醫(yī)學超聲成像的基本原理范文

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醫(yī)學超聲成像的基本原理

篇1

關鍵詞: 《醫(yī)學超聲儀器》原理 生物醫(yī)學工程 教學內(nèi)容 教學方法

超聲在醫(yī)學上的應用始于20世紀20―30年代蘇聯(lián)科學家Sokolov的超聲熱療工作。經(jīng)過幾十年的發(fā)展,目前已形成了一門年輕并蓬勃發(fā)展著的交叉學科――醫(yī)學超聲學。該學科以研究超聲波在生物組織內(nèi)的傳播特性與規(guī)律、設計制造用于醫(yī)學診斷和治療的超聲設備為目的,涉及物理學、生物學、材料學、電子技術、圖像處理、計算機等多個領域,是生物醫(yī)學工程學科的重要分支之一[1]。而醫(yī)學超聲儀器則是醫(yī)學超聲學發(fā)展的載體及最終成果的體現(xiàn)。

溫州醫(yī)學院從2009年起對生物醫(yī)學工程專業(yè)醫(yī)學影像設備與技術方向的本科生開設《醫(yī)學超聲儀器原理》,旨在使分流到該方向的學生熟悉并掌握現(xiàn)代醫(yī)學超聲儀器的基本原理、結(jié)構(gòu)、技術方法和設計思路,具有初步的儀器設計理念及開發(fā)新一代產(chǎn)品的綜合能力,為學生踏上工作崗位奠定良好的理論與實踐基礎。

1.教學內(nèi)容的優(yōu)化設計

目前,國內(nèi)高校大多將醫(yī)學超聲作為《醫(yī)學電子儀器》或者《醫(yī)學影像物理學》的一部分進行授課。獨立開設醫(yī)學超聲儀器相關課程的僅西安交通大學、南方醫(yī)科大學、上海交通大學等少數(shù)幾個高校。此外,上述高校由于辦學優(yōu)勢不同,對學生的培養(yǎng)目標不同,對教學內(nèi)容的選擇沒有統(tǒng)一標準。而且,目前國內(nèi)醫(yī)學超聲儀器相關的本科生教材非常少見,且出版時間大多較早,內(nèi)容較為陳舊,對學科前沿知識介紹較少。因此,如何根據(jù)我校的實際情況,合理安排教學內(nèi)容,做到既難易適中又能體現(xiàn)學科前沿發(fā)展,就成了該課程開設初期碰到的一大難題。

1.1教材與課程教學內(nèi)容

我校生物醫(yī)學工程專業(yè)分流后,課程增多,課時減少。《醫(yī)學超聲儀器原理》按教學計劃,理論36學時,實驗3學時,課時非常有限。講授內(nèi)容需突出重點,去粗取精,點面結(jié)合。其次,生物醫(yī)學工程專業(yè)的主要目標是培養(yǎng)醫(yī)學儀器的操作人員、維護人員、銷售人員、設備管理人員和研發(fā)人員,授課過程中要既重基礎又結(jié)合實際。綜合各方面因素考慮,我們選擇西安交通大學萬明習教授主編的《生物醫(yī)學超聲學》作為教材。該書是目前國內(nèi)對醫(yī)學超聲學的基礎理論、關鍵技術及超聲新技術發(fā)展介紹最為全面的一本專著,但內(nèi)容較多且難,并不完全適用于3時的本科教學。因此,在教學過程中,我根據(jù)實際需要對其內(nèi)容進行了相應篩選調(diào)整,并結(jié)合具體超聲儀器實例進行授課,真正做到既重基礎又結(jié)合應用實際。

具體課程內(nèi)容歸結(jié)為如下8個章節(jié)[1]。(1)緒論:介紹醫(yī)學超聲儀器的分類,發(fā)展歷史、現(xiàn)狀及趨勢。(2)醫(yī)學超聲的物理基礎:介紹描述超聲波的重要物理參數(shù),超聲波的傳播特性、波動方程、多普勒效應,超聲波的生物特性及安全劑量。(3)醫(yī)用超聲換能器:介紹壓電效應及壓電材料特性,醫(yī)用超聲換能器的種類與結(jié)構(gòu)、聲場的形成與分布。(4)超聲成像基本原理及性能指標:介紹脈沖回波法成像原理,A、B、M型超聲診斷儀及其異同點,超聲信號形式及其特征,超聲診斷儀的基本結(jié)構(gòu)及主要指標。(5)超聲波束的發(fā)射、聚焦與控制:以B型超聲診斷儀為基礎,介紹多陣元超聲換能器的組合發(fā)射方式,超聲波束的聚焦、掃描方法及控制手段。(6)超聲波束的接收、預處理與DSC數(shù)字掃描變換器:介紹B型超聲診斷儀超聲回波信號的前置放大、接收多路轉(zhuǎn)換、可變孔徑技術、相位調(diào)整技術、增益控制與動態(tài)濾波、對數(shù)放大、檢波與勾邊技術,以及DSC數(shù)字掃描變換器。(7)超聲多普勒血流測量與成像:介紹多普勒血流測量的基本原理,所需提取的主要參數(shù),血流速度大小及方向的檢測方法,多種多普勒血流儀系統(tǒng)和各自距離選通的原理,彩色多普勒血流成像的基本方法和原理。(8)其他醫(yī)學超聲技術及發(fā)展:介紹超聲治療技術、超聲顯微技術、超聲CT,以及醫(yī)學超聲研究的新進展。

1.2實驗設置

由于條件限制,目前本課程僅設置3個學時實驗,目的是指導學生熟悉B型超聲診斷儀的操作。在教學實踐的第一學年,我們采取的是以學生為檢測對象,指導學生完成對頸部主動脈、肝、腎的縱向和橫向掃查,并對圖像進行分析,但是教學效果不很理想。原因有兩個:一是雖然學生有一些解剖學基礎,但是實驗中讓其獨立準確找到解剖學位置仍有一定難度;二是教學資源有限,男女生同組,實驗過程中進行腹部檢測時難免尷尬,學生積極性難以調(diào)動。因此在第二學年,我們借鑒了其他高校的經(jīng)驗[2],將檢測對象由人換成熟雞蛋,不僅可以形象地顯示超聲波在不同介質(zhì)中的傳播特性,而且很容易探測到熟雞蛋的蛋白與蛋黃的切面圖,避免了上述兩個問題的存在。同時還可引導學生向雞蛋內(nèi)注入色拉油等物質(zhì),模擬組織內(nèi)部發(fā)生病變的狀況,極大地提高了學生的學習興趣,教學效果鮮明、生動、直觀。

2.多種教學方法與手段的有機結(jié)合

多媒體為主、板書為輔的教學方式的運用。隨著計算機應用的普及,具有方便、快捷、高效特點的多媒體教學方式已成為高校教學的主要模式,并為高等教育改革帶來了新的契機。多媒體教學方式綜合利用了文字、圖片、動畫、視頻等資源,因此在講授一些抽象難懂的知識點時能更形象、直觀,在活躍學生思維、激發(fā)學生學習興趣上作用顯著[3]。但是也存在一定的弊端,比如信息量大、節(jié)奏快,學生難免跟不上進度,只能被動接受,缺乏必要的思考過程,容易疲勞甚至產(chǎn)生抵觸情緒。在多媒體教學的基礎上,輔以傳統(tǒng)的板書,則可以有效解決這些問題。特別是在講授知識重點難點的時候,學生可通過教師板書的間隙思考或者記筆記,加深對知識的理解。

針對教學內(nèi)容,靈活應用多種教學方法。例如,采用啟發(fā)式教學,在每一章節(jié)授課前先根據(jù)教學內(nèi)容針對性地設置幾個問題,讓學生帶著問題聽課,在課堂中尋求答案,變“填鴨式”的被動學習為主動學習。再例如,在第5―6章講授B型超聲診斷儀時采用案例教學法,引入阿洛卡SSD-256型的B超儀為例子,每當講授完基本原理后即以該機型為例引導學生對其相應部分的電路進行分析,提高學生理論聯(lián)系實際的能力。同時,為了培養(yǎng)學生的學習興趣,可利用介紹本學科的發(fā)展動態(tài),國內(nèi)外重大研究成果、新方法、新應用等內(nèi)容來激勵學生,讓他們充分認識到這門課程的實用性和重要性。

構(gòu)建網(wǎng)絡教學平臺,積極加強師生交流。將課程教學大綱、進度表、課件、課后練習、課程通知等教學資源及時在網(wǎng)頁,方便學生課后瀏覽下載;設置課后互動模塊,方便學生提問交流;設置超聲百科模塊,方便學生了解學科前沿發(fā)展動態(tài)。網(wǎng)絡教學平臺的使用,提高了教學的靈活性,增加了師生之間的互動,獲得了學生很高的評價。

3.存在的問題及解決思路

經(jīng)過兩個學年的教學實踐,我在《醫(yī)學超聲儀器原理》課程的教學中已積累了不少經(jīng)驗,也存在不足之處,其中最突出的是實驗教學內(nèi)容略顯單薄。針對這一問題,我已著手解決,將在原3個學時實驗的基礎上再設置相應的開放性實驗,如生物組織超聲參數(shù)的測量與估計、單陣元圓形超聲換能器輻射聲場分布特性測試與分析、彩色超聲多普勒血流儀的操作及數(shù)據(jù)分析等[4]。所設計的實驗項目將與課程教學內(nèi)容密切結(jié)合,進一步有效地增強教學效果。

4.結(jié)語

醫(yī)學超聲儀器原理涉及多個學科,內(nèi)容較為抽象,且課時量有限,因此教學難度較大。我在教學過程中根據(jù)本專業(yè)的實際需求,以著重培養(yǎng)學生的實踐能力和創(chuàng)新意識為目標,結(jié)合教學體會和學生的反饋信息,從教學內(nèi)容優(yōu)化、教學手段、教學方法等方面入手,經(jīng)過兩年多時間的實踐,取得了較好的教學效果。

參考文獻:

[1]萬明習.生物醫(yī)學超聲學[M].北京:科學出版社,2010.

[2]陳艷霞,孫媛,柴英,王桂蓮.醫(yī)學物理學B超實驗的新探索[J].中國科技信息,2009,20:193.

[3]胡曉燕.淺析多媒體教學的利與弊[J].中國醫(yī)學創(chuàng)新,2011,8(5):146-147.

篇2

【關鍵詞】醫(yī)學影像;臨床醫(yī)療;重要性

從1895年倫琴發(fā)現(xiàn)X線成像至2010年的時間里,醫(yī)學影像學的發(fā)展可謂是日新月異,并且從事研究醫(yī)學影像學的人員分別于1910、1952、1979和2003年四次獲得諾貝爾物理學獎或諾貝爾醫(yī)學生物獎,由此可見醫(yī)學影像學在臨床醫(yī)學中的地位和作用是無可比擬和不能替代的。

一、醫(yī)學影像中的X線成像

1.1 X線成像的基本原理

X線之所以能使人體在熒光屏上或膠片上形成影像,是基于X線具有穿透性、熒光性和感光性,再加之人體組織之間的密度或厚度差異,即人體對X線的吸收程度不同,這樣穿過人體并攜帶人體信息的X線即在熒光屏或X線照片上形成明暗或黑白對比不同的影像,這種影像是以密度來反映人體組織結(jié)構(gòu)的解剖及病理狀態(tài)。

1.2 X線圖像的特點

顯示的結(jié)構(gòu)層次比較豐富,有利于整體上觀察受檢部位的組織結(jié)構(gòu),具有較高的空間分辨率,但其缺點是密度分辨率低,無法區(qū)別組織密度差別小的結(jié)構(gòu),在密度分辨率方面無法與CT、MRI相比。

1.3 X線診斷的臨床應用

X線診斷是重要的臨床診斷方法之一,是影像學的基礎,已經(jīng)積累了非常成熟的經(jīng)驗,也是臨床上使用最多和最基本的診斷方法,特別是在骨骼、胸部及胃腸道應首先選用X線檢查。

二、醫(yī)學影像中的計算機體層成像(CT)

2.1 CT成像的基本原理

CT成像的基本原理是用X線束對人體檢查部位一定厚度的層面進行掃描,由探測器接受透過該層面的X線,轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢姽庵?,由光電轉(zhuǎn)換器變?yōu)殡娦盘?,再?jīng)模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)為數(shù)字信號,輸入計算機處理。圖像形成的處理有如將選定層面分成若干個體積相同的長方體稱為體素。掃描所得的信息經(jīng)計算機處理獲得每個體素的X線衰減系數(shù)或吸收系數(shù),再排列成矩陣即數(shù)字矩陣,數(shù)字矩陣可存儲于磁盤或光盤中。經(jīng)數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器把數(shù)字矩陣中的每個數(shù)字轉(zhuǎn)換為黑白不等灰度的小方塊,即像素,并按矩陣排列,即構(gòu)成CT圖像,故CT圖像是數(shù)字化圖像,是重建的斷層圖像。

2.2 CT成像的特點

CT圖像是由一定數(shù)目由黑到白不同灰度的像素按矩陣排列所構(gòu)成,這些像素反映的是相應體素的X線吸收系數(shù)。CT圖像可以用組織對X線的吸收系數(shù)來說明其密度高低的程度,具有一個量的概念,即用CT值來表示,其單位為Hu,CT值表示組織結(jié)構(gòu)的相對密度。

2.3 CT的臨床應用

CT的診斷價值高已得到普遍承認,并被廣泛應用于臨床,但CT設備比較昂貴,檢查費用偏高,對某些部位的檢查,還有一定限度,所以目前尚不易將CT檢查作為常規(guī)診斷手段,應在了解其優(yōu)勢基礎上,合理選擇應用。CT檢查對中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病的診斷價值較高,對顱腦外傷、顱內(nèi)占位、腦血管病變以及椎管內(nèi)腫瘤、腰椎間盤突出等病診斷效果好。螺旋CT掃描可以進行腦血管造影即CTA,在一定程度上可取代常規(guī)的腦血管造影。

三、醫(yī)學影像中的磁共振成像(MRI)

3.1 磁共振成像原理

磁共振成像(MRI)是根據(jù)生物體磁性核(氫核)在磁場中表現(xiàn)出的共振特性進行成像的高新技術,它的物理基礎為核磁共振理論,其本質(zhì)是一種能級間躍遷的量子效應,實驗結(jié)果表明,利用磁共振現(xiàn)象可以研究物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)。磁共振現(xiàn)象產(chǎn)生有三個基本條件:具有磁性的原子核、外界靜磁場和適當頻率的射頻脈沖。據(jù)此,人們以不同的射頻脈沖序列對生物組織進行激勵,從而使原子核產(chǎn)生共振,向外界發(fā)出電磁信號,并用線圈技術檢測其弛豫或質(zhì)子密度,就出現(xiàn)了MRI。

3.2 磁共振成像的特點

3.2.1 多參數(shù)成像一般醫(yī)學成像技術都使用單一的成像參數(shù),例如,普通放射、CT成像參數(shù)僅為X射線吸收,超聲成像只依據(jù)組織界面所反射的回波信號等;MRI成像可充分利用適當射頻脈沖序列,進行MRI掃描,以獲取更多有用的診斷信息。

3.2.2 任意方位成像CT主要為橫軸位斷層,冠狀位和矢狀位斷層比較困難。MRI掃描在患者不變的情況下,通過選擇梯度場進行橫軸位、矢狀位及任意方位成像,這樣對病變的顯示極為有利。

3.2.3 能夠人體能量代謝進行研究T1和T2弛豫時間及其加權(quán)像本身反映質(zhì)子群周圍的化學環(huán)境,即生理和生化信息的空間分布。正是因為大腦灰質(zhì)中的氫幾乎都存在于水中,而白質(zhì)中的氫大量存在于蛋白質(zhì)中,所以二者在磁共振圖像上出現(xiàn)明顯對比。

3.3 磁共振成像的局限性

3.3.1 成像速度慢第三代CT每幅圖像時間為幾秒鐘,螺旋CT僅為1 s左右,MRI,常規(guī)自旋回波序列一幅T1WI和T2WI的成像時間分別為15~30 s和25~35 s。

3.3.2 對鈣化灶和骨皮質(zhì)病灶不夠敏感鈣化灶在發(fā)現(xiàn)病變和定性診斷方面均有很大的作用。在MRI上鈣化通常表現(xiàn)為低信號,另外,由于骨質(zhì)中氫原子的含量較低,骨的NMR信號比較弱,使得骨質(zhì)病變不能充分顯示,對骨細節(jié)的觀察比較困難。

3.3.3 圖像易受多種偽影影響MRI的偽影主要來自設備、運動和金屬異物3個方面,常見的有化學偽影、卷褶偽影、截斷偽影、非鐵磁性偽影和鐵磁性金屬偽影等。

四、MRI診斷的臨床應用

MRI診斷應用于臨床時間雖短,但已顯示出它的優(yōu)越性,在神經(jīng)系統(tǒng)應用較為成熟。三維成像和流空效應使病變定位診斷更為準確,MRI明顯優(yōu)于CT。在縱隔MRI上,能夠很好地觀察腫瘤與血管間的解剖關系。對心臟大血管的形態(tài)與動力學的研究可在無創(chuàng)的檢查中完成。對腹與盆腔器官,MRI也有相當價值。在惡性腫瘤的早期顯示,對血管的侵犯以及腫瘤的分期方面優(yōu)于CT。MRI對骨髓病變相當敏感,對關節(jié)及軟組織創(chuàng)傷或病變也很有優(yōu)勢。功能磁共振成像就是人體行動功能活動的同時成像,有利于代謝功能方面進行研究,給惡性腫瘤的早期診斷帶來希望。

綜上所述,各種影像學檢查方法各有其特點及局限性。在臨床工作中,應根據(jù)病情需要有針對性地選擇檢查項目,既能解決臨床問題,又能避免浪費,節(jié)省醫(yī)療開支,臨床醫(yī)生應根據(jù)患者病情需要有的放矢地選擇不同的醫(yī)學影像學檢查方法,使其在不同疾病的診斷治療中發(fā)揮最有效的作用。

【參考文獻】:

[1]高元桂.磁共振成像診斷學[M].北京:人民為生出版社,1997:98.

篇3

1916年朗之萬(P.Langevin)首次研究了用水下超聲作為偵察手段,這項研究為超聲材料探傷和醫(yī)學診斷開辟了道路,有人把這項重大研究作為超聲學的誕生。

1927年伍德(R.W.Wood)和盧米斯(A.E.Loomis)首次發(fā)表了有關超聲能量作用的報告,為功率超聲技術奠定了基礎。

一、超聲成像技術

1.超聲成像的基本原理

聲成像對于許多人來說是一個新概念,但在人們的生活和生產(chǎn)實踐中,聲成像已經(jīng)有著廣泛的應用。一個典型的例子是醫(yī)學中用的B型超聲診斷儀,這種儀器就是利用聲波對人體內(nèi)部的器官進行成像以幫助診斷。

2.B、C、D掃描成像及A掃描

B型超聲診斷儀是目前使用最為廣泛的聲成像的儀器。它的部件一般包括同步、發(fā)射和吸收、掃描、放大電路、換能器、顯示器和機械同步等部分。同步信號同時觸發(fā)發(fā)射電路和掃描電路,發(fā)射的電信號通過換能器換成超聲波并入射到人體內(nèi),在超聲波的傳播中如果遇到聲阻抗不同的組織,就會發(fā)生反射,換能器再把接收到的反射聲信號轉(zhuǎn)換成電信號。超聲回波在示波管熒光屏上可有不同的顯示方式,通常采用所謂A掃描顯示。這時,示波管的電子束是振幅調(diào)制的,熒光屏上的X軸代表脈沖回波的振幅。換言之,A掃描顯示的內(nèi)容是當探頭駐留在樣品中的某一點時,沿樣品深度方向的回波振幅分布。

將示波管和電子束作強度調(diào)制,即用熒光屏上的每一點代表被測樣品某個截面上的一個點,而用該點的亮度大小表示從樣品上對應點測得的回波振幅的大小,就得到了B、C、D顯示方式。B掃描所顯示的是與聲束傳播方向平行且與樣品的測量表面垂直的樣品剖面,D掃描所顯示的是與聲束平面及測量表面都垂直的剖面,因此,B、D掃描所顯示的剖面正交。C掃描顯示的則是樣品的橫斷面。

超聲C掃描是在無損檢測領域中發(fā)展并得到廣泛應用的超聲成像檢測技術,C掃描的成像范圍可由幾個平方毫米的精細結(jié)構(gòu)到幾個平方米。

例如,精密超聲C掃描技術,工作頻率為幾十兆赫茲。C掃描在復合材料、蜂窩結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)陶瓷、集成電路等新型材料檢測中顯示出了很大的優(yōu)越性,它的主要缺點是不能成實像。

3.其它成像技術

實踐中還有許多的聲成像技術,諸如超聲顯微術、P掃描圖像顯示、ALOK超聲成像技術、合成孔徑聚焦成像技術(SAFT)、超聲相機、超聲全息術和聲CT。

超聲顯微鏡的工作模式有內(nèi)部成像、表面和亞表面成像以及Z軸掃描工作模式等,可觀察不透明樣品的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、表層和亞表層結(jié)構(gòu),用于陶瓷發(fā)動機和航空航天裝置、電子郵件、切削刀具和其它要求進行精密檢測的器件等。

P掃描是“投影成像掃描”的簡稱,是專為檢測焊縫而開發(fā)的。其掃描系統(tǒng)簡單,大部分硬件可由商品儀器搭配而成。

ALOK成像系統(tǒng)已試用于核電站作役前和在役超聲檢測,它是目前獲得實際應用的少數(shù)高級成像系統(tǒng)之一。ALOK成像分辨率可達3/2個波長。在2MHz縱波檢測時,分辨率約為4-5mm。ALOK對裂縫平直部分的重建存在著困難。

SAFT是70年展起來的一種高級聲成像技術,現(xiàn)在尚處于實驗室研究階段,其分辨率高,并能實現(xiàn)三維成像,所以其對硬件和軟件的要求都較高。

超聲CT需要全方位的投影信息,這在無損檢測實踐中很難做到。目前,在有限角度內(nèi)投影的CT及新的重建算法的研究已經(jīng)取得了較大進展。

二、小結(jié)和展望

現(xiàn)代聲成像大多都與計算機技術、信號和圖像處理結(jié)合起來,因而有著相似的工作過程,即數(shù)據(jù)采集和圖像重建。數(shù)據(jù)采集涉及:

1.掃描機構(gòu)。

2.超聲探頭,通常要寬帶。

3.模擬激勵,接受電路。

4.A/D轉(zhuǎn)換。

5.硬拷貝輸出(硬件)等方面。

此外,還有作控制和處理的計算機。上述技術的進步都會促進聲成像技術的發(fā)展。

參考文獻

[1]Netzelmann Uetal. Defect sizing in ceramic materials by high-frequency ultrasound techniques.20rh Inter.Symposium on Acoustical Imaging,1992,32.

[2]Johnson A. DRUID——A Co lour Graphic Ultrasonic Imaging Device. British J.NDT,1984,203-207.

[3]Nielsen N. P-scan system for ultrasonic weld inspection.British J.NDT, 1981,63-69.

篇4

關鍵詞:超聲波影像、腹膜后占位性病變、診斷

能夠在聽覺器官引起聲音感覺的波動稱為聲波。人類能夠感覺的聲波頻率范圍約在20-20000HZ。頻率超過20000HZ,人的感覺器官感覺不到的聲波,叫做超聲波。超聲成像的基本原理就是:向人體發(fā)射一組超聲波,按一定的方向進行掃描。根據(jù)監(jiān)測其回聲的延遲時間,強弱就可以判斷臟器的距離及性質(zhì)。經(jīng)過電子電路和計算機的處理,,形成了我們今天的B超圖像。

20世紀50年代建立,70年代廣泛發(fā)展應用的超聲診斷技術,總的發(fā)展趨勢是從靜態(tài)向動態(tài)圖像(快速成像)發(fā)展,從黑白向彩色圖像過渡,從二維圖像向三維圖像邁進,從反射法向透射法探索,以求得到專一性、特異性的超聲信號,達到定量化、特異性診斷的目的。近三十年來,醫(yī)學超聲診斷技術發(fā)生了一次又一次革命性的飛躍,80年代介入性超聲逐漸普及,體腔探頭和術中探頭的應用擴大了診斷范圍,也提高了診斷水平,90年代的血管內(nèi)超聲、三維成像、新型聲學造影劑的應用使超聲診斷又上了一個新臺階。其發(fā)展速度令人驚嘆,目前已成為臨床多種疾病診斷的首選方法,并成為一種非常重要的多種參數(shù)的系列診斷技術。

“占位性病變”是醫(yī)學影像診斷學中的專用名詞,通常出現(xiàn)在X射線、B超、CT、MRI(磁共振)、DSA(數(shù)字減影動脈造影)等檢查結(jié)果中。它的意思是:被檢查的部位有一個“多出來的東西”。這個“多出來的東西”可使周圍組織受壓、移位。占位性病變通常泛指腫瘤(良性的、惡性的)、寄生蟲、結(jié)石、血腫等,而不涉及疾病的病因。占位性病變根據(jù)性質(zhì)不同又可分為惡性占位性病變和良性占位性病變。惡性占位性病變主要包括癌、肉瘤等,其中常見的是癌。肉瘤是一種來源于血管內(nèi)皮細胞的惡性腫瘤,比較少見,但一般不會到處轉(zhuǎn)移,生存期比癌時間長。

案例分析:

患者,男,53歲,因“飲酒后突發(fā)胸悶、頭暈2小時”入院。入院診斷為:頸椎病、 腦供血不足。進行常規(guī)腹部超聲檢查顯示:左腎增大,形態(tài)失常,下極見一個大小約93×83×85mm低回聲團塊,邊界清晰,形態(tài)規(guī)則,向外凸出,內(nèi)部回聲不均勻,局部見偏強回聲區(qū),CDFI顯示團塊內(nèi)條狀及繞邊血流。左腎門區(qū)未見明顯腫大淋巴結(jié)??紤]左腎占位性病變,性質(zhì)待查,建議進一步檢查。實驗室檢查:血常規(guī):白細胞18.3× /L,中性粒百分81%,中性粒絕對值14.81× /L,C-反應蛋白 12.8mg /L,雙腎增強CT所見:左側(cè)腹膜后見一個大小約76×98×80mm橢圓形軟組織團塊,邊界清晰,內(nèi)部密度較均勻,位于左腎外下方,注射高密度對比劑后,病灶強化明顯,其內(nèi)見不規(guī)則條線狀低密度區(qū),無強化,病灶緊貼左腎下極,腹膜后未見明確異常腫大淋巴結(jié)。

考慮此病人可能為:①腹膜后占位性病變:間質(zhì)瘤;②左腎腎癌。本患者后在上級醫(yī)院行手術治療證實為后腹膜占位性病變:脂肪肉瘤。占位性病變巨大的腹膜后腫瘤病人常有腹部脹滿感,,于腫瘤所在部位可觸及位置深、活動度較差的包塊,影響呼吸功能,腫瘤出血壞死時癥狀可以突然加劇,伴有腹痛。亦可表現(xiàn)為有壓迫、阻塞或侵犯鄰近臟器的現(xiàn)象。根據(jù)腫瘤壓迫器官的不同,也可以產(chǎn)生相應的癥狀和體征,如內(nèi)分泌功能紊亂、 某些具有內(nèi)分泌功能的腹膜后腫瘤尚可以產(chǎn)生內(nèi)分泌征候群等。

分析:脂肪肉瘤約1/3來自腎周圍脂肪組織,為最常見的腹膜后腫瘤,多發(fā)生在50歲以后男性,分為三型:實質(zhì)型、假囊腫型、混合型。大多生長緩慢,無痛,質(zhì)軟,故患者常在體積較大時方來醫(yī)院就診,有時有囊性感,與周圍組織可有粘連。切面呈油脂狀,大多有包膜。聲像圖特征為:病變區(qū)常呈分葉狀,有時可呈圓形、橢圓形或不規(guī)則形,病變范圍常較大,境界一般較清楚。內(nèi)部回聲大部分呈分布稍不均勻的低至中等回聲,有時中間有小團塊狀高回聲,常提示有較大區(qū)域的粘液樣變。

總結(jié):當腹膜后間隙腫塊與臟器重疊甚至包繞臟器時,單憑超聲波影像診斷就有可能會誤診,但是通過改變,多方位斷面、實時下結(jié)合患者呼吸等均有助于超聲波影像鑒別。本例腫塊較大,位置較固定,緊貼于左腎下極,下超聲診斷時不要太過絕對,應結(jié)合多方資料,先報超聲現(xiàn)象,團塊來源要考慮到不排除來源于后腹膜,團塊性質(zhì)考慮良性可能性大,結(jié)合實驗室檢查亦應考慮炎性團塊及惡性腫塊??傊?,考慮面要廣,勿太狹窄。

參考文獻:

1 徐英,陳文衛(wèi),等.超聲造影診斷腹膜后占位性病變的臨床應用.武漢大學學報(醫(yī)學版),2007,28(6):748-750.

篇5

摘要:

高頻彩色多普勒超聲檢查作為一種無創(chuàng)、方便快捷的影像學手段,已廣泛應用于乳腺疾病的檢查。近年來出現(xiàn)的超微血管成像、超聲造影、彈性成像及三維全容積成像等新技術應用于臨床診斷,提高了超聲檢查對乳腺良惡性腫瘤診斷的準確率、特異性及敏感性,并獲得臨床的認可,在乳腺疾病診療中發(fā)揮了更加重要的作用。

關鍵詞:

乳腺腫瘤;超微血管成像;超聲造影;彈性成像;全容積成像;高頻;彩色多普勒

乳腺癌發(fā)病率日益增高,已成為歐美發(fā)達國家惡性腫瘤發(fā)病率之首,病死率僅次于肺癌[1],并呈現(xiàn)年輕化趨勢。中國的乳腺癌發(fā)病率增長速度是全球的兩倍多,城市地區(qū)尤為顯著。目前,乳腺癌是中國女性發(fā)病率最高的癌癥,癌癥死亡原因位居第六,統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示診斷為乳腺癌的平均年齡為45~55歲,比西方女性更加年輕[2]。本病的早期發(fā)現(xiàn)、診斷及治療是提高患者生存率,降低病死率的關鍵。目前應用于乳腺疾病的主要影像學檢查方法有乳腺X線攝影、超聲、MRI3種。隨著新技術的開發(fā)及臨床應用,乳腺超聲檢查日益成為臨床醫(yī)生必需的輔助手段之一,在早期診斷中發(fā)揮著重要的作用。

1超微血管成像技術

乳腺癌的生長需要足夠的血液供應,而腫瘤新生血管及微血管是乳腺癌研究領域的熱點,與腫瘤侵襲及轉(zhuǎn)移等惡性生物行為密切相關。彩色多普勒血流顯像(CDFI)技術是用彩色圖像實時動態(tài)地顯示血流方向、探測相對速度的一項技術,它能探測的參數(shù)包括血供及分布情況等,CDFI顯示的血管是管徑>0.2mm、流速相對較高的血流信號[3],在一定程度上提高了判斷乳腺腫塊良、惡性的靈敏度。彩色多普勒可反映乳腺腫塊血供特點,但僅能檢出一些較大血管,無法顯示血流速度較低的微血管。超微血管成像(superbmicrovascularimaging,SMI)又稱魔鏡成像,通過彩色多普勒原理,提取微血管與正常低速運動組織的差異,實現(xiàn)低速血流和微小血管的檢測,并且可有效減少組織運動雜波的影響,無創(chuàng)顯示微細血管[4],SMI可顯示最低速度0.8cm/s的血流,彌補彩色多普勒超聲的不足[5]。按照Adler的血流分級,0、I級為良性,Ⅱ、Ⅲ級為惡性,良性腫瘤大部分為非血管依賴性腫塊,少血供或無血供,血流信號也可呈星點狀;惡性腫瘤由于乳腺癌細胞能大量產(chǎn)生血管內(nèi)皮生長因子(vascularen-dothelialgrowthfactor,VEGF),誘導新生血管大量形成,因此彩色多普勒呈現(xiàn)乳腺癌腫塊內(nèi)的血管走行與形態(tài)極不規(guī)則、紊亂、各個血管相互融合,廣泛形成動靜脈短路。國內(nèi)學者研究發(fā)現(xiàn),與CDFI相比較,SMI檢測腫物的微血管效果更好,SMI與BI-RADS聯(lián)合檢測可提高超聲對乳腺惡性腫物的診斷效能[4-6]。

2超聲造影

超聲造影技術被稱為超聲醫(yī)學史上的又一次革命,灰階諧波超聲造影技術是近年來興起的反映微循環(huán)血流灌注的新方法,越來越多地被廣泛應用于臨床實踐[7]。超聲造影克服了傳統(tǒng)超聲的缺陷,能清晰的顯示腫瘤實質(zhì)內(nèi)的微血管。近年來使用的第二代超聲造影劑,其中以聲諾維(SonoVue)為典型代表,是真正的血池造影劑,其微氣泡有很強的穩(wěn)定性,更適于反映腫塊的血流灌注。乳腺腫瘤的實時灰階超聲造影技術是常規(guī)超聲檢查的一個有效補充手段,尤其對于常規(guī)超聲診斷較困難的部分,早期及特殊病理類型的乳腺癌具有一定的應用價值[8]。在乳腺超聲造影時,時間-強度曲線提供了豐富的定量信息:曲線上升斜率(wash-inslope,WIS)、始增時間(risingtime,RT)、達峰時間(timetopeak,TTP)、峰值強度(peakintensity,PI)、曲線下面積(areaundercurve,AUC)。根據(jù)定量參數(shù)能評估腫塊血供情況,可評估患者最后診斷結(jié)果的參考預測值及監(jiān)測治療效果[9]。國內(nèi)學者有研究認為,曲線上升支和下降支在一定程度上反映了超聲造影時,腫塊內(nèi)血管床微泡流速和流量隨時間的變化;腫塊內(nèi)造影劑稀釋過程的快慢可以通過平均渡越時間的長短反映出來;曲線尖端峰值的最大強度反映出進入腫塊血管床的微泡數(shù)總量;曲線下面積是一個很有價值的參數(shù),它綜合評價了流速、流量及時間[10]。乳腺癌時間強度-曲線形態(tài)表現(xiàn)為上升陡直,下降段陡直或平緩,曲線峰值前移,呈“快進快出”或“快進慢出”的灌注過程。超聲造影除應用于良惡性腫瘤的鑒別,還可以用于乳腺癌新輔助化療療效的評估,作為血池造影劑,超聲微泡可以進入腫瘤周邊微血管,從而真實顯示惡性腫瘤的邊界及浸潤范圍,獲得的實際最大直徑較常規(guī)超聲更加準確,常規(guī)超聲常低估腫瘤實際大小。Partridge等[11]研究顯示腫瘤原發(fā)灶的體積及化療前后腫瘤體積的變化可作為預測腫瘤復發(fā)的獨立指標,化療1周期后腫瘤體積的早期變化與腫瘤復發(fā)有明顯相關性。新輔助化療后,超聲造影顯示化療后腫瘤TTP延長,PI下降,WIS減小,表明化療后腫瘤組織內(nèi)血流灌注量較化療前明顯減少。

3超聲彈性成像

超聲彈性成像的基本原理是對組織施加一個內(nèi)部(包括自身的)或外部的動態(tài)或者靜態(tài)/準靜態(tài)的激勵。在彈性力學、生物力學等物理規(guī)律作用下,組織將產(chǎn)生一個響應,例如位移、應變、速度的分布產(chǎn)生一定改變。超聲彈性成像是根據(jù)不同組織的彈性系數(shù)不同,在外力或者交變振動后其應變也不同,收集被測體的某時間段內(nèi)的各個片段信號,用自相關法綜合分析,估計組織內(nèi)部不同位置的位移,從而計算出形變程度,再以灰階或彩色編碼疊加而建立的成像新技術。病灶的形變即病灶的軟硬度可以通過編碼以灰階或彩灰圖像表現(xiàn),灰階的五個梯度如界定以黑色為最硬,白色則為最軟,從硬到軟則分別以黑-黑灰-灰-灰白-白來顯示;彩階的五個梯度,若界定藍色為最硬,紅色為最軟,從硬到軟則以藍-黃藍-黃-紅黃-紅來顯示。根據(jù)病灶及周圍彩階分布,有學者提出了超聲彈性成像5分法:評分4分以上者:組織硬度大可判斷為惡性病變;3分以下者:組織硬度相對較小可判斷為良性[12]。超聲彈性成像技術的出現(xiàn),能夠更加清楚的觀察腫塊大小及邊緣,并通過定量計算獲得關于腫物硬度的信息,使得借助于評價乳腺腫塊的硬度,以及鑒別乳腺腫塊的良惡性成為可能。生物組織的彈性或硬度改變與組織異常的病理狀態(tài)相關,當組織內(nèi)有硬塊或腫物時,組織的彈性或硬度就會發(fā)生明顯變化[13]。目前,超聲彈性成像技術已較成熟地應用于臨床,按成像原理分為助力式和聲力式兩種方法。助力式彈性成像是指依靠組織外力加壓使組織發(fā)生形變后,獲得組織應變圖像。它又分為壓迫性及非壓迫性彈性成像,壓迫性彈性成像受人為加壓力度因素影響大,并由于體表的壓力使整移大于局部位移可以產(chǎn)生容積偽像,已少用于臨床。非壓迫性彈性成像:利用可檢測的患者自身的心跳與呼吸等使靶器官產(chǎn)生的微小位移和形變,并使其它影響因素減低。該技術幾乎可應用于全身組織器官的局灶性病變。目前,普通超聲儀器配備的彈性成像技術都為非壓迫性彈性成像。聲力式彈性成像是由探頭向指定的感興趣區(qū)域發(fā)射一個低壓脈沖波,包括縱向形變和橫向形變,使其局部產(chǎn)生微小的形變。通過測量橫向形變產(chǎn)生的剪切波速度來實現(xiàn)對組織質(zhì)地量化測定的目的,是一種定性定量檢測組織彈性硬度的方法。研究顯示,剪切波速度則越快則所測得的VTQ數(shù)值越高,代表組織的質(zhì)地就越硬,臨床上可用來指導乳腺良惡性腫瘤的鑒別診斷。而縱向形變的信息實現(xiàn)了組織成像,以灰階黑白色差成像,來檢測該區(qū)組織的相對彈性硬度。是一種目視觀察組織硬度的定性方法。某種程度上代替了外科大夫的觸診,實現(xiàn)“聲觸診”判定組織的軟硬度。研究顯示,剪切波速度則越快則所測得的VTQ數(shù)值越高,代表組織的質(zhì)地就越硬,臨床上可用來指導乳腺良惡性腫瘤的鑒別診斷[14]。

4自動乳腺全容積掃描

自動乳腺全容積掃描是一項新型的超聲檢查技術,近年來,其臨床應用價值成為相關學者研究的熱點。常規(guī)超聲檢查,很大程度上依賴于超聲診斷醫(yī)師的臨床經(jīng)驗及操作手法,對病變的檢出及判別腫塊的良、惡性受主觀因素影響較大,易造成漏診誤診。而ABVS的應用,使得檢查信息更加完整,有利于圖像的存儲,及不同醫(yī)師的再次復診及對比,其特有的冠狀切面為臨床上診斷乳腺疾病帶來了全新的外科手術視角。ABVS是能夠同時展示冠狀面、橫斷面及矢狀面的三切面圖像,尤其是冠狀面,以手術視角為臨床提供了更多的診斷及治療信息。乳腺良性腫瘤如纖維腺瘤、良性葉狀腫瘤,大部分表現(xiàn)為邊界清晰,三維冠狀面顯示完整的中-高回聲邊界,周圍腺體回聲正常,腫瘤內(nèi)部可見粗大強回聲光斑。而乳腺癌三維表現(xiàn)則為中-高回聲與低回聲相間的“匯聚征”,其呈放射狀向腫塊聚集,此征象可出現(xiàn)在一個、多個層面、甚至全部冠狀層面圖像上,三維超聲可見多個呈簇樣分布的鈣化點。相關文獻報道,在三維圖像冠狀面上,乳腺惡性病灶呈現(xiàn)出明顯的“匯聚征”,其病理學基礎為,乳腺腫瘤細胞的生長是一個不斷增殖的過程,腫瘤細胞的浸潤性生長向?qū)θ橄匍g質(zhì)有著明顯的誘導效應,導致周邊正常的纖維結(jié)締組織廣泛反應性增生[15-16]。國內(nèi)大量文獻結(jié)果提出“匯聚征”診斷乳腺病灶良惡性的敏感性并不高,但是有較高的特異性[17-19]。Kim等[20]用二維超聲及三維超聲對病灶的定位進行對比研究,認為三維超聲不但能夠提高活檢的可靠性和準確性,且三維超聲成像不依賴于臨床操作者的經(jīng)驗。國內(nèi)文獻報道,ABVS明顯提高了乳腺微小癌及形態(tài)特征不典型的乳腺癌的檢出率。而當腫塊較大時,由于ABVS容積探頭很難完全垂直于腫瘤表面,很難采集到滿意的圖像[21]。因此,聯(lián)合應用二維三維超聲檢查,對乳腺腫瘤的各個超聲征象進行綜合分析,是提高乳腺良惡性腫瘤鑒別診斷的關鍵。對于導管內(nèi)占位,三維超聲也有其獨特的優(yōu)勢,三維超聲其特有的旋轉(zhuǎn)功能,能360°翻轉(zhuǎn)圖像,很好的顯示腫塊及其周圍浸潤及腫瘤沿導管走行的情況。近年來,在歐美國家,乳腺導管內(nèi)原位癌(ductalcarcinomainsitu,DCIS)占新確診乳腺癌病例的百分率已由5%上升至20%~30%。在國內(nèi),導管內(nèi)癌的檢出率也有所增高[22]。作為超聲檢查的一種新途徑,乳腺ABVS系統(tǒng)彌補了以往乳腺手動掃查方式的不足,減少了二維常規(guī)超聲對臨床操作者經(jīng)驗的依賴程度,使得檢查結(jié)果具有可重復性,其特有的冠狀面成像,為乳腺良惡性鑒別診斷提供了新標準[23]。用移動的光標對腫塊進行精確的定位,能夠清晰顯示乳腺腫瘤的結(jié)構(gòu)包括病灶大小、內(nèi)部回聲及邊緣情況,以及腫瘤與周圍組織的關系,提高了對乳腺腫瘤良惡性鑒別的準確率,同時為外科醫(yī)生制定手術方案提供了更多更好的信息[24]。相信在不久的將來,隨著影像技術的不斷發(fā)展,乳腺ABVS系統(tǒng)能夠在乳腺診治和治療方面,發(fā)揮更加重要的作用。超聲診斷技術在乳腺診療中發(fā)揮著重要的作用,新技術的應用為超聲工作者提高診斷信心,為臨床醫(yī)生提供更多的可靠信息,是乳腺疾病的篩查及診斷不可缺少的重要檢查方法。

參考文獻:

[4]李響,康姝,王學梅,等.超微血管成像與彩色多普勒血流成像在乳腺腫瘤診斷中的應用[J].中國醫(yī)學影像技術,2015,3(5):663-667.

[5]詹嘉,陳璐,萬敏,等.微血管成像技術探查BI-RADS4類乳腺腫塊內(nèi)穿支血管的價值[J].中國超聲醫(yī)學雜志,2014,30(11):977-980.

[6]馬燕,郭嵩,李晶,等.超微血管成像技術聯(lián)合超聲BI-RADS分級在鑒別乳腺良惡性腫物中應用價值[J].中國臨床醫(yī)學影像雜志,2016,27(1):10-13.

[7]戴晴,姜玉新.超聲造影的臨床應用[J].中國醫(yī)學科學院學報,2008,30(1):1-4.

[8]許萍,王怡,汪曉虹,等.不同病理類型乳腺癌的實時灰階超聲造影研究[J].中國超聲醫(yī)學雜志,2013,29(3):238-242.

[10]錢曉芹,楊光,夏澤,等.實時超聲造影成像結(jié)合多普勒血流頻譜形態(tài)評價乳腺良惡性腫塊的血流動力學特性[J].中國臨床醫(yī)學影像雜志,2006,17(6):327-331.

[12]徐智章,俞清.超聲彈性成像原理及初步應用[J].上海醫(yī)學影像,2005,14(1):3-5.

[13]羅葆明,歐冰,馮霞,等.乳腺疾病實時組織彈性成像與病理對照的初步探討[J].中國超聲醫(yī)學雜志,2005,21(9):662-664.

[14]黃炎,李俊來,王知力.實時剪切波彈性成像定量評價乳腺良惡性病變[J].中國醫(yī)學影像技術,2011,27(3):561-564.

[16]楊光華.病理科[M].5版,北京:人民衛(wèi)生出版社,2001:85-86.

[17]白志勇,張武,苗立英,等.三維超聲重建冠狀斷面檢查診斷乳腺良惡性腫物的探討[J].中國醫(yī)學影像技術,2002,18(4):355-357.

[18]顧繼英,蘇一巾,杜聯(lián)芳.三維超聲成像對乳腺腫塊診斷價值的初步探討[J].中國超聲醫(yī)學雜志,2007,23(1):67-69.

[19]張淵,江泉,陳劍,等.三維超聲鑒別診斷乳腺腫塊良惡性的優(yōu)勢[J].中國超聲醫(yī)學雜志,2010,26(4):311-314.

[21]張婷,譚旭艷.自動乳腺全容積掃查系統(tǒng)的臨床價值評估[J].臨床超聲醫(yī)學雜志,2012,14(2):77-79.

[22]朱慶慶,包凌云,朱羅茜,等.自動乳腺全容積掃查系統(tǒng)結(jié)合乳腺影像報告和數(shù)據(jù)系統(tǒng)對乳腺導管內(nèi)癌的診斷研究[J].醫(yī)學影像雜志,2012,22(8):1336-1340.

篇6

【關鍵詞】 甲狀腺結(jié)節(jié); 鈣化; 超聲彈性成像技術; 甲狀腺癌

Application Value of Ultrasonic Elastography in the Diagnosis of Thyroid Cancer/XIAO Li-xia,MEI Feng,ZHONG Rui-fang,et al.//Medical Innovation of China,2016,13(20):057-059

【Abstract】 Objective:To study the application value of ultrasonic elastography in the diagnosis of thyroid cancer.Method:The 931 patients treated from June 2015 to May 2016 in the thyroid department were selected.All the patients received the color Doppler ultrasound and ultrasonic elastography.The patients were confirmed by the surgical pathology.The accuracy based on two methods was comapred.Result:The total rate for calcification cases was 36.0%(329/931) of which the bulky cases accounted for 33.7%(111/329);the tiny cases accounted for 60.5%(199/329);the cyclic cases accounted for 5.8%(19/329);there were 787 benign cases,211 complicated cases of calcification(26.8%),144 thyroid cancer cases and 118 complicated cases of calcification (81.9%).Merger of calcification in the proportion of benign and malignant thyroid tumors was compared,the difference was statistically significant ( 字2=161.931,P

【Key words】 Thyroid nodule; Calcification; Ultrasonic elastography; Thyroid cancer

First-author’s address:Dongfeng People’s Hospital of Zhongshan City,Zhongshan 528425,China

doi:10.3969/j.issn.1674-4985.2016.20.015

甲狀腺占位性病變?yōu)榕R床常見病,而甲狀腺癌的發(fā)病率逐年上升,其中臨床確診的結(jié)節(jié)中約5%為惡性,早期發(fā)現(xiàn)病灶并鑒其良惡性對臨床治療及手術選擇有重要意義[1]。研究發(fā)現(xiàn),甲狀腺結(jié)節(jié)內(nèi)鈣化與甲狀腺癌的發(fā)生有密切聯(lián)系[2]。超聲檢查甲狀腺結(jié)節(jié)鈣化情況已成為臨床初步診斷甲狀腺癌的主要方法之一[3]。超聲彈性成像是近年來發(fā)展的一項新技術。文獻[4]報道,應用實時組織彈性成像技術鑒別甲狀腺結(jié)節(jié)的良惡性敏感性與特異性分別為92%、90%。本研究對2015年6月-2016年5月本科在甲狀腺檢查中發(fā)現(xiàn)的結(jié)節(jié)性病變進行彈性成像,并根據(jù)鈣化情況、彈性成像特點等進行良惡性評價。對所有研究對象進行追蹤、隨訪,以手術病理為標準,回顧性研究甲狀腺結(jié)節(jié)內(nèi)鈣化情況結(jié)合超聲彈性成像特點診斷甲狀腺癌的臨床應用價值。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取2015年6月-2016年5月在本院甲狀腺科就診的931例患者為研究對象。所有研究對象檢查中均發(fā)現(xiàn)結(jié)節(jié)性病變,并排除合并彌漫性病變。931例患者中男381例,女550例,年齡19~63歲,平均(46.14±5.86)歲,結(jié)節(jié)直徑0.6~4.4 cm,平均(2.61±1.13)cm。

1.2 方法 采用GE Logiq P6彩色多普勒超聲診斷儀,探頭頻率7~12 MHz,探查患者甲狀腺,探查是否存在結(jié)節(jié)及結(jié)節(jié)的部位、大小、數(shù)目、形態(tài)、邊界、內(nèi)部回聲、有無鈣化等。對可疑病灶盡可能地放大,以免遺漏微小鈣化。重點觀察并記錄鈣化情況(粗鈣化、微鈣化、環(huán)形鈣化)。對所有患者采用彈性成像技術實時雙幅模式分別顯示彈性圖與灰階圖,動態(tài)觀察結(jié)節(jié)彈性成像顏色分布情況。對患者進行隨訪,追蹤患者的手術病理結(jié)果,以手術病理結(jié)果為標準,分析甲狀腺結(jié)節(jié)內(nèi)鈣化結(jié)合彈性成像技術對甲狀腺癌診斷的意義。

1.3 判定標準 (1)按照Lu等[5]制定的標準對鈣化灶進行分類。①粗大鈣化:直徑大于2 mm,伴有聲影的強回聲光團或其他不規(guī)則強回聲;②微小鈣化:直徑小于2 mm,顆粒樣、針尖樣或點狀等鈣化點,伴或不伴聲影的高回聲;③環(huán)狀鈣化:呈外周曲線型或蛋殼樣,環(huán)繞于結(jié)節(jié)周圍的粗鈣化。(2)以Rago 5分法對甲狀腺結(jié)節(jié)硬度進行分級[6]。

0級:病灶區(qū)呈紅-綠-藍三色相間;Ⅰ級:病灶區(qū)呈均勻的綠色;Ⅱ級:病灶區(qū)以綠色為主,綠色區(qū)域面積>50%,;Ⅲ級:病灶區(qū)以藍色為主,藍色區(qū)域面積占50%~90%;Ⅳ級:病灶區(qū)幾乎為藍色覆蓋,藍色區(qū)域面積>90%。以Ⅲ~Ⅳ級為判斷甲狀腺惡性結(jié)節(jié)的診斷標準。

1.4 統(tǒng)計學處理 采用SPSS 20.0統(tǒng)計學軟件進行數(shù)據(jù)分析,計數(shù)資料以頻率及百分率表示,比較采用 字2檢驗,以P

2 結(jié)果

2.1 超聲檢查全組患者鈣化類型及分布 超聲結(jié)果顯示931例患者總鈣化率為36.0%(329/931),其中粗大鈣化占33.7%(111/329),微小鈣化占60.5%(199/329),環(huán)狀鈣化占5.8%(19/329)。病理結(jié)果顯示,931例患者中甲狀腺良性疾病787例,合并鈣化者211例(26.8%),甲狀腺癌144例,合并鈣化者118例(81.9%);合并鈣化者在甲狀腺良、惡性腫瘤中所占比率比較差異有統(tǒng)計學意義( 字2=161.931,P

2.2 甲狀腺結(jié)節(jié)的超聲彈性成像圖分級 787例甲狀腺良性疾病患者中,461例(58.5%)為0級,141例(17.9%)為Ⅰ級,176例(22.4%)為Ⅱ級,9例(1.2%)為Ⅲ級;144例甲狀腺癌中,47例(32.6%)為Ⅲ級,93例(64.6%)為Ⅳ級,Ⅲ~Ⅳ級率為97.2%。見表2、圖1。

2.3 兩種方法診斷甲狀腺癌陽性率比較 超聲檢查合并鈣化灶患者中甲狀腺癌陽性率為35.9%(118/329),彈性成像技術中Ⅲ~Ⅳ級結(jié)果中甲狀腺癌陽性率為93.9%(140/149),后者診斷陽性率高于前者,差異有統(tǒng)計學意義( 字2=91.761,P

3 討論

研究發(fā)現(xiàn),甲狀腺結(jié)節(jié)中的鈣化與微鈣化與甲狀腺癌的發(fā)生有密切聯(lián)系,尤其微鈣化是甲狀腺癌的特征性診斷標志,因此,超聲檢查甲狀腺結(jié)節(jié)鈣化情況已成為臨床初步診斷甲狀腺癌的主要方法之一。鈣化是指組織中鈣鹽的沉積。甲狀腺良、惡性結(jié)節(jié)均會發(fā)生鈣化,其產(chǎn)生機制目前尚未明確。有報道稱甲狀腺癌性結(jié)節(jié)鈣化灶的產(chǎn)生機制主要有腫瘤組織中血管及纖維組織的過度增生,導致鈣鹽沉積;腫瘤本身分泌蛋白或糖類鈣化物質(zhì);營養(yǎng)不良導致鈣鹽沉積等[7]。國內(nèi)外學者通過大量實踐發(fā)現(xiàn)甲狀腺結(jié)節(jié)鈣化灶在良、惡性結(jié)節(jié)中的表達率存在顯著差異,惡性結(jié)節(jié)的鈣化率明顯高于良性患者[8]。然而,部分良性結(jié)節(jié)內(nèi)也會出現(xiàn)鈣化與微鈣化,給臨床診斷帶來一定的困擾。

超聲彈性成像技術是近年來開始應用的一項新技術。生物組織的彈性或者硬度很大程度上依賴于組織的構(gòu)成,正常人體組織中不同的解剖結(jié)構(gòu)之間也存在較小的彈性差異,但在大多數(shù)情況下正常組織與病理性組織間存在較大的彈性差異[9]。彈性成像的基本原理是對組織施加一個內(nèi)部(包括自身的)或外部的動態(tài)或靜態(tài)/準靜態(tài)的激勵,組織將遵循彈性力學、生物力學等物理規(guī)律產(chǎn)生一個響應,例如位移、應變、速度的分布產(chǎn)生一定改變[10]。利用超聲成像方法,結(jié)合數(shù)字信號處理或數(shù)字圖像處理技術,估計出組織內(nèi)部的相應變化,間接或直接反映組織內(nèi)部的彈性模量等力學屬性的差異,多根據(jù)病灶的顏色進行評分。彈性成像目前主要應用在高頻探頭,因檢查時要加壓,其應用范圍在理論上可適用許多淺表器官,文獻[11-13]報道較多的是診斷與鑒別診斷乳腺良惡性腫瘤。正常甲狀腺組織質(zhì)軟均勻,彈性圖上表現(xiàn)以綠色為主,惡性病變后則以藍色為主。一般將檢查結(jié)果Ⅲ~Ⅳ級作為判斷甲狀腺惡性結(jié)節(jié)的診斷標準。本組研究中,787例甲狀腺良性疾病患者中,Ⅲ~Ⅳ級僅有9例(1.2%),144例甲狀腺癌中Ⅲ級47例(32.6%),Ⅳ級93例(64.6%),Ⅲ~Ⅳ級率為97.2%。超聲檢查合并鈣化灶患者中甲狀腺癌陽性率為35.9%,彈性成像技術中Ⅲ~Ⅳ級結(jié)果中甲狀腺癌陽性率為93.9%。提示與超聲檢查相比,超聲彈性成像技術對甲狀腺惡性病變的診斷準確率更高。但同時應注意,任何一種技術都不可能做到完美無缺,由于疾病的病理改變是多樣的,從實踐中使筆者體會到認識疾病的病理變化是提高診斷符合率的要素之一[14-15],由于良性病灶當病程較長,合并出血、感染、纖維性增生后也使其硬度增加而彈性成像顯示與惡性腫瘤樣表現(xiàn),在做出診斷時結(jié)合臨床病史、二維聲像圖表現(xiàn)及彩色多普勒結(jié)果等綜合分析也非常重要[16-18]。

綜上所述,作為一種全新的成像技術,超聲彈性成像技術能夠半定量地對腫塊性質(zhì)作出評價,對于甲狀腺癌的診斷具有重要價值。因此在傳統(tǒng)彩色多普勒超聲檢查基礎上,結(jié)合彈性成像技術,能顯著提高甲狀腺癌的準確率和特異性。

參考文獻

[1]郭世偉,王偉軍,蔣小琴.超聲探測甲狀腺結(jié)節(jié)內(nèi)鈣化與甲狀腺癌的相關性[J].腫瘤學雜志,2011,26(8):592-594.

[2]吳鋼,蔡端.甲狀腺結(jié)節(jié)伴鈣化與甲狀腺癌[J].上海醫(yī)藥,2013,21(24):3-6.

[3]胡春梅,崔建華,類婷婷,等.超聲彈性成像應變率比值對乳腺腫塊良惡性的鑒別診斷價值[J].當代醫(yī)學,2012,12(1):7-9.

[4] Lu Z H,Mu Y,Zhu H,et al.Clinical value of using ultrasound to assess calcification patterns in thyroid nodules[J].World J Surg,2011,35(1):122-127.

[5]丁利霞.超聲彈性成像在甲狀腺不同大小占位結(jié)節(jié)診斷的價值[J].當代醫(yī)學,2013,13(20):118-119.

[6]孫強,馬保金.鈣化結(jié)節(jié)對于甲狀腺癌的診斷價值[J].實用醫(yī)學雜志,2012,14(8):1381.

[7]王寧,朱峰,陸明雙,等.超聲檢查對鈣化的甲狀腺結(jié)節(jié)的診斷意義[J].中國普通外科雜志,2010,15(4):267-270.

[8]唐敏,劉孟洋,王嘉鑫,等.超聲彈性成像在甲狀腺癌診斷中的應用價值[J].中國保健營養(yǎng),2012,11(10):1675-1676.

[9]劉芳,肖螢.超聲彈性成像鑒別良惡性甲狀腺結(jié)節(jié)[J].中國醫(yī)學影像技術,2010,18(6):1028-1030.

[10]李萍,宋燁,胡小濤,等.超聲彈性成像與常規(guī)超聲診斷甲狀腺良惡性結(jié)節(jié)的對照研究[J].同濟大學學報(醫(yī)學版),2010,37(3):88-91.

[11]叢淑珍,馮占武,甘科紅,等.甲狀腺良、惡性結(jié)節(jié)超聲彈性成像特征分析[J].中國醫(yī)學影像技術,2010,18(9):1682-1684.

[12]黨麗峰,JIN,Cheng-Lie.超聲彈性成像在甲狀腺癌診斷中的應用[J].中國老年學雜志,2013,33(12):2976-2977.

[13]劉朝霞.實時超聲彈性成像診斷甲狀腺實性結(jié)節(jié)的價值分析[J].中國現(xiàn)代醫(yī)生,2015,53(24):108-111,封3.

[14]陳立斌,蔣天安.超聲彈性成像分級法及應變比值法診斷甲狀腺良惡性腫塊的價值[J].中華超聲影像學雜志,2013,22(2):180-181.

[15]鄔文景,陳賽君,桑彩娟,等.超聲彈性成像對甲狀腺微小病變的診斷價值[J].中華超聲影像學雜志,2013,22(10):915-916

[16]趙曉虹,劉娟娟,郭漢濤等.超聲彈性成像與PET/CT對甲狀腺癌的診斷對比研究[J].醫(yī)學影像學雜志,2015,25(9):1562-1564.

[17]吳秀平.高頻彩色多普勒超聲聯(lián)合超聲彈性成像診斷甲狀腺癌分析[J].臨床醫(yī)學,2014,34(8):109-110.

篇7

“當然不是什么自設專業(yè)。生物醫(yī)學工程是交叉學科,可是個大熱門,我也許會做個工程師吧。”我笑著應答。

“是不是也要和典型工科男一樣,整天對著電腦看數(shù)據(jù),或是畫圖呢?”

“這會是工作的一部分,因為有不同的分支,就業(yè)也有很大的不同。”

很多人聽說我學生物醫(yī)學工程專業(yè),都表現(xiàn)出驚詫的眼神,不知道會學些什么。當他們得知我在醫(yī)學院,眼里的驚訝就又升了一個等級。是的,我在醫(yī)學院讀工科博士學位,夢想著能成為一個為醫(yī)學事業(yè)效力的工程師。

下一個諾貝爾獎的產(chǎn)出地

生物醫(yī)學工程是一門新興的交叉學科,它是工程學、生物學和醫(yī)學的完美結(jié)合。通過研究人體系統(tǒng)的狀態(tài)變化,運用工程技術手段去控制這類變化,來解決醫(yī)學中的有關問題,保障人類健康,為疾病的預防、診斷、治療和康復服務。如果說醫(yī)生是在臨床上給予病人直接的救助,那么生物醫(yī)學工程師就是通過研發(fā)的方式,為醫(yī)生提供技術支持。

現(xiàn)代醫(yī)學的迅速發(fā)展,離不開高新設備的推動。手術室中高端器械,如高頻電刀、激光刀、呼吸麻醉機、監(jiān)護儀、X射線電視、超聲、核磁共振成像技術等,都是生物醫(yī)學工程高速發(fā)展的產(chǎn)物,生物醫(yī)學工程研究者就是這些醫(yī)用電子儀器的研發(fā)者。當你看扣人心弦的美國醫(yī)療劇時,醫(yī)生常常使用的挽救了無數(shù)生命的除顫儀,就得力于醫(yī)學工程師的研究和設計。

生物材料制作也是生物醫(yī)學工程的重要組成部分之一。在我國器官捐獻還較少,而很多終末期器官衰竭者又在等待新的器官來延續(xù)生命,于是人工器官應運而生。生物材料為各種人工器官提供物質(zhì)基礎,器官制造直接關乎生命,是個大學問。制作人工器官的材料必須要充分考慮強度、硬度、撓度、韌性、耐磨性及表面特性等各種物理、機械等性能。由于這些人工器官大多數(shù)是植入體內(nèi)的,所以要求具有耐腐蝕性、化學穩(wěn)定性、無毒性,還要求與機體組織或血液有相容性。這些材料包括金屬、非金屬及復合材料、高分子材料等,其中輕合金材料的應用較為廣泛。所以,從事這一領域研究不僅要有豐富的醫(yī)學知識作為基礎,還要對物料、材料等方面有深入了解和研究。相信在未來隨著技術的成熟,我們會設計出質(zhì)量高而又成本低的人工器官,為人類的健康作出更大貢獻。

最有趣、最前沿的要數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡的研究了。大腦是人體最復雜的器官,對腦神經(jīng)的研究是目前世界各國科學家掀起的一個新熱潮。這是一個可能引起重大突破的新興邊緣學科,它研究人腦的思維機理,將其成果應用于研制智能計算機技術。運用智能原理去解決各類實際難題,是神經(jīng)網(wǎng)絡研究的目的,現(xiàn)在這一領域已取得可喜的成果。也許,下一個諾貝爾生物或醫(yī)學獎的獲得者就是研究該領域的生物醫(yī)學工程科學家。

除此之外,生物醫(yī)用陶瓷材料、納米醫(yī)學、微創(chuàng)醫(yī)學、生物力學、生物信息學、遠程醫(yī)學與健康信息學等,都是生物醫(yī)學工程的重要分支。

英語想不好都難

單看這個專業(yè)的名字,就能看出這個新興的交叉學科的三大板塊――生物、醫(yī)學、工程,缺一不可。

第一板塊:生物。在該領域,學生要修讀化學生物學、生物傳感與分析、生物信息學、生物電子學等相關課程。不僅要掌握這些理論基礎,還要有生物科學的基本實驗技術,能從事試驗工作。

第二板塊:醫(yī)學。在醫(yī)學方面,學生要修讀人體生理學、人體解剖與組織學、神經(jīng)科學、醫(yī)學統(tǒng)計學等。同時要學習生物醫(yī)學儀器的基本原理、設計方法,并了解相關儀器的發(fā)展趨勢,掌握現(xiàn)代醫(yī)學影像技術的基本原理、技術現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢。此前我對醫(yī)學影像學一無所知,后來去醫(yī)院和一些廠家實際參觀,一張張生動立體的器官美圖、核磁共振檢查帶來的精確診斷,讓我領略了生物醫(yī)學工程的巨大魅力。

第三板塊:工程。盡管此專業(yè)在很大程度上是為了服務于醫(yī)學領域,但是在學習的過程中,涉及工科的課程最多,也最復雜。生物力學是必修課,但是有其自身特點,這是一個應用力學原理和方法對生物體中的力學問題進行定量研究的學科。像生物流體力學、生物心血管系統(tǒng)、飛行等與水動力學、空氣動力學、邊界層理論和流變學等有關的力學問題,學習者了解了這些后可以對自己的身體有更深的認識。除此之外,納米科學技術引論、成像理論與技術、信息可視化技術、電路與電子技術、計算機硬件與軟件、信號處理與分析等實踐性較強的課程也是必修課。

作為工科專業(yè),它對實踐能力的要求很高,較強的動手能力也是畢業(yè)生將來就業(yè)的基礎。在研究生階段,我們要學習硬件電路設計與調(diào)試,要像“碼農(nóng)”一樣,熟練掌握計算機編程。此外,如果你以為生物醫(yī)學工程學生外語是弱項的話,那你就大錯特錯了。也許你入學的時候英語剛剛到國家線,甚至是自己的減分項,那么通過兩三年的研究生學習,你也能成為英語高手。因為生物醫(yī)學工程專業(yè)在歐美國家發(fā)展強勁,我們用的一些教材都是英文原版,如《磁共振成像原理》《系統(tǒng)與計算神經(jīng)科學》等。同時我們也要閱讀大量的外文文獻,了解國外前沿動態(tài)。一些專業(yè)課還要全英文教學,在這樣的語言環(huán)境中,英語想不好都是難事。

篇8

關鍵詞:肝臟病變,CT、MR成像技術

作為臨床最大的證源――醫(yī)學影像技術在全世界快速發(fā)展, 不僅因其簡便易懂的影像處理減輕了醫(yī)生的工作,更是因為其不斷優(yōu)化的圖像清晰度及分辨率加大了醫(yī)生對病例的診斷能力,而CT、MR成像作為醫(yī)學影像技術的前沿科技更是將觀察和獲取人類活體組織代謝變化化為可能。與此同時在國內(nèi)外各地相應的各種功能成像研究迅速開展, 并逐漸應用于臨床。為了更好地研究CT、MR成像在肝臟病變中的應用,本文以肝臟為例進行研究探討。

一、CT 功能成像進展

CT灌注技術最早由Miles于1991年提出,并先后對肝、脾、胰、腎等腹部實質(zhì)性臟器進行了CT灌注成像的動物實驗和臨床應用的初步探討。隨著CT技術速度(包括掃描速度、重建速度和后處理功能速度)的不斷提高,圖像質(zhì)量的不斷改善,新功能的開發(fā),應用范圍的不斷擴大,仍處于快速發(fā)展階段。目前以血流動力學和組織微循環(huán)血流改變的血流灌注成像正是現(xiàn)如今CT功能成像中的熱門研究對象[1]。相對而言,正電子發(fā)射計算機斷層攝影 、單光子發(fā)射計算機斷層攝影及多普勒超聲等古老而傳統(tǒng)的測定活體組織灌注的方法因其檢查時間較長且圖像分辨率低等原因而受到各種使用限制。因CT、MR 血流兩者都擁有著的時空分辨率, 而在反映生理與病理情況下組織器官的血液動力學變化上相持不下。

但隨著新型CT――螺旋CT的出現(xiàn),這種平衡被打破了。這種新型CT不僅能提高病變檢出率,提高了掃描速度,可建立重疊掃描層面;同時減少了X線照射劑量,可任意設定的掃描層面以及可引多層面及三維重建。這種技術大大提高了CT 灌注成像的應用范圍。特別是目前科技的發(fā)展使CT 灌注技術在單血供器官的灌注上也有所突破,進一步擴大了CT 灌注技字臨床醫(yī)學上的應用。

二、CT功能成像在肝臟病變的技術及原理

所謂CT灌注成像是指通過靜脈注射放射學對比劑,因通過左心室再到靶器官的過程中具有了藥物動力學原理,因而對選定層面進行連續(xù)的多次的同層動態(tài)掃描,從而獲得該層面上對比劑的運動時間-密度曲線,其曲線反映的是對比劑在該器官中映了組濃度的變化。CT 灌注成像技術正是以核醫(yī)學的放射性示蹤劑稀釋原理和中心容積定律為理論基礎。因此,借助放射性核素的示蹤原理即可對動態(tài) CT 進行研究[2]。增強CT所用的碘對比劑與非彌散型示蹤劑相類似,所以同樣可以借用灌注成像原理。通過利用構(gòu)建不同的數(shù)學模型計算出局部組織的血容量、血流量、對比劑的平均通過時間、肝動脈灌注指數(shù) (HAF) 、對比劑峰值時間 (TTP)等參數(shù), 同時也可以模擬計算出門靜脈期灌注量 (PVP), 肝動脈灌注量 (HAP)以及門靜脈灌注指數(shù) (PPF) ,以此來評價組織器官的灌注狀態(tài)。

CT灌注成像使用的方法通常有兩種,分別是非去卷積法和去卷積法。第一種先忽略對比劑的靜脈流出,在一定程度上假設在對比劑沒有外滲和消除等各種現(xiàn)象發(fā)生下,也就是說對比劑從第一次進入毛細血管開始到進入靜脈前的時間內(nèi),沒有進入靜脈再次循環(huán)的現(xiàn)象的情境下,來計算BF、BV、MTT等參數(shù)。而去卷積數(shù)學模型概念復雜,主要是通過觀察計算注射對比劑后組織器官中存留的對比劑隨時間的變化量來考慮的,而這種模型概念則不需要像第一種方法對其進行一定程度上的關于組織器官血流狀況的假設,只需綜合考慮流入動脈和流出靜脈就可以了,因此相較于非去卷積法更能真實反映其的內(nèi)部情況。

三、MR功能成像進展及在肝臟病變的應用進展

MR技術和CT技術的發(fā)展相仿,無論是硬件還是軟件一直處于不斷發(fā)展、不斷完善的進程之中。隨著發(fā)展,肝臟MR檢查不僅能檢查出病理生理等信息,同時也可以一定限度的提供解剖學圖像。在本文中,僅討論MR技術在肝臟病變上的進展。

肝臟擴散加權(quán)成像隨著MR技術不斷發(fā)展及完善,應用前景日趨廣闊。其原理便是基于水分子的布朗運動。DWI成像時,當水分子擴散不受限時,質(zhì)子失相位較明顯,信號較低;反之一旦水分子擴散受限制,則失相位較少,信號也顯得較高。擴散敏感梯度可與任何脈沖序列融合[3]。在此采用的是單次激發(fā)SE- EPI的序列。擴散加權(quán)的方法是通過調(diào)整一對梯度場的場強(G)、持續(xù)時間(δ)和間隔時間(Δ)從而調(diào)整擴散敏感度(b),可以通過下式計算:b=γ2G2δ2(Δ-δ/3),式中γ為磁旋比。 肝臟DWI近年來在腫瘤療效預測及監(jiān)測等方面的研究應用中日趨廣泛,體現(xiàn)出其較高的應用價值。如在DWI上,由于惡性腫瘤組織中的水分子擴散受限制,較少失相位,而表現(xiàn)出高信號,易被檢出肝惡性病灶。

目前隨著影像醫(yī)學在全世界大范圍擴展,影像醫(yī)學逐漸脫離傳統(tǒng)的形態(tài)學檢查,轉(zhuǎn)而向由形態(tài)學和功能學(反映細胞分子生理生化的改變)相結(jié)合的方向發(fā)展。

參考文獻

[1] 方捷,楊立,肖越勇,邢寧,李功杰.原發(fā)性肝癌肝臟灌注的多層螺旋CT對照研究[J].中國醫(yī)學影像技術.2013(05).

篇9

關鍵詞:物理學,人體,醫(yī)學,醫(yī)療技術

 

物理學是研究物質(zhì)運動形式的,具有最基本最普遍的性質(zhì)。醫(yī)學是以人體為研究對象的生命科學,生命現(xiàn)象屬于物質(zhì)的高級運動形式。因此生命現(xiàn)象在物理學的研究范疇之內(nèi),二者之間必有一定的聯(lián)系。

一、人體時時刻刻處在各種物理場的包圍之中,地球物理場的巨大變化及大量人工物理場的產(chǎn)生,給人類健康帶來了嚴重的危害,成為很多疾病的誘因。

1、重力場

地球周圍是一個充滿重力作用的空間,即重力場。它是人類生存的基本環(huán)境因素。但是重力的改變,會使人感到難受。長時間的失重,會嚴重破壞生理過程,耳內(nèi)的耳石器會失去常有的重力刺激。耳石重量的喪失,又解除了對半規(guī)管感受器的正常抑制作用,于是引起前庭系統(tǒng)穩(wěn)定性喪失,從而導致運動病的發(fā)生。

2、地磁場

地球是一個磁化球體,周圍存在著相當強的磁場,即地磁場。地磁場在人體心血管系統(tǒng)的活動中起著重要的作用。地磁場的突然變化,是造成心血管意外事故的直接原因之一。磁暴期間,老年人脈搏會加速,動脈壓增高,心血管意外事故的發(fā)生和死亡率顯著上升。地震也引起地磁場的快速變化,并與人體生物磁場產(chǎn)生共鳴,使人感到不適、頭痛。

3、天然電場

地球表面存在著各種電場。地殼為一較強的負電場,大氣層則為一非?;钴S的正電場。電場的波動對人體產(chǎn)生各種有害影響并出現(xiàn)一些癥狀,如頭痛,癲癇發(fā)作等。高壓雷電可以損傷人體細胞染色體;局部地區(qū)的電場強度增大,這些地區(qū)膽結(jié)石,腎結(jié)石的患者就會增多。

4、放射性場

地球表面層存在著許多天然放射性核素,它們在衰變的同時放出射線,構(gòu)成放射性場。當天然放射線強度超過一定限度時,就會對人的骨髓、肝、腎等生理功能及生化過程產(chǎn)生破壞性作用。

5、各種人工物理場

近幾十年來,隨著科學技術和社會經(jīng)濟的發(fā)展,電子工業(yè)迅速發(fā)展,使電磁輻射廣泛應用。各種電子設備無時無刻地不在向周圍地區(qū)發(fā)射不同頻率、不同能量的電磁波。電磁污染是無形的,它危害人體的中樞神經(jīng)系統(tǒng),促進心血管疾病的發(fā)生和發(fā)展,損傷視覺系統(tǒng)。

二、隨著現(xiàn)代物理學的迅速發(fā)展,人類對生命現(xiàn)象的認識逐步深入,生命科學和醫(yī)學已從宏觀形態(tài)的研究進入微觀機制的研究,從細胞水平的研究上升到分子水平的研究,并日益將其理論建立在精確的物理學基礎上。任何生命過程都是和物理過程密切相聯(lián)系的,如能量的交換、信息的傳遞、體內(nèi)控制和調(diào)節(jié)、疾病發(fā)生機制、物理因素對機體的作用等。物理知識成為了揭示生命現(xiàn)象不可缺少的基礎。

1、力學

力學研究的物體運動規(guī)律及其相互作用,也適用于人體骨骼、肌肉、血液循環(huán)和臟器活動。人的骨骼是高強度且靈活的機械。通過不同方向的力作用在骨骼時骨骼的應力和應變,可以得到骨骼在某個方向上的剛度和強度最大,在某個方向上的剛度和強度最小。通過建立肌肉的物理模型(三單元模型),可以解釋肌肉長度的增加,對其收縮速度有良好影響以及肌肉生理橫斷面的增加會導致肌肉收縮力的增加。

2、流體力學

流體力學是研究流體在流動時的性質(zhì)。人體中的血液作為一種流體,其特點也可以通過流體力學中的定律和定理來研究。研究血液流變的性質(zhì),已經(jīng)形成了一門新的學科—血液流變學。它研究血液流變因素對血液流變特性的影響,不僅對心血管疾病和癌癥等病因?qū)W十分重要,而且可為診斷、預防和治療提供關鍵性的手段。血沉就是利用血細胞沉降速度來判斷病情。通過研究狹窄血管內(nèi)偶應力流體流動阻抗、流量和壁切應力及紅細胞變形能力,可以為心血管系統(tǒng)病理提供診斷依據(jù)。

3、分子動理論

分子動理論是從物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)出發(fā)來了解物質(zhì)宏觀規(guī)律的本質(zhì)。通過分子動理論中的表面張力系數(shù),可以清楚地解釋肺泡表面液層中分布一定量的,由飽和卵磷脂和脂蛋白組成的表面活性物質(zhì)的作用,即使大小不同的肺泡具有不同的表面張力系數(shù)值,起到穩(wěn)定大小肺泡,減小了呼吸功的作用。新生兒通過借以大聲啼哭來進行第一次呼吸就是以克服肺泡的表面張力而獲得生存。

4、電磁學

人體內(nèi)存在生物電,如心電、腦電、肌電、胃電等。生物電流是否正常與生理功能是否正常相一致。廣泛使用的心電儀、腦電儀,就是用來探明腦、心的生理功能。人是電導體,由此產(chǎn)生了電療這個重要的治療方法。磁場產(chǎn)生生物效應,影響人體的生理病理過程??梢哉{(diào)節(jié)人體的生物電和生物磁場,以達到治病保健的作用。60年代以來,已逐步形成了一門新的學科—生物磁學,它研究磁場對生物分子、細胞組織、器官和生物整體的作用。

5、光學

人眼就是一個光學儀器。正常眼可看清十幾厘米到無窮遠的物體。當有眼疾時,如屈光不正,其發(fā)病機制和矯正方法,都要有光學知識來計算。最新醫(yī)療技術科用車削角膜內(nèi)半徑來調(diào)節(jié)屈光度。

三、隨著近代物理和計算機科學的迅速發(fā)展,人們對生命現(xiàn)象的認識逐步深入,物理學的技術和方法,在醫(yī)學研究和醫(yī)療實踐中的應用也越來越廣泛,并且不斷更新。

1、X射線

1895年倫琴在研究稀薄氣體放電時發(fā)現(xiàn)了X射線,之后僅三個月就應用于醫(yī)學研究。X射線透視機早已成為醫(yī)學中不可缺少的工具。X射線透視時根據(jù)不同組織或臟器對X射線的衰減本領不同,強度均勻的X射線透過身體不同部位后的強度不同,透過人體的X射線投射到照相底片上,顯像后就可以觀察到各處明暗不同的像。X射線透視機已成為醫(yī)院的基本設備之一,它可以清楚地觀察到骨折的程度、肺結(jié)核病灶、體內(nèi)腫瘤的位置和大小、臟器形狀以及斷定體內(nèi)異物的位置等。

2、B超

B超是超聲波B型顯示斷層成像的簡稱,之所以稱為B型顯示,是因為對過去顯示超聲檢查結(jié)果的方法又創(chuàng)立了一種方案而增加的新名稱。其原理是將一束超聲波從體外垂直于人體表面射向體內(nèi),當超聲從體內(nèi)組織中傳播時,碰到組織有分界面或不均勻處就會產(chǎn)生反射。把這種反射超聲波再在體外同一部位接收下來,根據(jù)發(fā)射探頭的所在位置,就可以知道反射點在體內(nèi)對著探頭的位置,而根據(jù)發(fā)射超聲波的時間差,可以知道它在體內(nèi)垂直于體表的深度。論文參考網(wǎng)。

3、X射線電子計算機輔助斷層掃描成像(X—CT)

X—CT是利用X射線穿透人體某層面進行逐行掃描。探測器測量和紀錄透過人體后的射線強度值,將這些強度值轉(zhuǎn)換為數(shù)碼信號,送進計算機進行處理,經(jīng)過排列重建,在顯示器上就能迅速顯示出該層面的切片圖,一個層面掃描完后,射線沿被檢查的人體旋轉(zhuǎn)1度,再進行下一個層面的掃描,這樣就可以得到一個完整的人體層面圖像。X—CT的優(yōu)越性在于它可以清晰地顯示人體器官的各種斷面,避免了影像的重疊,大大提高了診斷的精度。

4、核磁共振斷層成像(MRI)

MRI是一種多參數(shù)、多核種的成像技術。其基本原理是利用一定頻率的電磁波向處于磁場中的人體照射,人體中各種不同組織的氫核在電磁波作用下,會發(fā)生核磁共振,吸收電磁波的能量,隨后又發(fā)射電磁波。MRI系統(tǒng)探測到這些來自人體中的氫核發(fā)射出來的電磁波信號后,經(jīng)計算機處理和圖像重建,得到了人體的斷層圖像。MRI比X—CT和B超獲得人體內(nèi)部信息要多的多,尤其是對于腦部病變和早期腫瘤病變的診斷,MRI更具有優(yōu)越性。論文參考網(wǎng)。

5、激光手術和激光治療

利用激光器發(fā)射的激光作為手術刀進行切割、汽化等外科手術。論文參考網(wǎng)。激光手術有以下優(yōu)點:①對凝固血管很有效,使不流血手術得以實現(xiàn);②手術切緣銳利、平整;③由于激光手術是非接觸手術,對于一些操作困難的部位實施手術尤為方便;④切割惡性腫瘤時,因激光能隨時封閉毛細血管和淋巴液通道,有助于防止腫瘤細胞的擴散和轉(zhuǎn)移。

物理學作為嚴格的定量的自然科學的帶頭學科,一直在科學技術發(fā)展中發(fā)揮及其重要的作用,尤其隨著科學技術的發(fā)展,物理學與人體、醫(yī)學的聯(lián)系越來越緊密。在高等醫(yī)學院校里開設物理課的主要任務是給醫(yī)學生提供系統(tǒng)的物理學知識,使他們在中學物理的基礎上,進一步掌握物理學的基本概念、基本定律、研究方法,擴大物理學知識的領域,為學習現(xiàn)代醫(yī)學準備必要的物理基礎。因此,在高等醫(yī)學院校開設物理課是科技發(fā)展的必然結(jié)果,是時展的必然結(jié)果,現(xiàn)在是如此,將來也是如此。

參考文獻

(1)卞志榮 《利用物理知識在醫(yī)學中的應用進行STS教育》

(2)郭玉琢 《物理學與醫(yī)療技術》

(3)倪合一 《作用于人體的物理場》

篇10

關鍵詞:肝臟;超聲造影;局灶性病變

超聲檢查具有檢查方便、成本低廉、無輻射等優(yōu)點,廣泛應用于臨床輔助診斷,在腹部檢查中尤為普遍,但與增強CT檢查、MRI等檢查手段相比,超聲檢查的敏感性和特異性相對有限[1]。近年來,隨著超聲造影技術的發(fā)展,從組織微循環(huán)灌注水平研究病變已成為現(xiàn)實,廣泛應用于肝臟局灶性病變的實性診斷[2],相比于傳統(tǒng)的超聲診斷技術,能夠有效的提高診斷的敏感性和特異性[3]。本文就近年來超聲造影在肝臟局灶性病變的應用進展,作一綜述。

1超聲造影的基本原理

超聲造影又稱聲學造影,是利用造影劑使后散射回聲增強,明顯提高超聲診斷的分辨力、敏感性和特異性的技術[4],1968年開始臨床研究[5],1986年開始利用CO2作為造影劑進行腫瘤學研究[6],但因其創(chuàng)傷性使用受到限制。第2代造影劑的代表產(chǎn)品是聲諾維(Sonovue),由六氟化硫(SF6)和磷脂包裹組成。因其使用量小且主要成分是惰性氣體,短時間內(nèi)就能從肝內(nèi)排出,不影響內(nèi)臟器官的功能,對于本身就有肝功能不全的患者更具安全性,且不需要額外的過敏實驗[7]。當在血液中加入造影劑(即微小氣泡)時,會發(fā)生背向散射(聲像圖上濃密的回聲實際是造影劑微小氣泡的背向散射回聲[8]),并且利用造影劑微小氣泡的非線性特性,最大限度地提取造影劑產(chǎn)生的諧波成分的同時,消除組織回波的線性基波成分,增強造影劑的分辨率,連續(xù)實時和動態(tài)的觀察病灶組織的血流灌注狀態(tài)[9],從而對病灶性質(zhì)進行明確診斷。

2超聲造影使用規(guī)范

首先行常規(guī)超聲檢查,記錄病灶的部位、大小,然后是準備靜脈造影劑,第3步是設置造影的條件,在注射造影劑的同時啟動記時器,以周圍肝組織為對照,觀察腫瘤病灶的顯影,達到峰值及開始消退時的變化及觀察有無異常造影劑聚集區(qū)在肝臟灌注中出現(xiàn),若出現(xiàn),則記錄出現(xiàn)的時間及在肝臟中的位置[10]。針對超聲造影的使用規(guī)范,歐洲醫(yī)學和生物學超聲協(xié)會于2004年發(fā)表共同意見:靜脈注射造影劑后,肝動脈相開始時間為10~20s,結(jié)束時間為25~35s;門靜脈相時間為30~45s,結(jié)束時間為120s;延時相為120s,消失時間為240~360s,是超聲造影的規(guī)范指導意見[11]。

3超聲造影在肝臟局灶性病變的應用

肝臟局灶性病變(FFL)是指由于肝內(nèi)結(jié)構(gòu)異常增生、炎癥或代謝異常所致的肝臟局部病理改變,是臨床上較為常見的肝臟占位性病變,其具體包括各種良惡性腫瘤、增生及炎性病變[12]。彩色多普勒超聲(CDU)受到檢測深度、角度及血流速度等因素的限制,聲像圖表現(xiàn)多樣且不典型,早期診斷困難,常不能真實反映病灶內(nèi)部情況[13],超聲造影增強檢查,通過實時動態(tài)觀察肝內(nèi)病灶的增強特點,能極大提高肝內(nèi)病灶的超聲診斷準確率[14]。

3.1肝細胞癌(HCC) HCC血供豐富,主要由肝動脈供血,供血動脈擴張迂曲,腫瘤周圍及中心異常增生血管及動靜脈吻合,使造影劑在腫瘤內(nèi)的循環(huán)時間明顯縮短,而周邊肝實質(zhì)主要由門靜脈供血,出現(xiàn)時間較晚[15],這種血供特點使得HCC早期呈快速均勻或不均勻增強,門靜脈期或延遲期較快消退,即"快進快出"表現(xiàn),但部分HCC可表現(xiàn)為"快進慢出"或整體病灶增強不明顯,有學者認為這是由于腫瘤細胞高度分化,病灶存在門靜脈和肝動脈雙重血供,造影劑可通過門靜脈持續(xù)進入病灶所致[16]。

3.2轉(zhuǎn)移瘤(MHC) MHC由于原發(fā)灶不同,病灶內(nèi)血管的多少不同,增強方式也不同,多血管類MHC在造影增強時的表現(xiàn)是"快進快出",少血管MHC則表現(xiàn)為動脈期無增強、微弱的點狀增強或環(huán)狀增強,門靜脈相及延遲相呈低增強[17]。雖然MHC動脈相可表現(xiàn)為多種增強模式,但造影后期階段均表現(xiàn)為低回聲病灶,這種顯影模式可能與瘤體的異常血流供應有關,動脈相不同程度對比增強后,門靜脈相中造影劑快速沖刷,因而不同于絕大多數(shù)的肝臟良性腫瘤[18]。

3.3肝血管瘤(HH) HH在超聲造影中的表現(xiàn)相對典型,主要有3種形式[19]:①向心性緩慢的填充式增強,即在動脈相的早期出現(xiàn)斑點狀或環(huán)狀強化;②呈現(xiàn)"快進快出"特征,即動脈相迅速增強,回聲顯著高于肝實質(zhì);③四周增強、中央始終無增強。且有研究認為[20],在肝硬化背景與正常肝背景下的肝血管瘤的造影表現(xiàn)無明顯變化。

3.4局灶性結(jié)節(jié)樣增生(FNH) FNH為增生病變而非腫瘤,病理特征為病灶內(nèi)有纖維性隔膜及瘢痕將正常肝細胞分隔為結(jié)節(jié)狀。具有豐富的動脈血供。超聲造影表現(xiàn)為[21]:動脈期早期病灶快速增強,由中央向四周放射狀展開,動脈期晚期病灶表現(xiàn)為均勻的高回聲;門靜脈期表現(xiàn)為稍高回聲;延時期表現(xiàn)為等回聲,中央伴多條短棒狀的低回聲。

3.5炎性假瘤(IPT) IPT是以局部變性壞死或感染壞死后炎性細胞浸潤和纖維組織增生為特征,致病原因多樣、發(fā)展過程和轉(zhuǎn)歸不相同,臨床表現(xiàn)和影像學表現(xiàn)均無特異性[22]。若IPT壞死部分沒有血供,在超聲造影上表現(xiàn)為三個時相均沒有明顯增強。

4超聲造影的優(yōu)勢

肝臟血供的特點為血供少、流速低,有門靜脈及肝動脈雙重血供,因此肝臟是最適合超聲造影的臟器,且具有獨特的優(yōu)勢[7,14,23]:①無輻射危害,成像時間短。②無創(chuàng),操作簡便,可反復多次檢查。③無不良反應,不受年齡、肝腎功能、呼吸、金屬異物等因素的影響。④能實現(xiàn)真正的血池顯像,不會泄露至血管外。⑤操作全過程由一名超聲醫(yī)生獨立完成,避免CT及MRI因操作技師與診斷醫(yī)師因采用的方法不同而導致的誤差。

綜上所述,相對于常規(guī)超聲,超聲造影對肝臟局灶性病變的診斷及鑒別診斷價值很高,能夠客觀準確的反應病灶的血流灌注特點,實現(xiàn)良惡性占位的初步鑒別診斷,拓展了超聲診斷的范圍,且具有無輻射、無創(chuàng),可多次重復檢查,不受年齡、肝腎功能的影響等優(yōu)勢,可用于常規(guī)超聲檢查發(fā)現(xiàn)病灶后的進一步篩查及鑒別診斷。

參考文獻:

[1]程祥勇,于曉玲,梁萍.超聲造影對肝內(nèi)局灶性結(jié)節(jié)的鑒別診斷價值[J].軍醫(yī)進修學院學報,2011,32(3):252-254.

[2]黃麗萍,解麗梅,唐少山,等.實時超聲造影對肝臟惡性腫瘤鑒別診斷的應用研究[J].中國超聲醫(yī)學雜志,2007,23(2):134-136.

[3]王麗姿.心臟介入術后皮膚穿刺口并發(fā)癥的觀察和護理[J].實用護理雜志,2009,24(5):330-331.

[4]周如海,袁瑞,趙平,等.實時超聲造影成像在肝臟局灶性病變中的應用研究[J].醫(yī)學影像學雜志,2010,2,291-293.

[5]Grmiak R,Shah PM. Echocardiography of the aortic root[J].Invest Radiol,1968,3(5):356-366.

[6]Matsuda Y, Yabuuchi I. Hepatic tumors :US contrast enhancement with CO2 microbubbles[J].Radiology,1986,161(3):701-705.

[7]劉雪梅.實時超聲造影對肝臟占位性病變診斷的臨床價值[J].吉林醫(yī)學,2014,35(24):5405-5406.

[8]劉琪雄,廖耿.經(jīng)介入治療缺血性腦血管病的護理體會[J].廣東醫(yī)學院學報,2008,26(2):230-231.

[9]張鴿.超聲造影與彩色多普勒超聲診斷肝臟病變的對比分析[J].中國當代醫(yī)藥,2013,20(25):105-106.

[10]吳猛,鄭齊超.超聲造影在肝臟惡性腫瘤射頻消融中的應用[J].中國臨床醫(yī)學影像雜志,2014,25(1):57-59.

[11]蘆總紅.肝臟超聲造影的應用進展[J].中國城鄉(xiāng)企業(yè)衛(wèi)生,2013,4:22-25.

[12]葉水根,葉艦佩.超聲造影檢查技術對肝臟局灶性病變定性的臨床分析[J].醫(yī)學影像學雜志,2013,23(10):1662-1665.

[13]喻沁,周愛云,張麗麗.超聲造影技術在肝臟局灶性病變診斷中的臨床應用[J],南昌大學學報(醫(yī)學版),2010,50(3):100-101,103.

[14]劉洪媛,薛莉,宋長悅,等.超聲造影在肝臟局灶性病變的診斷價值[J].中國醫(yī)療設備,2013,28(3),171-173.

[15]韋虹,周顯禮,孫愛霞,等.超聲造影對肝臟局灶性病變的診斷價值[J].臨床超聲醫(yī)學雜志,2013,15(5):337-338.

[16]李雅怡,李航,趙盛發(fā).超聲造影在肝臟占位性病變診斷中的應用及研究進展[J].中國癌癥防治雜志,2014,6(2):211-213.

[17]楊正春,黃澤君,韓梅.39例肝臟微小惡性腫瘤的超聲造影診斷分析[J].重慶醫(yī)學,2012,41(28):2914-2916.

[18]黃永,黃光健.超聲造影在肝臟局灶性病變診斷中的應用進展[J].臨床超聲醫(yī)學雜志,2013,15(8):564-566.

[19]黃曉東.肝臟血管瘤超聲造影檢查分析[J].吉林醫(yī)學,2013,34(21):4236-4237.

[20]Nicolau C,Vilana R,Catala V,et al. Importance of evaluation all vascular phases on contrast-enhanced sonography in the differentiation of benign from malignant focal liver lesions[J].A JR AM J Roentgenol,2006,186(1):158-167.

[21]劉智惠,馬永芳,塔娜.肝臟局灶性結(jié)節(jié)的超聲造影診斷[J].生物技術世界,2014,1:76-77,79.