SCTV技术的发展及现状

1980年Axel等首先提出了CT血管成像（CT Angiography,CTA），到MSCT出现，特别是64层及后64层螺旋CT的问世，才真正实现了快速容积扫描及各项同性数据的采集，使图像质量显著提高。一直以来CT在动脉成像方面的研究较多［4］，目前运用CTA对脑静脉的研究国内外已有不少报道［5］，但大多数是运用常规CTA，成像时受颅骨干扰，很难清晰显示，易导致病变漏诊。而SCTV优于传统CTA可快速去骨，得到清晰的脑血管图像［6］。

2 脑静脉SCTV 技术的基本原理及检查方法

2.1 基本原理 CT减影技术是1994年Gorzer等［7］根据数字减影血管造影（digital subtraction angiography,DSA）的基本原理提出的，通过血管内引入对比剂，经计算机减影处理以含对比剂图像减去不含对比剂图像，使骨骼信息被去除，血管信息被保留，更易发现隐匿于骨骼下的小病变。其操作方便快捷且不依赖人的主观认识，不受医技人员重建图像水平差异影响。

2.2 检查方法 使用GE Light speed VCT设备，患者仰卧于检查床上，用头托和胶带固定受检者头部，采用高压注射器从肘正中静脉注入370优维显20 ml，在C2水平做循环时间测定，根据循环时间设定各期相扫描计划，平扫期采用100 KV，动脉期采用120 KV，其它扫描参数：管电流300 mA，管球旋转时间0.6/周，螺距比0.986∶1，层厚及层距均为0.625 mm,采用标准重建函数重建，扫描范围从颅顶至C3水平，扫描方向从颅顶至颅底。将扫描获得的图像数据传至ADW 4.4工作站进行图像后处理，先采用Add/sub软件将动静期的扫描图像数据分别减去平扫期的图像数据获得相应的减影图像，再对减影获得的脑静脉图像做各种后处理：（1）容积重建（Volume rendering VR）有很强的三维空间感，尤其适合显示重叠的血管、血管与邻近结构的三维关系。（2）最大密度投影（maximum intensity projection，MIP）及滑动薄层块最大密度投影(Sliding thick-slab MIP,STS-MIP)，其图像优点是将不在同一个平面的结构显示在同一个二维平面上，显示细节较精细，特别是STS-MIP对细小血管显示很好，但是缺乏立体感。（3）曲面重建（curved mutiplanar reformation，CPR）克服了横断面图像和多平面重建图像不能对非直线结构在同一层面成像的缺点，可使迂曲的血管在同一平面上显示。

3 SCTV的临床应用

3.1 脑静脉的解剖及临床意义 脑静脉系统分浅深两组，由脑静脉和硬膜窦共同组成。皮层静脉汇入硬膜窦的方向不一致，以及硬膜窦内纤维隔膜和蛛网膜颗粒的影响，导致静脉内出现血流紊乱现象，易于形成血栓；静脉腔内无瓣膜，管壁薄，壁内无平滑肌且弹力纤维较少，若静脉受损，常因收缩性差而不易止血。为了避免损伤静脉，术前进行SCTV了解脑静脉情况对手术方案的制定及手术的实施有重要意义。颅内静脉系统不与动脉伴行，进行CT减影成像利于更好的显示静脉系统［8］。

3.2 脑静脉畸形(cerebral venous malformation,CVM) 又名脑发育性静脉异常（developmental venous anomaly,DVA），是尸检中最常见的脑血管畸形［9］，分为静脉瘤、GALEN静脉畸形和静脉曲张，DVA常合并其它血管畸形 。DVA的临床症状很多，如头痛、癫痫、感觉异常、运动障碍、三叉神经痛和椎体外系紊乱等。其潜在并发症主要有出血、静脉性脑梗死。正常髓静脉直径＜0.02 mm，血管造影不显影。DVA中髓静脉直径扩大10～100倍，在静脉期显影，其典型表现为许多细小扩张的髓静脉呈放射状汇入一根或多根粗大的引流静脉进入静脉窦，有时会向深部进入室管膜下深静脉系统，此征象被形象地称为“水母头”（caput medusae）征。减影后的SCTV图像可清晰显示DVA的组成及其三维影像，可任意角度旋转，能清楚显示引流静脉的走向，且可同时观察伴发的其它脑血管畸形及脑实质的情况。

3.3 脑静脉窦血栓（cerebral venous sinus thrombosis,CVST） 脑静脉血栓的临床表现多样，主要取决于病变的范围、部位和病情进展情况及静脉侧枝循环的程度，头痛者约占75%～95%。若血栓导致静脉闭塞可继发细胞毒性水肿、血管性水肿或颅内出血等脑实质病变，重者可发生细胞死亡。SCTV因成像快、图像质量高，实用范围广，特别适用于急诊情况，被认为是诊断脑静脉血栓的可靠方法，对血栓的显示优于常规TOF及PC法MRV［10］。

3.4 脑动静脉畸形（arteriovenous malformation, AVM） AVM很常见，由粗大的供血动脉、引流静脉及畸形血管团组成，其动脉壁薄，内膜增生，弹力层消失，引流静脉壁因纤维变或玻璃样变而增厚，管腔异常扩张。病灶内易出血、形成血栓和钙化，周围脑组织胶质增生，常伴不同程度脱髓鞘改变，邻近脑组织因盗血现象可局限性脑萎缩或软化。AVM的影像学表现为畸形的血管团及供血动脉和引流静脉，与大体病理较为一致。SCTV可清晰显示AVM的上述征象，为临床治疗方案的制定及术后随访提供可靠的依据，具有无创、实用及准确性，值得推广使用［11］。

3.5 在颅内肿瘤中的应用 SCTV不仅可以准确诊断脑静脉系统的相关疾病，对与脑静脉关系密切的肿瘤术前方案的制定也有指导性意义。SCTV不受颅骨的影响，可以进行多方位重建，任意角度旋转，直观、完整、清晰地显示肿瘤与静脉（窦）的关系，是确定病变部位、大小、形态、血供情况最有效的方法，对确定手术方式，评估手术风险至关重要。

3.6 乙状窦沟异常致搏动性耳鸣的诊断 耳鸣是一种常见的临床症状，发病率高达10%～15%。大多数耳鸣为血管性耳鸣，其中静脉性耳鸣的原因包括良性颅内高压、静脉狭窄、静脉憩室、异常的乳突导静脉等。梁熙虹等［12］认为当乙状窦沟骨壁骨质缺损，乙状窦疝入乳突蜂房内形成憩室后，血流通过时产生涡流而发生震动，并经骨传导或乳突蜂房将震动声音放大，产生搏动性耳鸣。正常乙状窦沟骨壁光滑连续，走行自然，将乙状窦与乳突蜂房分隔。当乙状窦沟骨壁缺损则表现为骨壁不连续，出现断裂，边缘略毛糙，乙状窦直接与乳突蜂房相邻。SCTV图像可清晰显示乙状窦的憩室，且可进行任意角度旋转。利用原始图像进行轴面和冠状面得骨窗重建图像可观察乙状窦沟缺失的骨壁。

4 SCTV技术与其它常见的脑静脉成像技术的比较

4.1 与DSA比较 DSA被认为是脑静脉系统疾病诊断的“金标准”。它在观察血管情况的同时可进行介入治疗 ［13］。颅内SCTV技术与DSA相比具有以下优点：（1）检查费用较低且为无创性检查，避免了DSA可能出现的血管损伤、破裂等并发症［14］。（2）扫描时间短，安全简单，尤其适合病情危重不宜行DSA检查的患者，为挽救生命节约了宝贵时间。（3）除获得脑静脉血管影像外，还能显示DSA无法观察到的脑静脉周围的颅骨及脑组织结构等，其在检出脑血管性病变的同时可观察脑组织的损伤，节约了检查费用。（4）能多方位、立体观察血管及其空间关系，可同时去除不必要血管的干扰，仅留感兴趣血管进行观察，而DSA只能在二维平面进行观察［14］。

4.2 与MRV比较 磁共振静脉成像（MRV）是无损伤性、无辐射的血管成像技术，常用方法有时间飞跃法（TOF）MRV、相位对比法（PC）MRV、CE-MRV及磁敏感加权成像（SWI)。同颅内SCTV技术相比较，MRV也存在不足，主要表现在：（1）检查时间及成像时间长，操作复杂，对危重患者不适宜，而CTV扫描时间短，患者易保持不动，更利于减少图像伪影，提高成像质量。（2）对体内有金属异物或有电子装置的患者检查受限，而CTV不受限制。（3）血管影像空间分辨力和血管精细程度低于CTV。（4）MRV受血流状态的影响很大，对血流慢的静脉窦和小静脉显示不确切，其信号的缺失有时并不意味血流停滞或血栓形成。（5）MRV对颅骨的显示差，而CTV能更好的显示病变血管与颅骨的关系，具有颅骨定位标记，直观、准确的辨认静脉，利于手术方案的制定。

4.3 与超声比较 超声亦可用于脑血管性疾病的检查，其对脑静脉的检查是近几年才开展的。超声检查技术敏感性低，有较大局限性。超声对比剂注射后应用经颅彩色多普勒可在脑静脉（窦）血栓的急性期显示出充盈缺损，然而单独应用超声不能够排除脑静脉（窦）血栓，需要结合其它影像检查。

4.4 SCTV与传统CTV比较 传统CTV最大的缺点为颅骨对邻近血管的干扰。去骨的好坏与成像质量呈正相关，传统CTV去骨方式主要有手动去骨和自动去骨,因其无需进行平扫，减少了患者受到的辐射剂量，但该技术容易受到血管内CT值的影响，必须选择恰当的造影剂的注射量、注射速度及扫描时间，才能使血管与骨骼的CT值相区别，且此种方法得到的血管不光滑，血管边缘容易出现锯齿状伪影，成像质量远不及SCTV会使诊断的正确率下降。而SCTV后处理重建时血管图像光滑，无锯齿状伪影，对小血管的显示、血管完整性的显示能力更好。SCTV与传统CTV相比具有准确、快捷及精密度高的优点。

5 问题与展望

总之，随着影像检查技术学的发展，特别是更多层螺旋CT在临床的应用，脑静脉CT减影成像技术将会更趋完善，从而更有利于脑静脉的成像研究。虽然SCTV在脑静脉系统成像上已渐显优势，但碘过敏仍作为禁忌证，同时减影技术对人体的辐射剂量大，限制了此项技术在临床中的广泛开展，因此，如何减少X线对人体的辐射仍值得今后进一步研究与改善。相信随着CT新技术、新方法的使用，这些问题将得到改善，使脑静脉CT减影技术成为一种简便、省时、诊断准确性高的方法，在临床获得广泛应用。

参 考 文 献

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第5篇：医学超声成像的基本原理范文

关键词：激光无损检测 超声无损检测 射线无损检测

在现代生产中针对不同对象选择何种无损检测方法已成为人们关注的问题,为解决好这个问题,就必须对无损检测方法及其特征有较全面的了解。所谓无损检测,是在不损伤材料和成品的条件下研究其内部和表面有无缺陷的手段。也就是说,它利用材料内部结构的异常或缺陷的存在所引起的对热、声、光、电、磁等反应的变化,评价结构异常和缺陷存在及其危害程度。下面简要介绍三种常用方法的应用和发展。

一、激光技术在无损检测领域的应用与发展

激光技术在无损检测领域的应用始于七十年代初期,由于激光本身所具有的独特性能,使其在无损检测领域的应用不断扩大,并逐渐形成了激光全息、激光超声等无损检测新技术,这些技术由于其在现代无损检测方面具有独特能力而无可争议地成为无损检测领域的新成员。

1.激光全息无损检测技术

激光全息术是激光技术在无损检测领域应用最早、用得最多的方法。激光全息无损检测约占激光全息术总应用的25%。其检测的基本原理是通过对被测物体加外加载荷,利用有缺陷部位的形变量与其它部位不同的特点,通过加载前后所形成的全息图像的叠加来反映材料、结构内部是否存在缺陷。

激光全息无损检测技术的发展方向主要有以下几方面。

(1)将全息图记录在非线性记录材料上,以实现干涉图像的实时显现。

(2)利用计算机图像处理技术获取干涉条纹的实时定量数据。

(3)采用新的干涉技术,如相移干涉技术。在原来的基础上进一步提高全息技术的分辨率和准确性。

2.激光超声无损检测技术

激光超声技术是七十年代中期发展起来的无损检测新技术。它利用Q开关脉冲激光器发出的激光束照射被测物体,激发出超声波,采用干涉仪显示该超声波的干涉条纹。与其他超声无损检测方法相比,激光超声检测的主要优越性如下。

(1)能实现一定距离之外的非接触检测,不存在耦合与匹配问题。

(2)利用超短激光脉冲可以得到超短声脉冲和高时间分辨率,可以在宽带范围内提取信息,实现宽带检测。

(3)易于聚焦,实现快速扫描和成像。

3.激光无损检测的发展

激光超声检测成本高,安全性较差,目前仍处于发展阶段。但在无损检测领域,激光超声检测在以下几方面的应用前景引起了人们的关注:(1)可用于高温条件下的检测.如热钢材的在线检测;(2)适用于某些不宜接近的样品,如放射性样品的检测;(3)激光束可入射到任何部位,可用于检测形状奇异的样品;(4)可用于超薄超细的样品及表面或亚表面层的检测。国外近几年已有将激光超声检测用机复合材料的检测、热态钢的在线检测的报道,在化学气相沉积、物理气相沉积、等离子体溅射等高温镀膜工艺过程中膜层厚度的实时检测方面也进行了研究。

二、超声检测技术在无损检测中的应用与发展

超声无损检测技术(UT)是五大常规检测技术之一,与其它常规无损检测技术相比,它具有被测对象范围广。检测深度大;缺陷定位准确,检测灵敏度高;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。

1.超声检测技术的应用

(1)目前大量应用于金属材料和构件质量在线监控和产品的在投检查。如钢板、管道、焊鞋、堆焊层、复合层、压力容器及高压管道、路轨和机车车辆零部件、棱元件及集成电路引线的检测等。

(2)各种新材料的检测。如有机基复合材料、金属基复合材料、结构陶瓷材料、陶瓷基复合材料等,超声检测技术已成为复合材料的支柱。

(3)非金属的检测。如混凝土、岩石、桩基和路面等质量检验,包括对其内部缺陷、内应力、强度的检测应用也逐渐增多。

(4)大型结构、压力容器和复杂设备的检测。由于超声成像直观易懂,检测精度较高。因此,近几年我国集超声成像技术及超声信号处理技术等多学科前沿成果于一体的超声机器人检测系统已研制成功,为复杂形状构件的自动扫描超声成像检测提供了有效手段。

(5)核电工业的超声检测。

(6)其它方面的超声检测。如医学诊断广泛应用超声检测技术;目前人们正试图将超声检测技术用于开辟其它新领域和行业,如人们正努力将超声检测技术用于血压控制系统进行系统作非接触检测、辨识。性能分析和故障诊断等。

2.超声检测技术的发展

在现代无损检测技术中,超声成像技术是一种令人瞩目的新技术。超声图像可以提供直观和大量的信息,直接反映物体的声学和力学性质,有着非常广阔的发展前景。现代超声成像技术都是计算机技术、信号采集技术和图象处理技术相结合的产物。数据采集技术、图象重建技术、自动化和智能化技术以及超声成像系统的性能价格比等发展直接影响超声检测图像化的进程。现代超声成像技术大多有自动化和智能化的特点,因而有许多优点,如检测的一致性好,可靠性、复现性高,存储的检测结果可随时调用,并可以对历次检测的结果自动比较,以对缺陷做动态检测等。

目前已经使用和正在开发的成像技术包括:超声B扫描成像,超声C扫描成像、超声D扫描成像,SAFT(合成孔径聚焦)成像,P扫描成像,超声全息成像,超声CT成像等技术。

三、射线技术在无损检测领域内的应用与发展

1.射线检测技术的应用

射线检测技术是利用射线(X射线、射线、中子射线等)穿过材料或工件时的强度衰减,检测其内部结构不连续性的技术。穿过材料或工件的射线由于强度不同在X射线胶片上的感光程度也不同,由此生成内部不连续的图像。

(1)早期使用在石油工业.分析钻井岩芯。

(2)在航空工业用于检验与评价复合材料和复合结构。评价某些复合件的制造过程。也用于一系列情况下样件的评价;这种检测与评价过程,大大简化了取样破坏分析过程。

(3)检测大型固体火箭发动机,这样的射线系统使用电子直线加速器X射线源,能量高迭25MeV,可检验直径达3m的大型同体火箭发动机。

(4)检验小型、复杂、精密的铸件和锻件,进行缺陷检验和尺寸测量。

(5)检查工程陶瓷和粉末冶金产品制造过程发生的材料或成分变化,特别是对高强度、形状复杂的产品。

(6)组件结构检查。

第6篇：医学超声成像的基本原理范文

[关键词] 超声检查；弹性成像；乳腺疾病；乳腺肿块

[中图分类号] R737.9 [文献标识码] A [文章编号] 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

乳腺实性肿块是乳腺疾病的临床体征之一，常见于乳腺癌、乳腺纤维腺瘤和乳腺增生等，病变性质不同，临床治疗方法存在较大差异。超声具有无创性、无放射和重复性好等特点，广泛应用于乳腺疾病检查中。常规超声主要通过观察乳腺肿块的边界、内部回声、后方衰减和微钙化等特征，判定乳腺肿块的性质，然而，乳腺肿块体积较小时（直径≤20 mm），其声像图特征不典型，定性诊断比较困难[1]。随着超声技术的发展，超声弹性成像逐渐成熟，临床应用越来越多，该技术主要通过组织的硬度差别来鉴别病变的性质，为乳腺实性小肿块的定性诊断寻找了一条新途径[2-3]。该研究回顾性分析该院于2014年1月―2016年1月收治的80例患者乳腺实性小肿块的超声弹性成像结果，探讨其对乳腺肿块性质诊断中的价值，现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

2014年1月―2016年1月，方便选取经手术病理证实的乳腺单发实性小肿块患者80例，年龄23～78岁，平均（43.35±12.17）岁；肿块直径5～20 mm，平均（12.23±1.17）mm。

1.2 仪器与方法

仪器：Hitachi EUB-8500彩色多普勒超声诊断仪，线阵探头，频率为7.5～13.0 MHz，配备有超声弹性成像技术软件功能。检查方法：患者取仰卧位，充分暴露，以为中心向外做放射状、叠瓦式扫查，发现肿块后，从多角度、多方向观察其大小、边界、形态、纵横比、内部及后方回声、钙化、病变周围组织回声特征以及双侧腋窝情况。然后观察肿块内部血流情况，记录动脉最高血流速度（PSV）和阻力指数（RI）。最后，将超声切换到弹性成像模式，选取感兴趣区（一般为病灶面积的2～3倍），检查者手持探头在病灶部位轻微振动，压力指数保持在3～4之间，持续3～4 s，用双幅实时显示功能，观察弹性图和灰阶图。图像分析：由2名具有资深工作经验的超声医生进行图像分析，分别进行诊断，结果存在分歧时由科室讨论达成一致结论。

1.3 超声弹性成像评分标准

1分：病灶整体或大部分显示为绿色；2分：病灶显示为中心呈蓝色，周边为绿色；3分：病灶范围内显示为绿色和蓝色所占比例相近；4分：病灶整体为蓝色或内部伴有少许绿色；5分：病灶及周边组织均显示为蓝色，内部伴有或不伴有绿色显示[4]。

1.4 病变性质评价标准

常规超声：①病灶纵横比≥1；②病灶内有微小钙化；③边缘毛刺征；④病灶周边有高回声厚晕；⑤后方回声衰减；⑥彩色多普勒血流信号达到或超过Ⅱ级并且RI>0.70或PSV>20 cm/s；只要符合以上征象的一项即视为恶性，否则为良性[5]。超声弹性成像：超声弹性成像评分4分和5分者视为恶性，1分、2分和3分者视为良性。

1.5 统计方法

数据应用SPSS 11.5统计学软件进行统计分析，准确率、敏感性及特异性计算以手术病理结果为诊断“金标准”，比较采用配对χ2检验；一致性分析采用Kappa检验（Kappa值为0～0.4说明一致性差、0.4～0.75说明一致性较理想、0.75～1说明一致性程度极好），P

2 结果

2.1 手术病理结果

80例患者术后病理结果显示恶性肿块31例（浸润性导管癌24例、导管原位癌7例），良性肿块49例（纤维腺瘤32例、纤维囊性乳腺病10例和乳腺增生7例）。

2.2 常规超声诊断乳腺小肿块结果

以病理结果为“金标准”，常规超声检查诊断乳腺小肿块性质的准确度为77.50%（62/80）、敏感度为77.42%（24/31）、特异度为77.55%（38/49），见表1。

2.3 超声弹性成像诊断乳腺小肿块结果

以病理结果为“金标准”， 超声弹性成像诊断乳腺小肿块性质的准确度为91.25%（73/80）、敏感度为90.32%（28/31）、特异度为91.84%（45/49）；超声弹性成像评分中1～3分、4～5分评分结果与病理结果一致性程度极好（Kappa=0.86、0.78），见表2。

2.4 两种方法诊断准确度、敏感度及特异度比较

超声弹性成像对乳腺小肿块性质诊断的准确度、敏感度和特异度明显高于常规超声，差异有统计学意义（P

3 讨论

乳腺癌的发病率逐渐上升且年轻化，严重威胁女性身心健康。乳腺肿块分为良性及恶性，但是疾病种类较多，病理类型复杂，超声声像图表现各异，但是部分不同病理类型的乳腺肿块声像图表现相似，加大了诊断难度。如传统超声根据乳腺肿块灰阶图像及血流信号等进行定性判断，但准确度、敏感度和特异度均不理想，如该研究表1显示，准确度为77.50%、敏感度为77.42%和特异度为77.55%。主要原因是乳腺小肿块早期生物学特征表现尚不明显，表现出多样性，尤其是恶性肿瘤常表现出良性病变的征象；病灶较少，常检不出明显的血流信号。超声弹性成像技术的基本原理是对不同弹性系数的组织施以外力时，将产生不同程度的形变，即弹性系数越大的组织形变越小，硬度越大，弹性系数越小的组织形变越大，硬度越小，并通过图像形式反映出被检测组织的软硬度[6-7]。不同乳腺疾病其弹性系数不同，如弹性系数依次为：浸润性导管癌>非浸润性导管癌>乳腺纤维化>乳腺组织>脂肪组织，为乳腺病变性质诊断提供新的途径[8]。如该研究表2显示，准确度为91.25%、敏感度为90.32%、特异度为91.84%。恶性乳腺小肿块多为毛刺状或锯齿状，向外浸润生长，沿乳腺导管扩展，并且可见病理性钙化，硬度较大。当恶性病灶内部出现液化或良性病灶出现钙化时，可以改变病变的弹性系数，给诊断造成困难[9]。如该研究中3例纤维腺瘤出现钙化，增加病灶硬度，造成假阳性；2例浸润性导管癌由于质地较软，弹性评分降低，出现假阴性。虽然超声弹性成像诊断乳腺小肿块与病理结果具有较好的一致性（Kappa=0.86、0.78），但是仍要结合常规超声，分析病灶边界、内部回声及血流情况，可以提高正确诊断率。诊断过程中还应注意以下问题：①当肿块内部有粗大钙化时，导致肿瘤硬度增加，可能造成假阳性；②肿块内出血、坏死，造成组织硬度降低；③肿块实际面积的大小也会影响弹性成像的判定结果；④评分结果与操作手法、诊断经验和不同检查仪器等因素关系密切。

综上所述，超声弹性成像通过评估乳腺小肿块的硬度来鉴别其良恶性，具有较高的准确度、灵敏度和特异度，对早期乳腺癌的诊断和筛查具有较高的临床应用价值，但临床诊断过程中结合常规超声，能为其良恶性鉴别诊断提供更多信息。

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第7篇：医学超声成像的基本原理范文

吉林省肿瘤医院超声科,吉林长春 130000

[摘要] 超声成像技术是当前医学检测的主要技术，具有安全、无创、实时性好等优点。以图形处理器为基础的超声成像方针平台将使得超声成像技术具有更加广阔的发展前景。本文从超声仿真成像的物理基础、平台设计方案以及图形处理器的渲染流程三个方面对此问题进行了研究。

[

关键词 ] 图形处理器；超声成像；仿真平台

[中图分类号] R445.1

[文献标识码] A

[文章编号] 1672-5654（2014）05（a）-0197-02

1医务人员要了解超声仿真成像的物理基础

1.1超声波传播特性

超声波传在播过程中，遇到反射面、障碍物等不同的物体都会发生不同的传播现象，影响超声波传播的轨迹。如果超声波遇到的发射面的面积在各个方向上的长度都远远大于仪器所发出的声波本身的波长，这时超声波便会发生反射，即向某一个统一的方向继续传播。人体内部的结构更加复杂，也更加细致，一些细微的组织结构其长度甚至仅与超声波仪器所发出的波长相当。因此仪器所发出的超声波在前进过程中如果遇到人体的细微组织时便会发生散射。散射是超声波仪器在对人体进行物理检测时最为普遍的物理现象，仪器甚至可以根据散射的情况来定位人体内部的结构组织。

医务人员要了解，由于人体内部的结构复杂，且处在不断的运动和变化之中，所以使用超声波仪器对人体内部进行检测时，超声波的实际散射轨迹也更加多样和模糊，因此在这样的超声波散射活动中建立精准的数学模型相对较难。通常人们通过目标强度、散射系数、散射衰减系数三种参数来表达超声波在人体传播时所形成的散射情况。

从实际的操作情况来看，超声波在体内传播的过程中难免会发生强度的衰减。这主要是由三种原因造成的。首先是由于超声波自身传播时其波阵面并不是沿着统一的大小向前传播而是不断放大的过程。波阵面的放大自然会导致波强的衰减。其次是由于超声波在人体内遇到不同的人体结构组织所造成的复杂的反射和散射。不规则的反射和散射使得超声波波强的衰减加剧。最后一点是人体内部组织结构的吸收。

1.2声束的物理特性

采用超声波进行人体检测时为了得到更加准确的检测效果需要讲超声波的大部分能量集中在一个规定的区域内，这部分在特定区域内集中的超声波称之为声束。在仪器的实际工作中，仪器设计者需要对光速的形状和宽度两个主要的物理特性进行测量和确定。超声波仪器所发出的超声波的形状尤其是在声束区域内的边界形状以及在距离传感器表面所形成的边界宽度对于仪器研究者而言都是十分重要的研究数据。超声成像设备的单个阵元一般采用声透镜聚焦，换能器线阵一般采用电子聚焦和声透镜聚焦 两种方式。在平行于线阵的方向上采用电子聚焦，在垂直于线阵的方向上采用声透镜聚焦。由于声透镜的声速大于人体组织中的声速，因此采用凹面透镜。

2医务人员应掌握超声成像仿真平台方案

超声成像方针平台是由超声波声束发射器发射出符合仪器检测标准的声束，经过人体的内部的反射最终形成能够在终端以图像形式显示的图形信号和数据。从整体的结构上来看，超声成像仿真平台通常可以分声场仿真模块、波束形成模块和信号处理模块。

声场仿真模块是整个系统的基础模块。整个仿真平台的基本原理是利用超声波所形成的光速在经过人体时所形成不同的反射信号，根据对反射信号进行分析能够的出人体内部组织结构的基本情况。若想实现超声波的集成波束首先需要有基础性的声场。通过对声场内声波的控制形成检测所需要的基础性声束。声场的产生必须符合相关专业的技术标准并且能够在人体所接受的范围之内，避免对人体造成伤害。由于患者病情和身体状况的差异，声场仿真模块必须能够根据实际的检测需求仿真出频率、强度和波长都不同的超声波，从而实现更加复杂的检测方法。

波束形成模块是对于声场仿真模块所形成的超声波进行集成，按照需要检测的相关标准和要求形成声束。波束是进行人体检测的重要载体，声波波束的形成同样需要符合相关的专业要求。只有在特定要求的条件下，超声波的波束才能够在人体中形成有效、可靠地反射，并且依据反射的波束形成有效的信号从而帮助医生对患者进行检查。如果超声波的波束信号不符合规范的标准，那样便无法在人体形成有效的反射，最终会导致形成模糊或者错误的图形信号，这无疑会严重影响到最后医生的诊断。因此波束形成模块在最终基于声场形成超声波的波束时，必须通过专门的检测，只有在检测时通过了对于波束形状和宽度的检测才能够确定为机器的正常运转，可以进行检测，否则应该给出警告提示，告知操作人员对仪器进行校对和调整。

信号处理模块包括信号的采集、处理和显示三个子模块。信号采集子模块是对于仪器发出的超声波束经过人体反射后形成的波束进行采集和基础校验。也就是信号采集模块需要对于采集到的数据的有效性、准确性和可靠性进行初步的校验。只有当校验通过后，信号采集子模块才会将信号传递给信号处理模块。信号处理模块是对信号进行量化处理，从而使得信号能够被信号显示模块所显示。信号处理模块首先需要对于信号采集模块传递过来的信号进行筛选，根据检测类型的不同而选择不同的信号筛选方式，这样可以使得最终的显示结果更加具有针对性。然后信号处理模块根据检测的相关需要，对信号进行不同类型和不同参数的量化，并将量化后的信号传递给信号显示模块。信号显示模块是要对信号进行最终的处理并显示到专门的终端显示器上。由于要求以图形的形式显示，因此信号显示模块需要对于信号进行转换和处理。经过转换和处理后的信号才能够被图形处理器所接受并最终显示到终端屏幕上。信号处理模块是集成计算机硬件处理、显示和软件筛选、计算的综合性模块，是统一的整体。其中不仅要求硬件具有较高的运算速度，同样要求软件具有高效、科学、合理、严谨的计算方法。

3进行图形处理器渲染

GPU 虽然可以被用于通用计算，但是其基本任务仍然是进行图形处理和渲染因此在其硬件结构上，对图形渲染和通用计算进行了一定的平衡。有许多功能模块是通用计算所使用的编程模型和图形渲染流程所共用的。下面本文将分析图形处理器的渲染流程。

在三维空间中，顶点是最重要的坐标点，也是最终要的视觉角度和观察点。在图像处理器中，处理器首选需要确定顶点的位置，通过确定顶点的位置才能够实现对于图像中其他内容的表现。显示生活中点、线和面是图形构成和图像表达的基本要素，图形渲染器重仍然是通过这三个基本要素来表达传递过来的相关信号和信息。

Transformation 和 Lighting。Transformation 是指坐标系的变换。通过传感器和传输介质传递到图形处理器进行渲染的信号时向量图形。这边是为了方便图形处理器进行坐标变换的渲染。顶点虽然是主要的视角和观察点，但在实际的操作中，观察者需要通过其他的角度进行观察从而能够得出更加全面的数据。因此对于坐标系的变换是图形处理器渲染的有一个主要内容。

View port Transformation（Clipping 和 Culling）。坐标的变换是视角转换的基础。通过坐标 变换能够实现在视角变幻时相应的向量发生变化。但要想真正的实现视角转换还需要进行更加细腻的处理。在视线坐标系中，其视野中的空间为三维梯形，因此需要将在此梯形体之外的顶点裁去。之后就可以将此梯形空间转换为一个立方体空间，也即是在屏幕中显示的空间。此时完成了所有的顶点操作。

顶点操作完成之后，图形处理器渲染的基本工作也就完成。接下来是需要根据视图的需要，在顶点之间建立连接线。连接线并不一定全部由直线构成，根据实际的信号情况，连接线可以是由曲线构成。连接线确定好之后相当于图形处理器渲染工作的线条构建基本完成。接下来图形处理器渲染需要对在线条之间围拢形成的平面或者曲面进行表达。点、线和面的表达是一个统一的整体，点用来确定图像的位置，线用来确定图像的结构，面用来确定彼此之间的立体关系。三者必须统一、和谐才能够将要表达的内容完整地表达出来。如果缺乏有效的协调，那线条很可能成为阻碍面表达关系的障碍，过多的点也可能使得线条之间的关系更加复杂。

如在实际应用中，要准确表达出患者身体内部的结构状况。如患者，女，55岁，因右下腹疼痛来院就诊，经图形处理器渲染发现，其甲状腺双侧叶体积增大，右侧叶前后径、左侧叶前后径以峡部前后径都不正常，通过图形处理器渲染，可测到高速湍流频谱、高速低阻抗和高阻抗的动脉频谱，因此，可得结论是单纯性甲状腺肿并峡部低回声结节。

[

参考文献]

[1] 龙祺，彭虎基于GPU的超声成像算法的仿真[J].生物医学工程研究，2010（2）：97-100.

[2] 任努努，陈多芳，陈雪利，等.光学分子影像仿真平台MOSE的设计与实现田捷计算机科学，2011（5）:268-271.

[3] 王强.浅谈医用超声诊断仪超声探头的分类和主要特性[J].计量与测试技术，2009（12）.

第8篇：医学超声成像的基本原理范文

更新教学内容，开设新兴学科和边缘学科是高等医学教育改革的重要内容之一。体现本学校的专业特色，开设新兴学科和边缘学科顺应高等医学教育改革的基本思路川。现将我教研室结合我学院影像医学专业特色开展断层解剖学的情况作一汇报。

1开设断层解剖学课程的必要性

1.1影像医学专业是泰山医学院的特色专业

我院放射学院于1994年在国内率先开设了医学影像学5年制本科，该专业的培养目标是培养具有医学影像诊断的能力和科学研究能力的高级专门人才。超声、CT和MRI等是该专业学生所接触的主要诊疗设备，而这些设备均是以断层的方式来诊治疾病，目前，CT、MRI等的分辨率越来越高，单靠系统解剖学和局部解剖学获取的解剖学知识，远远不能满足现代医学影像突飞猛进的发展，现代影像医师迫切需要断层解剖知识。结合我院实际，在医学影像专业开设“断层解剖学”势在必行。另外，放射学院是卫生部放射医师进修培训基地，已工作多年的放射医师，大多没有学过断层解剖学。作为基础回归课程，为进修班的放射医师开设断层解剖学，有其迫切性。再者，我院医学影像专业硕士研究生是我院教学的更高层次，为培养具有更高层次的现代医学影像高级专门人才，为研究生开设断层解剖学，有其必要性。

1.2临床医学教育开设本专业课程的必要性

随着CT、MRI的普及应用，CT、MRI将成为未来诊治疾病的重要手段。临床医学及其各个方向的毕业生在未来的医疗实践中必将大量接触CT、MRI等检查，熟悉断层解剖学知识有其必要性。

2开设断层解剖学己具备的条件

2.1教材

(1)《断层解剖学》刘树伟主编，1998，人民卫生出版社。该教材文字精练，线条图简明易懂，适合临床医学本科生和医学影像专业的专科生使用。(2)《断层解剖学》刘树伟主编，2004，高等教育出版社。本书系统介绍了人体的横、矢和冠状断层解剖，该教材适合研究生、放射医师进修班和成人教育专生本学生使用。

2.2师资

本教研室有断层影像解剖学博士研究生1名，另有从事断层解剖学研究并参加过“断层影像解剖学学习班”的教师3名，掌握了断层影像解剖学的基本知识和技能，可以胜任本学科的教学任务。还有从事影像诊断的兼职教授和副教授2名，讲解医学成像的基本理论和医疗设备的基本原理以及影像诊断的基础知识。

2.3实验室

本教研室现有成套的断层标本，购买和制作了彩色教学幻灯片，依据初步的教学经验并融人自己的科研成果自己制作了成套的断层解剖学多媒体教学课件。本院附属医院CT和MRI室为本实验室提供了大量正常CT、MRI和少量典型病例的教学片。另外，本院各教室配有完善的多媒体教学设备，为开展断层解剖学的多媒体教学提供了有力保证。

3断层解剖学教学的实施与体会

3.1研究生的断层解剖学

已为我院6届统招研究生和2届在职研究生开设了“断层解剖学”。总课时为64学时，理论课48学时，实验课为16学时。理论课系统讲解头部和横、矢和冠状断层解剖和CT、MRI。颈、胸、腹和盆部着重讲解横断层解剖和CT、MRI。脊柱区横、矢和冠状断层解剖及相应的CT、MRI。四肢重点讲解六大关节的断层解剖及相应的影像学表现。实验课看断层实物标本和正常及典型病例的CT、MRI图像。研究生的基础和识扎实并有一定的临床经验。突出:(l)全面和重点相结合，颅脑系统全面讲授，身体其它各部重点讲授横断层，让学生从中领悟到断层解剖学的精髓和内在规律，为将来临床疾病的诊治奠定坚实的断层解音学基础。(2)理论和实践密切结合，将断层标本与正常CT、MRI图像融合起来，把握其内在规律和结合点，并结合典型病例进行分析和讨论，注重培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力。

3.2成人医学影像专业专升本和专科生的断层解剖学

从2000年开始，已为届成人专升本和四届成人专科生开设了断层解剖学。这些学生多数在临床上工作了多年，有丰富的临床经验，多数还带着问题来上课。但多年不系统学习，系统解剖学和局部解剖学知识多已遗忘，多数没有接触过断层解剖学。针对上述情况，系统讲授10学时的颅脑连续横、矢和冠状断层解剖。其它部位针对学生普遍感兴趣的焦点开设30学时的专题讲座。讲座应用先复习相关的系解和局解内容，然后是断层标本和正常的CT、MRI图像，接下来结合典型病例回答同学的问题，最后25分钟进行课堂讨论。这些学生都有多年的工作经验，且多数从事影像诊治方面的工作，因颅脑角剖结构复杂，又在临床工作中经常接触，该部分内容系统讲授有其必要性。其它部位以问题为中心开设专题讲座，形式多样，同学积极参与，互动性好，因而收到满意的教学效果。

3.3断层解剖学选修课

全院范围内开设30学时的本专业选修课程，主要对象为修完系统解剖学的放射学院专科生及修完系统解剖学和局部解剖学的临床医学专业的本科生。从2001年开始，已连续开设了4期选修课。有本教研室老师和兼职教师分别讲授断层解剖的基本知识以及影像设备成像的基本原理和影像诊断的基本知识，然后开设6个专题讲座，分别围绕脑沟、回的定位，脑血管的应用和断层解剖，蝶鞍区的薄层断层解剖和常见疾病的诊断，肺段的划分和肺内病变的定位诊断，肝段的划分和肝内病变的定位诊断，前列腺的分区和MRI诊断。考查采用写短篇综述的形式。注重基础知识传授的同时，又要让学生开阔视野，另外还要提高学生对断层解剖的学习兴趣。有兼职影像诊断教师精选典型病例，用断层解剖的基本知识去分析解决临床疾病的诊断，收到很好的教学效果。考查采用写短篇综述可充分调动同学的创新能力，学会用所学基础知识去解决临床实际问题。

3.4继续教育培训班开设断层解剖学

作为基础回归课程已为2届放射医师进修班和3届颅脑脊柱临床应用学习班，以专题讲座的形式开设了10-15学时的断层解剖学。重点讲授颅脑的横、矢和冠状连续断层解剖。以专题形式重点讲授临床影像诊断经常使用的断层解剖的基本内容，为影像诊断及外科诊治提供坚实的断层解剖学基础[2]。

现代教学手段为本专业课程的开设提供了有利条件，断层解剖学的教学特点是使用大量的连续断面来说明人体各部各主要器官在连续断层内的变化规律，层面多、连续性强且信息量大，彩色幻灯片和计算机辅助多媒体教学系统恰恰有这方面的优势。另外，网络的普及可使学生利用网络终端在实验室或在家里就可学习和游览断层解剖学内容，不受时间和地点的限制并且可根据当时所学临床课程的内容随时随地进行浏览和复习川。相信随着电子计算机及网络的日益普及，将为断层解剖学的开设提供更多的条件。

参考文献

1 刘伟树.论人体断层解剖学课程设置问题.中国高等医学教育，1996，(1):18-19.

第9篇：医学超声成像的基本原理范文

【关键词】 MSCTU 泌尿系统 先天畸形上

泌尿系统的胚胎发育过程较为复杂，任何阶段发生失常均会导致先天畸形，该疾病在临床上常见，以往影像学检查主要依靠超声及静脉肾盂造影（intravenous pyelography，IVP），对病变的显示及功能评价存在较大的限度，随着螺旋CT技术的成熟和三维重建功能软件的完善，多层螺旋CT尿路造影（multi-slice CT urography，MSCTU）在诊断泌尿系统疾病上得到了广泛的应用。本次研究研究34例确诊为泌尿系统先天畸形患者的16层螺旋CT检查资料，以探讨MSCTU对泌尿系统先天畸形方面的诊断及应用价值。现报道如下。

1　资料和方法

1.1　一般资料　选择2006年3月至2008年8月间宁波市第一医院经MSCTU明确诊断的泌尿系统先天畸形患者34例，其中男性19例，女性15例，年龄16～73岁，平均（45.63±25.58）岁。9例仅行B超检查，5例仅行IVP检查，15例行2种以上检查。以上患者均无对比剂使用禁忌证。

1.2　方法　CT检查采用SIEMENS Sensation 16层螺旋CT。采取全腹部容积扫描程序，120 KV，250 mA，采集层厚5mm，重建层厚0.75 mm，重建间距0.75 mm。全部病例扫描范围均从膈顶至耻骨联合，使用高压注射器团注非离子型对比剂欧乃派克300 gI/L，用量1.50 ml/kg，经肘正中静脉穿刺团注。先行动脉期扫描，延时75s行双肾区肾实质期扫描，根据肾实质期肾实质强化程度及肾盂积水程度来决定延时扫描时间。

对全腹部容积扫描所得原始图像进行重建后传到独立工作站进行后期处理，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）和容积重建（volume render，VR），并可用表面遮盖技术（shadedsurfacediplay，SSD）辅助观察。

2　结果

34例泌尿系统先天畸形患者中，CT及MSCTU共显示：双肾盂双输尿管畸形8例，其中2例合并积水（见封二图1），马蹄肾5例；肾盂输尿管交界处狭窄2例，其中1例为迷走动脉压迫（见图1），下腔静脉后方输尿管5例（见封二图2），异位肾2例（一例肾脏位于盆腔（见封二图3），膀胱憩室4例，输尿管囊肿2例，巨输尿管2例，肾盏憩室、输尿管瓣膜症、肾盂旋转不良及孤立肾各1例。

另MSCTU显示：输尿管无积水42侧，轻度积水16侧，中重度积水10侧，输尿管显示率79.41%（54/68），显影输尿管内对比剂平均CT值为460Hu，明显高于周围软组织。无积水者延时扫描时间10～30min，本次研究病例平均（18.12±9.10）min，有积水者延时30min～2h不等。

3　讨论

MSCTU是一种新的无创伤性检查技术，基本原理与IVP相同，但CT的密度分辨比X线高得多，多层螺旋CT更是具有快速采集、单次扫描覆盖范围大、微体素成像、亚秒扫描及强大后处理功能建出高质量的尿路立体图像等优点[1]。传统IVP检查对患者腹部实施加压，国外学者将此方法应用于MSCTU [2]，而本次研究认为，不加压同样可以清晰显示肾盂、输尿管，完全达到诊断要求，而且缩短扫描时间。

转贴于

为了提高病变检出率，所有患者先进行全腹、动脉期及静脉期对双肾区进行扫描，延时期再进行全腹扫描。对于图像后处理，本次研究的经验是首先仔细分析轴位图像，然后在重建的过程中有目的的重点对轴位上有怀疑的部位进行MPR、MIP及VR等多种后处理技术，以免遗漏微小病灶。肾积水患者的两侧输尿管显影往往不同步，延时扫描应以患侧输尿管显影为标准，不必追求双侧输尿管同时显影。怀疑下腔静脉后方输尿管时，应等到延时扫描定位像显示输尿管内对比剂充盈良好时，再注射对比剂20～30ml，延时90s扫描，有助于下腔静脉显影，从而更准确、清晰地显示输尿管与下腔静脉的位置与长度。

CT扫描辐射剂量较大，一次普通CT扫描的X线剂量相当于拍300张胸片 [3]。对延时期扫描时间的准确把握可以减少不必要的重复扫描，本次研究通过观察肾实质期强化情况及肾盂积水与否对肾功能进行初步评价[4]，从而达到降低患者X线辐射剂量的目的。对肾实质强化正常及肾盂无积水者，需延时10～30min，本次研究病例平均（18.12±9.10）min；肾盂积水患者，需延时时间更长，可嘱患者下地缓走，本次研究最长延时2h。定位像患侧输尿管显影满意就可进行延时期扫描。

泌尿系统先天畸形疾病既往主要依靠超声或IVP，但对病变的检出率偏低。MSCTU在诊断泌尿系统疾病上的应用使泌尿系统先天畸形的检出率得以提高而MSCTU能明确显示上位肾与下位肾之间的解剖关系。本次研究中8例双肾盂双输尿管畸形，4例无并发其它畸形、肾功能良好者，超声及IVP均能作出诊断，而当合并其它畸形或上位肾中重度积水时，B超及IVP易误诊[5]，本次研究1例左侧肾盂输尿管交界处狭窄，超声诊断考虑为炎性狭窄，MSCTU显示左侧一异常走行动脉压迫输尿管上段，手术证实为迷走动脉压迫；下腔静脉后方输尿管分为两型，两者临床治疗方案不同， MSCTU对本病分型及临床治疗提供了重要依据。

MSCTU在诊断泌尿系统先天畸形疾病上有其独特的优势，不仅可以全面地显示泌尿系统先天畸形的解剖结构，还可以准确显示复杂畸形及同时合并有结石、肿瘤、炎症等病变。本次研究不足之处在于样本含量偏低，图象后处理方面还待改进及对泌尿系统变异方面还有待进一步研究提高。

【参考文献】

1 陶然， 赵跃华， 刘金， 等. 螺旋CT多层面和多维重建在泌尿系疾病诊断中的应用[J]. 中华泌尿外科杂志，2007，28（6）：382-384.

2 Chow LC， Sommer FG， Multidetector C T urography with abdo- minal compression And three-dimensional reconstruction[J]. AJR， 2001， 177（10）: 849-855

3 孟悛非， 范淼. 重视CT检查中的辐射剂量[J]. 中华放射学杂志， 2008， 42（10）：1015-1017.