医学超声成像的基本原理
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医学超声成像的基本原理范文第1篇
关键词： 高职 医学 影像物理学 教学探讨
近十几年来，大型医学影像设备的迅速发展，极大地提高了诊断治疗水平。随着社会对医学影像专业人才的需要愈加迫切，国内众多本科医学院校都设置了医学影像专业。而随着我国社区医疗的发展，填报高等职业技术学院医学影像专业的学生人数不断增加。以湖北职业技术学院为例，影像专业学生录取人数由每年一个班提高到两至三个班。不论各院校侧重培养高学历医学影像临床诊断专业人才，还是侧重培养高学历医学影像工程技术人才，在专业课程设置过程中，都强调了开设医学影像物理学基础（以下简称影像物理学）这门课程的重要性和必要性。有些本科院校还在临床医学专业开始开设影像物理学为选修课程，目的就是让临床医师具备医学影像的基础理论知识，为将来后续专业课程――医学影像诊断学或医学影像学的开设提供必要的理论基础。
1.高职医学院校影像专业课程设置现状
以湖北职业技术学院为例，高职医学院校影像专业现在招收高中文科和理科学生及中职生。在课程开设上，只在大学一年级开设医学电子学基础这一门理工科课程，相关高等数学知识缺乏，学生的数理基础比较薄弱。医学影像物理学基础是一门交叉学科，又是一门非常重要的专业基础课。教学目的是让学生掌握医学成像理论的物理学基本原理、规律；了解医学成像的物理理论知识；为深刻理解成像过程，评价图像，以及读识图像、挖掘图像蕴藏的生物信息奠定基础。这就需要一定的高等数学、核物理学、量子物理、超声波物理等许多知识来做铺垫。当然更多需要成像技术的相关基础知识。面对这些必要的知识，影像专业高职生在有限的时间、有限的学时里是完成不了的，这是事实。其实，影像物理学是伴随影像专业的建立而诞生的一门新课程，在国内存在尚不足十年。因此，从教材到教学，各校都处于摸索前进的阶段。如何让高职生在无基础的前提下有效学习该门课程，我将自己在几年教学过程中的教学体会写出来，与大家共同探讨。
2.提高教师的专业素质，必须树立专业思想
由于缺乏相关师资力量，目前各院校影像物理学的教学任务大都由物理学教研室的教师承担。但是，物理学和影像物理学两门课程的专业性质差别很大，前者为理科基础课，后者为专业基础课。从事影像物理学教学的教师必须具备一定的医学专业知识，具备较高的专业素质，教学必须树立专业思想，才能将物理学知识和影像学知识有机结合起来，增强学生的学习兴趣，提高该课程的教学质量。因此，授课教师应加强自身专业素质，利用临床进修的机会学习影像知识和实际技术，尽力做好教学工作。
3.教学过程中必须恰当把握知识的深度
影像物理学是先期开设影像专业院校的教学工作者在教学过程中逐步完善而建立的。它是将高等数学知识、物理学知识、成像理论，计算机技术等知识应用于超声成像技术、X-CT成像技术、同位素成像技术、磁共振成像技术中的一门交叉学科。知识的起点很高，学生学习起来有一定的难度，在教学过程中应恰当把握教材知识的深度，讲解需深入浅出，通俗易懂。比如超声场的描述部分，涉及较多的高等数学知识，在教学过程中应注意引导学生注重理解场的分布性质、描述场的量的物理意义，等等，尽量避免学生由于数学知识少而降低对该课程的理解和学习兴趣。磁共振部分，学生需要具备一定的原子核物理、量子力学知识才能准确理解核自旋的能级、跃迁等概念和现象。在教学中应注意搜集一些资料，尽量用较通俗的、经典的、宏观假说进行解释，增强学生对微观世界的感性认识。
4.注意把握影像物理学原理与成像技术、影像设备学有关知识的权重关系
X-CT成像、超声成像、同位素成像、磁共振成像每一部分都有两项主要内容：物理基本原理和成像基本原理。在教学过程中应把主要精力放在讲解物理学基本原理上，这是毫无疑问的，这也是物理专业毕业的教师最容易做到的，但学生的学习兴趣往往集中在成像原理上，对涉及的成像技术、成像设备等知识更表现出浓厚兴趣。虽然成像技术和成像设备在后期专业课程的实践教学中会详细讲解，在这里我们对这部分做简要的介绍，以收到良好的教学效果。这些年来，我校历届学生都表现出对影像物理的极大学习兴趣。这与我们的教学方法有一定的关系。
5.注意提高学生对知识的感性认识
影像物理学各部分知识都是比较抽象的，学生普遍觉得难懂难学。因此，通过各种手段提高学生对知识的感性认识，能对学生的学习起到事半功倍的帮助作用。在教学过程中，我们将陀螺进动实验给学生做演示，讲解原子核中核子的自旋与自旋磁矩的相关知识；借助于声波的传播与反射知识对超声测量实验进行详细讲解；分配一定的学时带领学生到附属医院相关科室参观学习。邀请超声，CT临床诊断教师和技术教师给学生当场讲解仪器的原理、操作方法，以及诊断等，使学生对课堂上学到的知识有一个感性认识，加深理解，收到了很好的效果。
6.实现教材的多层次、立体化
由于该课程属于应用型的知识，学起来难度更大，我们进行了教材的多层次、立体化尝试。课程是教材的基础，教材是课程的载体，教材中要融入现代化的教学技术，实现多样化、配套和协调化。我们的做法是：文字教材与现代多媒体手段紧密结合。
教材体系包括：（1）传统的纸质教材《医学影像物理学》（人民卫生出版社出版）；（2）教师授课用的独创的电子教案，其中配以大量的自制和临床实拍图片和自己研发的动画，并提出学生思考的问题；（3）辅助学生自学和研究的学习软件，如《CT与磁共振成像原理》CAI课件（人民卫生电子音像出版社公开出版发行，被列入“十一五”国家重点电子出版物）；（4）网页形式课件2部。初步形成了多形态、多用途、多层次的教学资源和多种以教学服务为目的的结构性配套教学出版物的集合。
总之，影像物理学是一门新课，只有不断摸索，不断总结经验，逐步改进教学方法和手段，才能增强教学效果。通过几年来的努力，一方面学生看到了现在所学的就是将来所用的，提高了学习基础课的兴趣，另一方面学生培养了学习能力，同时对后续课程“医学影像诊断学”的学习奠定了基础。
参考文献：
［1］侯淑莲，李石玉，马新超等.关于医药学院校物理课程的思考［J］.大学物理，2005，24，（5）：53-56.
［2］包尚联，唐孝威.医学物理研究进展［J］.自然科学进展，2006，16，（1）：7-13.
医学超声成像的基本原理范文第2篇
1 课程目标与工作岗位要求脱节
医学影像成像原理的课程目标是使学生掌握医学影像设备的成像原理、基本概念及结构组成，而通过问卷调研及专家访谈，对比分析医学影像成像原理课程目标和医院放射科工作岗位职责及要求，发现传统课程的目标与放射技术人员的岗位要求不符，与全国卫生职业资格要求存在一定偏差；部分课程内容陈旧，与各级、各类医院的诊疗工作实际情况不符。医院对放射科工作人员的要求是能够正确按照成像流程完成患者的检查操作，并进行图像质量评价及处理。然而，在课程目标的教学效果评价方面，理论考核仅仅从知识的学习方面反映学生的培养情况，在评价内容和形式上与放射技师职业资格考试脱节。
2 课程内容与课程特点不符
医学影像成像原理课程内容除基本的医学图像概念以外，更多以设备成像流程、图像处理流程、图像质量评价流程等形式进行体现，在知识体系上过程性知识比重较大。课程的传统教学内容以陈述性知识为框架，按照成像设备的类型分类对基本概念、成像方法、分类特点、影响因素及评价指标进行理论知识的阐述，知识结构缺乏与实际工作的连贯性，凸显课程内容与课程特点不符。随着医学影像设备在科学技术和智能化方向的不断革新，仪器的功能和操作流程发生了明显的变化，因此课程的知识体系更应以过程性知识架构进行改革和完善。
3 教学模式与专业核心课程衔接不足
医学技术系的专业核心课程《医学影像技术》、《医学影像诊断》、《医学影像信息技术》和《医学影像设备》按照工作过程导向理念进行了课程改革，以岗位工作为任务模版，开发实训项目，开展理论实践一体的教学模式。然而，作为以上专业核心课程的基础课程，《医学影像成像原理》的教学模式以理论讲授为主，陈述性知识框架、实验观摩的能力培养模式与工作导向模式差别较大，所学课程与专业核心课程的应用不能很好地衔接，并不能较好地满足专业核心课程的基础需要。
医学超声成像的基本原理范文第3篇
[关键词] 三维超声；诊断；进展
[中图分类号] R445.1 [文献标识码] A [文章编号] 1673-9701（2012）19-0026-03
超声医学已经在疾病预防、诊断、治疗和普查中得到了广泛应用，随着人们健康需求的提高，其应用广度和深度都在不断扩大。传统的二维超声成像系统所提供的是人体某一部位的众多断面的二维图像，具有一定的局限性[1]。随着计算机、信息技术、电子技术、新型压电材料等高新科学技术的迅猛发展及临床医疗需求不断增加，三维超声成像等医学超声成像新技术便应运而生。三维超声成像的优势在于具有空间关系明确、直观、立体感强的特点，此外尚能显示二维超声无法看到的病变的整体形态，提供了比二维超声更丰富的诊断信息[2]，弥补了二维超声检查的不足，提高了诊断的准确率。
1 三维超声成像概念、发展历程与成像原理、成像过程
三维超声成像[3]即通称的立体图像，二维成像是二度空间成像，三维是三度空间成像，可见真实再现人体解剖结构。三维超声成像经历了从静态三维—动态三维—实时三维的发展历程。三维超声成像系统的基本原理是将连续采集到的动态二维切面图像经过计算机的一系列处理，并按照一定顺序排列重新组成组织器官的三维图像。三维成像过程主要包括：原始图像的采集与处理；三维图像的重建与显示；三维图像的分割与理解；图像三维的显示。原始图像的采集是三维成像的第一步，也是最关键的一步。
2 三维超声成像技术的种类与显示方法
三维超声成像（3D）本质上只有两大类[4]，即三维重建成像与实时三维成像。三维重建是静态成像，也可以三维重建成像后，以高帧频回放，显示为动态三维图像。实时三维成像是直接的三维成像，是超声技术领域的新突破。实时三维成像不需要通过电脑软件实现三维重建，是三维成像技术的方向。三维超声成像的显示方法分为：①表层显示方法：只显示器官的外壳（外形、表面轮廓），不能显示其内部结构的复杂层次；②容积显示方法：与表层显示方法不同，可显示被检测器官的内部结构，此法比表层显示方法更为实用。有的学者把三维超声成像显示方式分为表面成像、透明成像、结构成像[5]。理想的表面成像所呈现的视野被称为“外科视野”，不仅可以显示胎儿心脏的大体结构，也可以显示卵圆孔瓣等较精细的结构[6]。
3 三维超声成像的操作程序
首先是进行常规的二维超声断面图像采集，以心脏超声三维成像为例，探头固定在胸壁后，以固定处为轴心，用手动或机械驱动，探头顺时针向旋转180°，每2°～5°获取一帧图像，二维断面图采集传输至专用的三维成像仪，把所采集的二维断面图进行三维图像重建。采集的二维断面图帧频数越多，三维重建图像的质量就越好。实时三维成像只需把探头置于检查区即可自动成像。
4 三维超声成像在心脏疾病诊断中的应用
①了解心脏各结构的形态、轮廓、位置、解剖径线大小、立体方位、走向、活动状态以及各结构的连接关系等。②检查瓣膜病变性质，尤其是对瓣膜穿孔、瓣膜裂、瓣膜脱垂、腱索断裂、瓣膜口狭窄及关闭不全的瓣膜及瓣膜口的解剖学细节等，三维超声的观察更清晰、详细、准确。③检查间隔缺损，可以准确显示房间隔和室间隔缺损的形状、轮廓、位置、大小及根据其位置判断其解剖分型。④检查心腔内肿瘤、心耳血栓，观察这些肿物的形状、轮廓、位置、大小、体积、活动情况等。研究显示，三维超声检查无论在肿块大小、位置和起因方面较二维超声检查更精确[7]。⑤检查室壁活动，对节段性室壁活动异常可以更准确定性和定位。⑥心功能测量，可以测量心室容积，计算每搏量、心输出量、射血分数、室壁后径等，因是立体图像的测量，比二维图像的准确性更高。三维超声成像技术可从心尖观察整个右室，直接计算右心室容量及搏出量，因此被认为是测量右室容积、评价右室功能的理想方法[8]。⑦模拟外科手术的手术方式，在三维图像上演示手术应如何进行。
由于动态三维超声心动图能显示心血管结构的立体解剖信息及其在不同心动时相中的活动状况，能剖切出常规二维超声受声窗限制所无法扫描出的切面，能显示出各结构与病变的毗邻位置与空间关系，对于病变的定性与定量诊断具有重要价值[6]，故可对心脏各结构在生理和病理状态下的形态改变作出客观、细致、全面的评估。三维经食道超声心动图是目前为止最先进的心脏超声检查技术[9]，在许多情况下能弥补经胸超声的不足，提供更多更确切的诊断依据。
5 三维超声成像在胎儿体表畸形和先天性心脏病诊断及妇科疾病诊断中的应用
医学超声成像的基本原理范文第4篇
关键词：超声弹性成像 乳腺病变 良恶性 鉴别
随着近年来临床超声弹性成像技术的不断应用和发展，其已经成为一种新型的超声诊断技术，在乳腺肿瘤成像的相关研究过程中，该疾病的应用价值得到了充分的体现[1]。初步研究结果已经表明，超声弹性成像技术在乳腺疾病的良恶性病灶鉴别方面，具有非常理想的临床应用前景[2]。本次对应用超声弹性成像技术对乳腺病变患者病灶的良恶性实施鉴别的临床价值进行研究。现汇报如下。
1 资料和方法
1.1 一般资料
选择2012年12月-2014年12月在我院就诊的经术后病理学确诊为乳腺病变的患者86例，其中包括良性病变患者52例，恶性病变患者34例；均为女性患者；已婚患者63例，未婚患者23例；已产患者55例，未产患者31例；患者年龄22-81岁，平均年龄（53.7±1.4）岁；乳腺疾病患病时间1-23个月，平均患病时间（7.3±0.5）个月。上述自然指标研究对象之间比较无显著差异（P>0.05），可以进行比较分析。
1.2 方法
患者入院后采用我院Hitachi HI VISION Preirus彩色多普勒超声诊断仪进行全面的扫描检查，探头的工作频率水平控制在10MHz左右。采用常规超声对乳腺肿块存在的具置、实际数量和大小、内部回声和血流情况进行观测，并认真分析检查的频谱特征，对各参数值水平进行测量。再切换到相应的弹性成像工作模式，取样框的范围应该适当的大于病灶的实际范围，同时对二维与弹性图进行观察，对病灶区硬度与周围组织硬度进行仔细的对比，由经验丰富的医生在会诊之后做出诊断，定义为研究组[3]。在手术后进行病理学检查，定义为对照组。对比两组检查结果的符合率、病情漏诊和误诊情况。
1.3 诊断标准
本次研究的采用超声弹性成像5分评分法对患者的病情进行诊断，具体规定为：1分：病灶的整体已经出现明显的变形，以绿色或红色覆盖形式存在；2分：有部分病灶发生变形，且大部分病灶表现为绿色；3分：病灶的边缘位置发生扭曲变形，但病灶大部分呈现出蓝色，只有一小部分表现为绿色；4分：病灶整体没有发生明显的变形，仍然变现为蓝色覆盖状态；5分：病灶及其周边的组织均没有任何变形表现，蓝色覆盖的面积明显大于肿块的实际面积。1、2、3分可以诊断为良性肿瘤；4、5分则可以诊断为恶性肿瘤[4]。
1.4 观察指标
选择两组患者检查结果的符合率、病情漏诊和误诊情况进行对比研究。
1.5 数据处理方法
计量资料用（X±s）形式表示，实施t检验，计数资料实施X2检验。用SPSS18.0统计学软件处理数据，P
2 结果
研究组检查分别发现良性病变44例，恶性病变29例，检查结果与对照组的符合率分别为84.6%和85.3%；6例良性病变发生漏诊，2例良性病变发生误诊；4例恶性病变发生漏诊，1例恶性病变发生误诊。
3 讨论
乳腺癌疾病的临床发病率在近年来正在呈现逐步升高的发展趋势，给患者的家庭乃至全社会都会造成了巨大的身心和经济负担，因此对乳腺病变在出现的早期进行准确的鉴别与诊断，对于该疾病的及时治疗具有重要意义，可以使更多患者的转归更加理想，从而提高患者的生存和生活质量。目前，常规超声检查技术已经时临床普遍认可的一种对乳腺癌疾病进行筛查的手段，但在实际临床工作中，有些患者的病变会存在异病同影和同病异影等超声学异常表现，在疾病的诊断和鉴别过程中单纯的应用常规超声技术，出现误判和漏判的可能性较大。超声弹性成像技术作为近些年来临床上新兴的一种疾病诊断技术，目前液晶被认为是常规超声诊断技术的一种有益补充检查项目，由于人体的乳腺内不同组织的弹性系数水平之间存在着一定的差异，这可以为弹性成像技术对乳腺病变进行准确的的诊断提供可靠的依据，也是该技术应用的基本原理。通常情况下乳腺恶性肿瘤病灶由一些质地坚硬的组织组成，且会呈现出浸润性的生长表现，边界会呈现出星状或蟹足样表现，与附近的一些组织结构会发生一定程度的粘连，从而导致其弹性水平明显降低；而良性肿瘤病灶的表现则与其完全相反[5]。在临床诊断过程中发生误诊和漏诊的主要原因包括以下几个方面：（1）部分乳腺肿块病灶的软硬度可能并不会完全适用于目前临床上普遍所使用的5分法评分标准来对疾病的良恶性进行判断；（2）不同的组织的弹性系数在实际检查过程中很有可能出现重叠；（3）在诊断过程中应用弹性成像技术，对相关的乳腺病灶进行检查的时候，压力水平与压放频率的综合指标均存在着一定的误差，在实际操作过程中严格采用4-5可能效果会更佳理想；（4）操作者在操作过程中的取样框即其所感兴趣的区域范围面积相对过小，应该起码要达到病灶面积的2倍以上，才能够保证对乳腺病变病灶与周围组织的相对硬度水平进行客观的反应[6]。
参考文献：
[1] 曾婕，罗葆明，智慧，等.应用ROC曲线及Logistic回归模型评价改良超声弹性评分标准在乳腺肿瘤中的诊断价值[J].中国超声医学杂志，2012，24（8）：705-706.
[2] 冯霞，罗葆明，欧冰，等.超声弹性成像评分标准对乳腺良恶性病变诊断价值的探讨[J].中国临床医学影像杂志，2011，18（1）：44-46.
[3] 杨琳，马方，刘嫒嫒，等.超声弹性成像对乳腺实质性肿瘤定性诊断价值[J].同济大学学报（医学版），2013，29（5）：136-137.
[4] 智慧，罗葆明，欧冰，等.对乳腺弹性成像5分评分法的进一步探讨[J].中国超声医学杂志，2012，23（5）：349-350.
医学超声成像的基本原理范文第5篇
【关键词】 超声弹性成像；亚急性甲状腺炎
近年来实时超声弹性成像技术发展很快，可提供有关组织内部弹性特征的信息，但是大多都是针对良恶性占位性病变的图像特征进行的研究，本文回顾性分析69例亚急性甲状腺炎的实时超声弹性图像和病理结果，探讨SAT的实时超声弹性图像特征，寻找规律，总结如下。
1 资料与方法
1.1 研究对象 本研究对象选自2009年12月2011年10月在我院门诊检查SAT患者共42人，女性30例，男性12例，年龄23-66岁，平均47. 2岁，并全部经随访得到临床的确切诊断，其中38例患者根据典型临床症状、实验室检查及临床治疗后明确诊断，4例患者经手术及术后病理证实。
1.2 仪器与方法 采用仪器为HI VISION 900彩超仪，线阵探头，频率6-13 M H z。患者取仰卧位，检查时保持探头稳定，采用仪器预设置检查甲状腺的条件，先用灰阶超声检查病灶，常规行横、纵各切面，观察病灶大小、部位、形态、边界、内部回声，然后加用弹性成像，取样框(即感兴趣区ROI)大于病灶范围。手持探头在病灶部位作微小振动，以仪器显示屏上压力指标的数字显示在2-4为准,用双幅实时显示功能，同时比较观察二维图与弹性图，作出ROI区硬度与周围组织硬度的相对比较。弹性图中以彩色编码代表不同组织的弹性大小，绿色表示ROI内组织的平均硬度，红色表示较平均硬度更软，而蓝色表示比平均硬度更硬。
1.3 弹性图像病灶硬度分级 在超声仪器压力指标显示在2-4时观察各甲状腺弹性图像，根据病灶区显示的不同颜色(即不同相对硬度)，将弹性图像表现分为5级:0级，病灶区为囊性，基本不见实性成分，表现为三色相间（红蓝绿）; I级，病灶区呈均匀的绿色;Ⅱ级，病灶区以绿色为主散在蓝色(绿色区域面积>90%); Ⅲ级，病灶区呈杂乱的蓝绿相间或病灶区以蓝色为主(蓝色区域面积介于50% 90%);Ⅳ级，病灶区几乎为蓝色覆盖散在绿色(蓝色区域面积>90%)。
1.4 病灶面积的测量方法 利用仪器的双幅实时显示功能同时显示病灶的弹性图与灰阶超声图，用功能键分别测量弹性图和灰阶超声图显示的病灶面积大小。
2 结果
42例SAT患者共63个病灶，其中31个病灶位于甲状腺左侧叶，3个病灶位于甲状腺峡部，29个病灶位于甲状腺右侧叶。
63个SAT病灶的实时超声弹性图像中3个病灶评为Ⅱ级，43个病灶评为Ⅲ级，17个病灶评为Ⅳ级。
灰阶超声图显示的病灶面积大小范围为0.154.23 cm2，平均面积为(1.66±0.89) cm2。弹性图显示的病灶面积大小范围为0. 21-4. 42cm2，平均面积为(1.87士0.96 ) cm2; 灰阶超声图显示的病灶面积小于弹性图显示的病灶面积，差异有统计学意义(P
3 讨论
病灶的特性可以由病灶的硬度反映，不同疾病的不同发展阶段硬度不同。超声弹性成像技术是近年来发展起来的超声检测病灶硬度的方法，其最早由Ophir等[1]于1991年提出，超声弹性成像技术应用至今，对结节性疾病的良恶判断已得到人们的认可，而组织的硬度与其病理结构密切相关。基本原理为利用病变区域与周围正常组织间弹性系数的不同，从而产生应变大小的不同，以彩色编码显示，来判别病变组织的弹性大小，继而推断某些病变的良恶可能性。本研究利用其原理，根据SAT组织成分与正常甲状腺组织成分不同，弹性应变不同，从而呈现出不同的色彩。是否能根据SAT的弹性图像特征直接进行疾病诊断，是本次研究的重点。
SAT的超声弹性表现同时具有其相应的病理学基础。一般认为亚急性甲状腺炎与病毒感染有关，在SAT病变的早期：滤泡破坏，胶质减少或消失，受累滤泡有多形核白细胞和淋巴细胞浸润;继而出现肉芽组织和多核巨细胞。本文认为蓝色区域主要为大量巨噬细胞聚集处。而在病变后期：残留的滤泡萎缩、消失，滤泡的基底膜发生破裂，纤维组织增生，炎性细胞减少，纤维瘫痕形成于滤泡破坏处。
有研究[2]报道单纯性甲状腺肿等甲状腺良性病变的超声弹性分级多为0-Ⅱ级，甲状腺恶性病变的超声弹性分级多为Ⅲ-Ⅳ级。本研究参照任新平等的弹性图像病灶硬度分级方法对SAT病灶进行分析，结果显示尽管SAT为良性病变，但其病灶的弹性分级也达到了Ⅲ-Ⅵ级。因此运用弹性成像技术来判断甲状腺病变性质时，仍需结合病史、实验室检查、二维图像及彩超表现综合考虑，避免误诊，将弹性分级为Ⅲ-Ⅵ级的SAT病灶诊断为恶性病灶。
4 结论
SAT的超声弹性图像具有一定的特征性表现，同时随着病程的演变，组织成分及病理基础均发生变化，组织的应变力也随之变化，因此实时超声弹性成像对SAT的诊断及鉴别诊断能提供一定的信息，但不足以用以独立诊断SAT。
参考文献
