中国医学物理学杂志
Chinese Journal of Medical Physics 중국의학물리학잡지
- 主管单位： 南方医科大学
- 主办单位： 南方医科大学;中国医学物理学会
- 影响因子： 0.48
- 审稿时间： 3-6个月
- 国际刊号： 1005-202X
- 国内刊号： 44-1351/R
- 论文标题 期刊级别 审稿状态
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胸中段食管癌根治性放疗三维适形放疗与调强放疗剂量学比较
目的:比较食管癌根治性放疗三维适形放射治疗(3D-CRT)与调强放射治疗(IMRT)的剂量分布,探讨IMRT在胸中段食管癌放疗的价值.方法:对10例胸中段食管癌病例分别行3D-CRT和IMRT计划设计,应用剂量体积直方图(DVH)比较两种计划靶区剂量、适形度指数(CI)、不均匀度指数(HI)及正常器官受量.结果:在食管癌根治放疗中,IMRT在靶区剂量分布上与3D-CRT各有优劣；IMRT在正常器官的保护上优势明显；肺V5、V10、V20以及全肺平均剂量IMRT均明显优于3D-CRT;心脏V30 IMRT低于3D-CRT;脊髓剂量没差别.结论:食管癌根治放疗中IMRT计划在靶区剂量分布上没有明显优势,但可更好保护正常组织.
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调强放射治疗射野和剂量的验证
目的:为确保调强放射治疗的精确,利用自制和专用设备对每个射野的位置、形状和野内剂量分布进行验证.方法:用自制的位置验证标记球,贴在病人体表的某个固定位置,和病人一起进行CT扫描,设计计划时将此标记球设为位置验证靶区进行射野位置验证.利用加速器自带的射野影像系统(EPID)和治疗计划系统(TPS)的DRR图比对进行射野形状验证.利用Matrixx二维电离室矩阵和OmniPro软件进行每个射野的剂量验证.结果:射野位置验证在统一调整系统后,误差结果满意.射野形状验证以3mm为标准,调整前的吻合率约为75％.剂量验证通过率大于等于95％的射野占77％.结论:通过81例鼻咽癌调强放疗的实验证明,利用上述三种方法对调强计划进行验证,可以及时纠正误差,确保计划准确执行.
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中国参考人孕妇模型的建立及其内照射剂量学研究
目的:由于胎儿具有较高辐射敏感性,对其进行内照射剂量学评估具有十分重要的意义.本研究通过建立基于中国人参考生理特征的中国孕妇参考人系列模型,对其进行内照射剂量学的研究,为孕妇等特殊人群内照射辐射防护工作提供技术及理论基础.方法:在MIRD模型的基础上根据中国参考人生理特征建立了中国参考人数学模型——“NHMAN 1.0”,然后在此模型基础上依据孕妇生理参考数据进行改进,建立中国孕妇参考人模型.借助蒙特卡罗方法使用MIRD内照射计算模式对其进行内照射剂量学的研究.结果:采用Monte Carlo方法模拟了10 keV～4 MeV范围内9种不同能量的光子在人体组织器官内的输运过程,得出了各源器官不同能量的光子对胎儿及源器官自身的比吸收分数,以肾脏和肺为源器官为例,将结果与美国橡树岭模型(ORNL)的推荐值进行了比较；计算结果表明,计算发现靶器官对自身的SAF因子与ORNL孕妇模型总体相对差异较小基本吻合,而靶器官对胎儿的SAF因子与其差异相对较大.同时还计算了Ir192、Cs137、Co60在肾脏和肺部时,源器官对胎儿的S因子.结论:验证了该方法的可行性.基于中国参考人建立的孕妇模型与ORNL模型解剖结构有一定的差异,并在内照射SAF等辐射防护量上也有相应的差别,建议在国内进行辐射防护工作时使用基于中国参考人数据.
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电离室矩阵用于加速器质量保证:X射线
目的:探讨利用二维电离室矩阵MatriXX进行医用直线加速器质量保证的方法及可靠性.方法:在点剂量的质量保证中,将MatriXX系统在特制水箱中测得的数据与0.6 cc电离室在标准水箱中的剂量测量值作比较,从而定出MatriXX的校准系数,以此来校准射线的输出量和能量.在面剂量的质量保证中,用MatriXX测量医用加速器射线野的对称性、平坦度以及辐射野的大小及中心轴偏离,将测量结果与RFA300三维水箱扫描结果及控制台显示数值进行比较分析.结果:用MatriXX加有机玻璃板可准确快捷地完成对射线输出量和能量的校准.用MatriXX所测射野的对称性和平坦度及射线野大小与RFA300水箱的测量数据一致.结论:MatriXX系统进行加速器的质量保证简便可靠.
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鼻咽癌调强放疗和常规放疗的颞叶剂量学比较
目的:利用三维治疗系统分析鼻咽癌调强放疗计划和常规放疗计划中颞叶和肿瘤靶区的剂量分布,比较调强放疗和常规放疗计划中颞叶剂量的差别.方法:选择20例鼻咽癌(T1～2期)患者,采用三维治疗计划系统对每例患者制定调强放疗和常规放疗计划,分别计算颞叶平均剂量、D1％、V60和靶区的平均剂量、靶区覆盖率V95％、不均匀指数,比较调强放疗计划和常规放疗计划中的颞叶剂量的差别.结果;1.调强放疗计划和常规放疗计划中颞叶的平均剂量分别是:21.33±1.63和36.79±1.79 (P=-0.000);D1％:56.95 ±1.55和67.65±1.15 (P=-0.000); V60:0.20±0.22和8.33 ±0.59 (P=0.000).2.PTV1nx,PTV1nd,PTV2和PTV3的平均剂量分别是:66.23±0,87,66.29± 1,56,59.42±2.54,54.04±3.81.3.PTV1nx,PTV1nd,PTV2和PTV3的剂量不均匀指数分别是:1.04±0.03,1.08±0.05、1.18±0.06和1,28±0.09.4.PTV1nx,PTV1nd,PTV2和PTV3的靶区覆盖率V95％均大于99％.结论:调强放疗能够在颞叶和靶区形成比较理想的剂量分布.调强放疗显著降低了颞叶受量,并能提高靶区的剂量.
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利用百分深度剂量计算组织大剂量比的准确性研究
目的:研究用测量的X线照射野百分深度剂量和体模散射输出因子计算组织大剂量比的可行性.方法:用PTWmp3三维水箱分别测量Precise加速器的6 MV和10 MVX线的百分深度剂量、组织大剂量比以及照射野输出因子.利用NE2570剂量仪和自制的圆柱形有机玻璃体模测量加速器准直系统散射输出因子.用Visual Basic 6.0编程计算组织大剂量比,并将组织大剂量比的计算值和测量值进行比较.结果:组织大剂量比和射线能量、照射野面积有关.6 MV和10 MVX线的组织大剂量比的计算值和测量值的误差小于2％.结论:组织大剂量比的计算值和测量值符合得很好,可以直接应用于吸收剂量计算.
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简化调强技术应用于直肠癌术后放疗的剂量学比较
目的:探讨简化调强放疗技术(sIMRT)在直肠癌术后放疗中的应用价值,为临床治疗的技术选择提供依据.方法:对5例接受腹前切除术(Dixon手术)后同步放化疗的II- III期直肠癌患者分别设计3野3DCRT计划、5野IMRT计划、5野sIMRT计划.处方剂量为50 Gy,2 Gy/次.利用剂量体积直方图评价三种计划的靶区平均剂量、适形度指数和危及器官:膀胱、小肠、股骨头的大剂量,V40,V50.通过测量治疗实施时间比较不同照射技术的治疗时间.结果:三种计划的靶区平均剂量相差不大.靶区的适形程度IMRT＞ sIMRT＞ 3DCRT;危及器官:对于膀胱,大剂量差异不大.V40:IMRT＜sIMRT＜3DCRT.V50:sIMRT计划明显优于3DCRT计划,且与IMRT计划相似;对于小肠,大剂量无明显差异.V40:三者相差不大.V50:sIMRT与IMRT计划均优于3DCRT计划；对于左、右股骨头,大剂量的P值＞0.05,无统计学意义.V40:sIMRT计划优于3DCRT计划,稍逊于IMRT计划.V50:三个计划无差异.机器跳数:sIMRT＜ 3DCRT＜ IMRT;子野个数:sIMRT计划小于IMRT计划,约只为IMRT计划的三分之一；治疗时间:sIMRT计划大约只有IMRT计划的二分之一,与3DCRT计划相差很小.结论:sIMRT技术为直肠癌术后放疗提供了一个性价比高的治疗方案,值得在临床实际应用中推广.
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食管癌调强放疗计划中AAA算法与PBC算法的对比研究
目的:比较Varian治疗计划系统Eclipse中AAA算法和PBC算法在食管癌调强放疗中的剂量学差异.方法:选择22例中段食管癌患者,分别采用AAA算法与PBC算法设计两种调强计划,比较靶区的剂量分布,肺、脊髓和心脏等危及器官受照剂量的差异.结果:PGTV大剂量、PTV平均剂量和左肺的平均剂量两种算法无显著性差异(P＞0.05),PGTV和PTV小剂量、PTV大剂量、参考剂量所包靶区的体积(V95)和其他危及器官的受量,两种算法均有显著性差异(P＜0.05).结论:与PBC算法相比,AAA算法对不均匀组织的修正更加精确,对于食管癌这种与肺相关的剂量计算采用AAA算法更准确一些.
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用蒙特卡罗模拟评估小野条件下肺介质中AAA算法的精度
目的:用蒙特卡罗模拟评估放射治疗剂量计算使用的各向异性分析算法(Anisotropic Analytical Algorithm,AAA)在小野条件下肺介质中的计算精度.材料与方法:建立一包含肺介质的水模体,分别用AAA算法、笔形束卷积算法(Pencil Beam Convolution,PBC算法)(作为对比)和蒙特卡罗(Monte Carlo,MC)模拟计算2 cm×2 cm到8 cm×8 cm射野条件下该模体中的深度剂量和离轴比,并以MC模拟为标准比较深度剂量,用一维伽马分析对离轴比进行分析.结果:AAA算法在2 cm×2 cm射野肺介质区域高估了深度剂量,其它情况均低估了深度剂量,剂量偏差范围为-0.24％～2.66％,PBC算法在肺介质区域高估了深度剂量,剂量偏差的范围为1.18％～14.55％.AAA算法计算的离轴比和MC模拟,在射野剂量平坦区相对内收,在剂量跌落区向两侧发散,但AAA算法略高估了射野边缘的剂量,一维伽马分析(与MC相比)通过率为100％(3 mm/3％).PBC算法在射野剂量平坦区相对发散,而在剂量跌落区向两侧内收.一维伽马分析通过率范围为51％～88％.结论:在肺介质中,AAA剂量计算的结果与MC模拟的一致性较好,与PBC算法相比,剂量计算的精度较高.
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医用电子直线加速器驻波加速管系统故障定位与安装调试方法研究
目的:探讨医用电子直线加速器驻波加速管故障定位及安装调试方法的实现,使加速器各项性能指标符合国家标准GB15213-94《医用电子直线器性能及试验方法》的要求.方法:基于故障树分析法,将驻波加速管常见故障构建故障树,可分为五类:电子枪故障,微波输入窗故障,钛泵外围故障,偏转盒及电子输出窗和加速管真空度联锁(WGVACUUM)故障.经过剖析这五种故障定位方法的机制和特点,结合工作实例,发现一些故障终需要更换驻波加速管来解决.这就需要提出安装调试驻波加速管的工艺流程.结果:利用这些方法可快速解决医用电子直线加速器驻波加速管的常见电气故障,同时利用安装调试驻波加速管的工艺流程,可快速有效地更换加速管.结论:实践证明利用这些方法维修和安装医用电子直线加速器驻波加速管切实有效,简单可行.
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胰腺癌调强计划和三维适形计划剂量学比较与分析
目的:通过比较分析胰腺癌三维适形治疗计划(3DCRT)和调强治疗计划(IMRT),确定患者选择合适的放射治疗方式.方法:对10例胰腺癌的病人分别制定三维适形和调强治疗计划,对它们计划的靶区剂量分布和危及器官的躲避进行评估.结果:IMRT放疗计划中十二指肠的V40、V30、V20分别比3DCRT降低44.51％、10.58％、15.53％,左肾的V30、V20分别比3DCRT降低29.57％、16.18％,而小肠、脊髓、右肾、胃等危及器官的受量差别不大.结论:和三维适形治疗计划相比,调强治疗计划能有效地降低危及器官的高剂量区,有靶区剂量的提升空间.
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一种B超图像和探头空间相对位置的测试方法
目的:对于腹部肿瘤,为了更好地进行实时、精确的放疗,需要获得清晰的三维肿瘤图像.三维B超近来在临床诊断及图像引导的应用中,不断地被介绍.虽然有专门的三维B超探头,因为价格原因,我们仍然需要从二维B超中进行重建,得到三维B超图像.帮助放疗专家,在对病人实施放疗时,动态对病人的肿瘤放疗进行实时的、数字化监控和修正,达到精确放疗的效果.方法:直接利用国产B超,在探头上增加位置传感器,精确地测定了B超图像和探头之间的空间关系,对二维图像进行配准.结果:本文设计一种配准测试方法,在红外放疗跟踪系统上直接实现自由式三维B超.结论:采用本文描述的测试方法能够基于红外放疗跟踪系统得到实时精确的自由式三维B超图像,节约成本,取得了满意的应用结果.
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一种简易的眨眼动作检测方法
目的:介绍一种简易的眨眼动作测量方法.方法:通过光敏三极管接收眼睛反射的红外光,经简单的信号放大滤过装置实现直观精确的眨眼反射动作观测.结果:用此法测定出单次强光脉冲刺激、角膜吹气刺激和机械刺激等条件下家兔眨眼反射的脉冲形态、高度和宽度.结论:该方法不必涉及对实验动物的手术处理,属无创探测；操作简单易行,在保持动物正常生理状态下即可得到比较精确、科学的结果.
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一种用于动物肝脏减速撞击伤机制研究的装置及实验探讨
目的:构建一种减速撞击装置,对小动物肝脏减速撞击过程中的受力方式进行研究,以便对汽车交通事故中驾乘人员可能存在的肝脏损伤特点进行分析.方法:通过肝脏自身的粘性将其置放于一可移动撞击平台上,此外,无其它约束.之后,使肝脏随同移动平台从一定的高度自由下落并撞击一固定台面.通过对撞击前后的肝脏照片情况进行比对,可以明确肝脏的损伤方式进而确定肝脏的受力方式.结果:在肝脏的减速撞击过程中,在对冲部位出现了明显的撕裂伤,该部位的伤情也是整个肝脏严重的伤情所在位置.此外,在肝脏的撞击部位未见明显的撕裂伤.提示,在肝脏的减速撞击过程中,其对冲部位受到了相对较大的拉伸应力的作用.讨论:一般而言,生物体软组织的抗拉伸致伤的性能较弱,而其抗压缩致伤的性能相对较好.因此,在肝脏的减速撞击过程中,其对冲部位在较大的拉伸应力的作用下易于损伤并且往往是严重的损伤发生的部位.结论:该装置可以很方便地应用于肝脏减速撞击损伤机制的研究.在交通事故中,组织器官对冲部位潜在的撕裂伤产生的可能性往往是大的,这部分组织需要得到更多更有效的保护.因此在后续的研究中,这种损伤的生物力学机制研究应是重点之一.
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拉曼光谱技术及其在中医药鉴定中的应用
目的:拉曼光谱技术(Raman spectroscopy technique)是一种非破坏性的指纹成像技术.现已在材料、化工、生物医学、环保等领域有着广泛的应用.而根据拉曼光谱技术所发展起来的表面增强拉曼光谱技术(Surface-Enhance Raman Spectra,SERS)也在溶剂检测中得到了普遍的应用.然而,拉曼光谱在中医药鉴定方面的应用却并不多见.目前,随着中医药在国际上的发展,对于中医药质量的监控已经越来越受到重视.本文旨在讨论拉曼光谱技术及其在中医药鉴定中的应用.方法:通过调研大量的相关文献,讨论并总结了拉曼光谱技术及表面增强拉曼光谱技术(SERS)在鉴定中医药及中医药煎剂成分、产地、真伪等方面的应用.结果:拉曼光谱技术凭借其样品制备简便、对水的散射小等优点,拉曼光谱成功鉴别出了单味中医药的成分、产地以及真伪.同时,表面增强拉曼光谱技术在中医药煎剂成分的鉴定中也体现出了其优越性.结论:拉曼光谱技术及表面增强拉曼光谱技术做为一种新的鉴定手段,中医药鉴定方面有着巨大的潜力,并有望成为中医药鉴定的另一强大工具.
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掺杂纳米粒子的微米氧化铁混悬液用于医用磁共振造影
目的:研制一种新型医用口服磁共振胃肠造影剂,其磁性及造影效果均强于用纳米磁性材料制成的超顺磁性造影剂.方法:根据磁学理论讨论造影剂中磁粒的悬浮稳定性、指出磁粒的尺寸是决定其稳定性的主要因素.用微米级Fe3O4微粒作为磁性粒子、羧甲基纤维素钠作表面活性剂、去离子水作基液,在制备过程中加入少量的非磁性纳米α-Fe2O3微粒.研究了加入不同量的α-Fe2O3微粒对造影剂稳定性的影响.并且对该造影剂进行了稳定性测试,以及活体磁共振加权像实验.结果:加入1 mg/1000 mL的纳米α-Fe2O3,造影剂可达到稳定.该造影剂可清晰勾画胃肠道,对胃肠道病变的诊断有较高的临床价值.结论:本制备方法可增强造影剂的稳定性,且工艺简单；同时微米磁粒的磁性大于纳米磁粒,造影效果明显提高.该制备方法对其它混悬液体系同样适用.
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基于足底动力学测试的步态分析
目的:分析连续步态的特征参数,研究一个完整步态周期所对应的垂直反作用力变化以及能量消耗变化,为扩展和完善步态分析系统提供依据.方法:采用德国zebris FDM步态测试系统测得173名正常人自然行走过程中足底压力数据,根据连续信号和时相对称性指标进行两次数据筛选,终选取了23名(相对称性指数＞0.95)较适宜的步态数据,分别导入SPSS软件进行统计分析及matlab软件进行编程画图.结果:通过分析步速的影响因素得出步速与跨步长/身高的相关性高(r=0.884),而与步态周期、站立相时间高度负相关；编程实现了一个完整步态周期中均值与标准差同时显示的左右脚压力曲线,峰值定量化得出第一峰值约为体重的1.05～1.08倍,出现在步态周期的14％左右,第二峰值约为体重的1.13～1.16倍,出现在步态周期的47％左右；独立样本检验得出能量消耗指数与时相对称性指数用于正常人步态检验无显著差异(P＞0.05).结论:人在自然行走时其步速与跨步长/身高高度相关,其垂直反作用力与体重高度相关；并且能量消耗指数在评定正常人步态功能方面是可行的.
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磁疗用球形永磁磁源空间磁场有限元数值计算方法
目的:研究球形永磁磁源空间磁场不同参数的量值和分布,为定量使用球形永磁磁源提供多参数计算依据.方法:采用有限元数值法计算得出的球形永磁磁源空间磁场的矢量磁位、磁感强度、磁场能量密度量值和空间分布图,并计算绘出磁力线和磁感强度等值线.结果:球形永磁磁源空间磁场的矢量磁位、磁感强度和磁场能量密度均随距磁源距离的增加而快速下降；磁感强度等值线和磁力线更直观地描述了磁场的变化.结论:建立磁源空间磁场计算方法对于更准确地进行磁疗定量研究是非常必要的.
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临床血液流变学指标检测报告单设计不合理应该修正
笔者发现虽然血液流变学广泛用于临床已经20几年,但其指标检测报告单的指标设置仍然比较混乱.报告单设计不合理的现象普遍存在.笔者为了纠正这种现象而撰写此文.研究指出了哪些是科学合理必须的指标和设置这些指标的两方面依据.论文阐明了全血高剪变率、中剪变率、低剪变率黏度,红细胞变形性、聚集性指标的正确含义,并将若干指标的优劣性进行了分析、比较.笔者为血液流变学首次提出了红细胞变形率、红细胞聚集率这两个新概念.研究揭示报告单指标设置不合理性归纳为三个方面:指标太多,指标重复,指标无意义.产生这些不合理性的缘由是:检测仪器厂商炫耀其仪器功能齐全,利于销售；设计者和检验人员血液流变学知识浅薄,指标良莠不分.但愿此文能引起人们重视,共同促进临床血液流变学指标设置和检测规范化.
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人体水分测量技术综述
目的:通过对三种人体水分测量技术进行阐述,对于不同的个体或情形下,使用不同的人体水分测量技术提供参考和依据.方法:对三种人体水分测量技术,包括同位素稀释法、中子活化分析法和生物电阻抗分析法的原理、方法和应用分别进行阐述.比较三种测量技术之间的优点和缺点,探寻它们可应用的领域和范围.结果:中子活化分析法被认为是所有元素检测的参考标准,测量精确率高,但是,测量技术十分复杂,分析成本昂贵,几乎不能用于普通人群体内水分的测量;同位素稀释法的测试精确率较高,测试技术较复杂,测试成本较昂贵,对受试者有一定的危害,一般用于实验室内的测试.生物电阻抗法的测量精确率尚可,测试技术简单,成本低廉,可用于普通人群的测试.结论:三种人体水分测量技术都能够测量出人体内的总体液、细胞外液和细胞内液.但是这三种人体水分测量技术还有其劣势,有待人们进行发展和探索.其中,生物电阻抗分析法是一种成本低廉、安全、无创,能快速而准确地测量出人体水分的技术,测试对象易接受,有较大的应用前景.
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放射生物LQ线性二次模型的数理基础及临床意义
目的:本文拟从对LQ模型提出的数学、物理、数理统计、放射生物学模型的研究分析LQ模型的数理基础和理论背景,系统阐述LQ模型的理论基础,为更好理解并应用放射生物LQ模型提供理论基础,为临床放疗方案改变作参考.方法:从LQ模型的数学公式研究人手,充分发掘LQ模型计算公式得出的数理依据和放射生物学实验结果,分别从LQ模型的N无穷次贝努力实验的泊松概率模型、低LET射线和高LET射线对DNA双链造成击打原理和模型、笛卡尔坐标系和半对数坐标系的应用、细胞存活曲线的计算和表达等几个方面系统阐述LQ模型的理论基础.并研究了α损伤和β的不同数学背景,从射线和细胞作用过程分析人手重新阐述了α、β值的放射生物学意义,同时研究了早晚反正组织中损伤等效剂量计算公式的应用范围.结果:通过对LQ模型分析得到α损伤其实代表了高LET射线与细胞中靶DNA的作用模式,作用概率和辐射场粒子存在一次正相关关系,β是低LET射线与细胞中靶DNA作用的结果,和辐射场中粒子通量存在二次方正相关关系；早晚反应组织等效剂量除了需要满足f＞/(βt/βN)外还需要满足本文(18)式提出的条件.结论:放射生物学LQ模型不单是一个放射生物学模型,其模型得意提出和应用和辐射剂量学、分析数学、数理统计学、生物物理学等学科息息相关,只有深刻理解以上学科在该模型中意义才能正确理解和应用LQ模型.
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基于Snake算法的气道内超声序列图像的边界提取
目的:气道内超声能为肺部肿瘤提供更多的诊断信息,能让医生以对病人伤害很小的方式检视患者肺部,而无需采用传统的有创手术方式.本文提出了一种能用于气道内超声边界提取的新的Snake算法模型.方法:作为非方向性指标,局部相位具有图像的亮度及对比度无关性.本文拟在Snake模型中引入局部相位,以设计其新的图像能量公式.结果:本文所提出的算法与现有的超声边界提取算法进行了提取结果对比.实验结果表明本文所提出的算法优于现有的算法.结论:本文所提出的新算法能有效地对气道内超声图像提取边界.
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基于小波分析的医学图像增强研究
目的:探讨小波分析在医学图像增强方面的应用价值.方法;采用MATLAB 6.5对512×512的CT图像进行实验,依据医学图像特点改进了图像子带小波增强算法,并将结果与常规的图像增强算法进行对比.结果及结论:实验证明:改进的图像子带小波算法可以增强图像的细节特征,并且适合人的视觉特性,提升了医学图像的清晰度,可有效避免平坦区域噪声过度增强的问题.通过实验证明文中采用方法有一定的实践价值和意义.
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彩色背景下人类视觉对比度的测量
目的:本文报道了基于现代数字图像处理的红绿蓝黄青紫六颜色的测定方法,测试模型和测试结果,并获得了人类视觉对比度分辨率阈值随背景色彩变化而变化的函数关系.方法:自愿受试者50名,分别对不同颜色背景色度进行视觉对比度测试.结果:在背景色度从0到255变化过程中,人类视觉红绿蓝黄青紫六颜色的对比度阈值开始迅速下降,达到一个低值后又逐渐升高.结论:该研究结果将为弥补和利用人类视觉对比度分辨率限制产生与之相关的理论、技术和产业,比如为隐身,隐形,和反隐身,反隐形以及不依赖红外技术的其他相关技术和应用奠定相应的理论基础和相关的生理学基础.
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三维图像重建中基于GPU的轮廓插值加速方法
目的:针对传统的的轮廓插值算法在CPU上计算效率低的缺点,将基于距离图像的轮廓插值算法做基于GPU的并行计算加速.方法:基于形状的插值算法主要过程有:(1)轮廓平移使上下两层原始轮廓图像的形心对齐；(2)对原始轮廓图像建立一个对应的标记图像；(3)对原始轮廓图像进行距离变换,得到有不同符号标记的距离图像；(4)对距离图像进行线性插值；(5)从得到的插值距离图像中提取出插值层轮廓；(6)将插值层轮廓回移.将轮廓插值算法中的距离变换过程进行GPU并行化,使距离图像像素标识与GPU线程标识一一对应.GPU的每个线程分别计算距离图像中的一个像素；从显存中读取标记与轮廓坐标,计算出小欧氏距离,并将有标记的距离结果保存在显存中,作为距离图像的一个像素.结果:测试表明,该方法在测验平台上加速高达到600倍.结论:该方法加速效果明显,满足实际应用中的实时交互要求.
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基于加强梯度边缘检测算法和FFT的穿刺针定位方法
目的:针对CT引导介入图像中存在金属穿刺针伪影以及其他噪声,要准确提取穿刺针边缘和针尖的精确位置.方法:将加强梯度边缘检测算法和FFT结合,对图像进行滤波、增强、分割.首先采取高斯滤波器(GLPF)进行低通滤波,然后由罗盘算子、Canny算子提取边缘.通过取样针尖不同坐标计算针道斜率,据此计算针与水平方向夹角.为此训练了300幅CT引导穿刺图像.结果与结论:在MATLAB平台上仿真验证,结果表明,罗盘边缘算子相对应进针角度时,强化了针的边缘,加强梯度边缘检测方法和FFT能有效抑制图像噪声,并能提高针尖角度计算精度.
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基于Ansoft的台式磁共振成像仪双平面梯度线圈的有限元分析
目的:采用Ansoft软件对台式磁共振双平面梯度线圈进行磁场分析和模拟仿真,为梯度线圈的设计和制作提供技术支持.方法:采用设计梯度线圈时得到的线圈绕线中的点数据,设计梯度线圈的Ansoft三维模型,并修改模型设计过程中出现的一些不理想的点数据;设计梯度线圈模型的各种参数,待系统自检成功后,进行梯度线圈的模拟仿真和结果分析.结果:通过三维Ansoft线圈模型的制作、后处理和模拟仿真分析,得到了均匀性很好的纵向梯度磁场和横向梯度磁场模拟图,梯度线圈能够产生具有良好均匀性和线性度的梯度磁场分布.结论:通过梯度线圈的三维Ansoft磁场模拟仿真,可以为梯度线圈的设计和制作提供一定的支持和参考,更好的优化、设计和制作高性能的双平面梯度线圈.
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16层螺旋CT灌注成像在肝硬化中的临床应用研究
目的:探讨16层螺旋CT灌注成像在肝硬化中的临床应用研究价值.方法:2009年3月至2010年3月我院接受16层螺旋CT肝脏灌注扫描肝硬化患者51例,男性39例,女12例,年龄26～79岁,平均年龄51.6岁.根据肝脏功能分级标准进行Child-Pugh分级将肝硬化病人进行分级:其中Child-Pugh A级33例;Child-PughB级9例;Child-Pugh C级9例.采用的设备为德国西门子公司Sensation 16 MSCT扫描系统；将重建后的原始数据采用仪器自带功能软件DynEva进行数据后处理,分别测得并计算出肝脏灌注参数:BV、BF、HAP、PVP、HPI,对所得结果采用SPSS13.0统计学软件包对不同级别肝硬化之间的各个量化指标进行差异性比较,两组间比较采用t检验法(配对t检验)；多组间比较采用单因素方差分析的方法.结果:(1)主动脉时间-密度曲线(TDC)可分为基线、升段、降段、水平段.肝硬化患者Child-pughA、B、C三级曲线形式大致相似.(2)HAP值从Child-Pugh A级的(0.2482±0.0401) mL(min.mL)增加到C级的(0.3078±0.0326)mL/(min.mL),HPI值从Child-PughA级的(0.2482±0.0401)mL(min.mL)增加到C级的(0.3078±0.0326) mL/(min.mL).HPP值从Child-PughA级的(0.2641±0.0410) mL/ (min.mL)减少到C级的(0.2144±0.0963) mL/ (min.mL).HBF值从Child-Pugh A级的(0.2974±0.1232) mL/(min.mL)减少到C级的(0.1856±0.1022) mL/(min.mL).BV值从Child-Pugh A级的(0.9575±0.1283) mL/(min.mL)减少到C级的(0.6302±0.1033) mL/(min.mL).结论:(1)MSCT灌注成像可对肝脏血流灌注参数定量监测.(2)肝脏血流灌注参数能够反映肝硬化的程度.
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生物医学工程专业研究生跨学科培养模式研究
生物医学工程是理工医相结合的综合性交叉学科,该学科要求培养在知识结构上既懂医学又掌握工程技术的复合型人才,这对该学科研究生知识、能力和素质的培养提出了更高的要求.由于各高校生物医学工程专业学科背景与培养侧重点不同,生物医学工程研究生培养模式各异.本文从生物医学工程学科特征与现状分析人手,介绍了中南大学生物医学工程学科发展历程与现状,并结合中南大学生物医学工程学科强大的工程背景、夯实的医学研究与实践发展平台,对生物医学工程研究生跨学科的培养计划、课程设置和培养过程管理等方面进行了系统分析与探讨,同时从科研选题、中期考核和论文答辩等环节对培养过程管理进行了展开讨论,为生物医学工程研究生跨学科复合型人才的培养提供借鉴.
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虚拟仿真教学在《医学影像设备学》教学中的研究与应用
目的:为了克服医学影像设备在教学中存在的原理抽象、教学成本高等种种限制,提出开发医学影像设备虚拟仿真教学系统的方案.方法:以万东程控X线机为例,以Visual Basic 6.0和Keil C51为开发平台,在PC机上模拟操作台的功能,利用下位机系统完成旋转阳极启动、灯丝预热和曝光过程.结果:该系统通过形象生动的操作画面,真实地模拟了程控X线机的工作原理和操作过程,使理论授课和实验教学达到完美融合.结论:对于其它医学仪器的虚拟设计,该方案具有重要的参考价值.
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红外线成像实验教学研究与实践
本文结合医学影像物理学实验的教学实践,研究了红外线成像原理及图像分析实验教学的意义,阐述了在医学影像物理学实验教学中开设红外线成像实验的必要性；根据红外热像仪的成像过程,从学习掌握红外线辐射特性及红外线热成像的物理原理角度,设计了确定测温范围及体表温度的测量、距离与角度对测温的影响、不同材料发(辐)射率的研究、热图像分析等具体实验内容,并对在实验中提高学生实践能力等方面的教学改革做了探讨,使红外线热成像实验在学生掌握红外线辐射特性、红外线热成像的物理原理及提高学生实践能力方面较好地发挥出其应有的作用.
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《医学影像物理》中学生的创新性能力的培养
培养学生的创新性能力对提高高校教学质量、培养创新人才具有深远的现实意义.将培养学生的创新性能力融入到学校教育中是时代发展和社会进步的需要,也是高校教师的责任.创新性能力的培养可以促进学生的学习积极性,使学生自主掌握文献查阅的方法,培养学生的基本操作技能,扎实的研究基础,增强学生的独立思考意识.本文结合医学院《医学影像物理》课程教学的现状,分别从理论课程和实验课程两个方面来探讨在讲授《医学影像物理学》这门课中如何培养学生的创新性能力的途径.在理论课程中,重要的是培养学生的学习兴趣、独立学习和归纳的能力,采用开展课题的讨论方式来扩展学生的知识面.在实验课程中,让学生独立提出设计思路和实验步骤,将被动的“要我做什么”变为主动的“我要做什么”,并且注重理论和实验相结合.这样不仅有助于医学生们感受、理解知识,培养实践能力、创业精神等,同时也有助于提高教师的教学水平,做到“教”、“学”相长,取得双赢的效果.
| 年 | 期数 |
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