张富利；王雅棣；许卫东；蒋华勇；高军茂；刘清智；王平；陈建平；赵一虹
目的:为了有效治疗慢性心律失常等疾病,心脏起搏器被广泛应用于病人治疗方案当中.心脏起搏器的心电处理电路能否安全有效地采集到病人心电信息,决定着心脏起搏器的性能.针对其功耗低、体积小等要求,设计一种应用于心脏起搏器的心电处理电路.方法:根据心电信号的特点,以MCP6042为核心设计出由带通滤波放大电路和比较电路组成的心电处理电路.带通滤波放大电路可对心电信号进行放大并滤除干扰信号而获得可用信号,然后将可用信号送给比较电路进行处理,输出单片机能够识别的信号.结果:以模拟心脏仪提供实验条件,该电路能够从淹没在噪声中的微弱心电信号里提取出供心脏起搏器应用的心律信号,微弱的心电信号幅值仅为0.5 mV,且电路工作电流小于1μA.结论:该心电处理电路结构较为简单,具有体积小、功耗低的突出优点,性能也十分稳定,具有实用价值.
作者：熊显名；周光达 刊期： 2015年第03期
目的:解决新形势下军医大学医学物理教学存在的主要问题,包括学科作用认识不足、课程体系单一、教学内容与医学结合不紧密、体现军事特色不够和管理严而不活等,激发学员的学习兴趣,提高教学质量,增强为军服务的能力.方法:提出了基于构建新课程体系、实施分层分级教学,加强实践教学、拓展网络教学和突出过程评价的教学模式.在课程体系中,突出“精、新、军、用”;在教学内容上实行分层分级教学;在教学方法与教学手段上,围绕“以问题为引导,以学生为主体”;在教学实践中,提出“一转变、二强调、三结合”;在考核方式上注重过程评价.结果:这种新的教学模式得到了学员的认可,95％的学员们反映医学物理教学内容与实际问题结合紧密,体现了军事医学特色,教学内容难度适中,教学方法和手段灵活多样,现代教育技术应用合理,考核方式不唯考试成绩;学员在激发学习兴趣、培养创新思想、增强实践能力和服务部队能力方面取得了显著效果.结论:应当促使教学管理部门、教员和学员充分认识医学物理在培养创新思维能力、动手实践能力方面的重要作用,建立一套适于军医大学的医学物理课程体系、教学模式和评价方法,提高课程的教学质量和增强学员的为军服务能力.
作者：曾召利；屈学民；文峻 刊期： 2015年第03期
目的:通过针对早期中心型肺癌患者开展64排螺旋CT扫描,探讨该种诊断方式的临床应用价值.方法:选取2012年4月至2014年4月本院收治的81例早期中心型肺癌患者作为研究样本,所有患者均开展64排螺旋CT检查,详细记录病患肺段与肺叶支气管的影像学病变表现,并联合手术病理结果进行统计学比较与分析,综合临床观察结果判定该种检查方式的应用效果.结果:本组患者通过临床CT扫描后,81例病例的肺支气管均获良好表现,无一例病例存在显示不佳情况,其检查的显示率为100％.患者的CT扫描病变支数准确率中气管为100.00％,主支气管为95.35％,叶支气管为96.20％,近端段支气管为88.24％.CT扫描与病理结果中支气管腔异常、支气管壁异常以及肺炎与肺气肿的诊断结果比较未见明显差异,无统计学意义(P＞0.05).结论:针对中心型肺癌早期患者采用64排螺旋CT诊断可明确表现病灶部位、数量、阻塞状况以及支气管受累征象,指导临床手术治疗的准确开展,并对临床预后效果具有良好的评估作用,提高临床早期诊断价值,确保患者的生存机率.
作者：杨云辉 刊期： 2015年第03期
目的:研究64排螺旋CT设备对结直肠病症实施诊断的有效性.方法:任意抽选2013年11月—2014年7月到本院接受检查的病人94例,在CT设备下运用扫描方式为病人建立结肠成像,并通过检视成像判断病症.结果:94例病人接受CT扫描检查后,病症均得到准确的诊断,其中有55例病人成像诊断确定为结＼直肠癌症患者,其余39例病人均患有肠外病症,CT检查结果和手术中病理观察结果基本一致(P＞0.05).结论:在CT扫描下,通过影片成像技术开展诊断工作能够准确判断出结直肠病变病人所患的具体病症,医疗机构应普及CT成像诊断方案.
作者：梁健 刊期： 2015年第03期
目的:建立一种插值算法,在用胶片采样得到的低密度剂量矩阵各采样点之间插值,使采样得到的低密度剂量分布矩阵转换为高密度剂量分布矩阵,然后与胶片采样的高密度剂量矩阵进行比较.方法:(1)绘制胶片的光密度-剂量特性曲线将光密度值转化为剂量值;(2)与EPID相同位置处,在用胶片得到的剂量分布矩阵上采样得到一个大小为840×840的高密度原矩阵,再在原矩阵上每隔6个点取一个值,得到一个大小为120×120的低密度矩阵,此方法是仿照Mapcheck2空间分辨率为7 mm,要将其插值为l mm而进行;(3)对此大小为120×120的二维低密度矩阵,采用双立方插值算法,将其插值回大小为840×840的新矩阵;(4)将两个大小同为840×840的原矩阵与新矩阵的对应点进行3％和5％的剂量偏差的比较;(5)在相同的EPID位置处用Mapcheck2得到相同条件下的剂量分布,对此剂量分布采用上述双立方插值的方法进行间隔1 mm插值,将此插值后的剂量分布与胶片得到的剂量分布进行3mm3％标准Gamma分析.结果:对两个大小同为840×840矩阵的对应点的剂量偏差的比较中,射野80％宽度范围内有94.59％的点剂量偏差都在3％以内,有99.32％的点剂量偏差都在5％以内;对用Mapcheck2插值后的剂量分布与胶片得到的剂量分布的比较中,其3mm3％标准Gamma分析的通过率为92.28％.结论:采用双立方插值算法可以使低密度剂量分布矩阵转换为类似于胶片的高密度剂量分布矩阵,且结果具有可靠性.
作者：程秀艳；李明辉；胡逸民 刊期： 2015年第03期
随着移动医疗概念的普及,电生理采集系统的可穿戴性设计已成为研究热点.然而,人体的电生理信号的幅值非常微弱,甚至低至数十微伏,特别在运动状态的人体上,电生理信号常常被淹没在各种各样的干扰和噪声中,难以检测和提取.同时,穿戴性应用对采集模块的体积、电路复杂性、耗电及抗干扰能力等方面提出苛刻要求.本文就此提出一种新型的多道通用电生理信号采集系统,不仅对微幅级的微弱电生理信号保持足够高的分辨度,且具有大动态范围,能有效完成在高噪声、强运动伪迹干扰的情况下的多电生理信号采集.系统结构上分为采集端和移动计算平台两部分,通过蓝牙完成上下位机之间的通信.其中采集端采用低功耗单片机MSP430结合24 bit的△-∑型模数转换器完成信号采集,除模数转换器前面必须使用的抗混叠滤波器外,前端再无任何模拟处理电路.在移动计算平台上,基于Lab-VIEW开发环境设计程序作为信号处理节点,既用作控制界面,又用作信号处理器.多实验证明系统具有通用性强,多可四通道同时采集,系统噪声低至3μV,动态范围高于±300mv,且对微弱信号保持高分辨能力的特点,非常适合于穿戴应用,在移动医疗领域具有重要的应用价值.
作者：管仲玲；郑政 刊期： 2015年第03期
目的:设计调强放疗计划时,多叶准直器(MLC)角度默认为0°.本文以食管癌为例,探讨调MLC角度对调强计划的子野数(静态调强)或控制点数(动态调强)和机器跳数的影响.方法:选择10例已放疗的食管癌患者CT图像作为研究对象,在MLC角度不变(0°)和MLC角度调整至叶片运行方向(X轴)与靶区长轴垂直时分别以静和动态调强方式设计计划,分别比较静和动态调强下两种准直器角度下计划子野数或控制点数和机器跳数差异.结果:MLC运行方向与靶区长轴垂直时与MLC角=0°时对比,子野数平均减少21±8,控制点数减少79±21,机器跳数平均减少幅度分别为130±31和89±19.子野数或控制点数和机器跳数均不同(P=0.000).结论:在食管癌调强放疗计划设计时调整MLC角度使其运行方向垂直于靶区长轴,在不影响靶区和危及器官受量情况下,可明显减少子野数或控制点数和机器跳数,提高加速器的治疗效率.
作者：陈恩乐；吴魁；董事；邱恩毅；陈增边；沈洁 刊期： 2015年第03期
简述3D打印技术的基本方法和原理及其在医学应用中的发展,主要概述3D打印技术在肝脏外科中的应用,如何应用于术前规划、术中手术和术后评估.观察脉管结构的空间位置、界定肝切除术的切除面、辨认和处理肝切除术面内脉管以及关键部位解剖定位,评估肝体积、脉管直径大小.3D打印模型可对肝静脉和门静脉、胆管等脉管进行空间精确定位,准确反应脉管正常与变异,更准确反应肝脏体积,准确反应脉管直径大小等信息,准确界定肝切除术面,并有助于辨认和处理肝切除面的内部脉管,有助于手术操作的顺利完成,可减少手术时间,改善预后.
作者：方兆山；刘星星 刊期： 2015年第03期
目前调强放射治疗计划设计主要有两种方式:一种是基于射束元方式的分步法,即先优化得到射野剖面的强度分布、再据此优化生成子野;另一种是子野直接优化的方法,该法直接用多叶准直器叶片位置及叶片运动参数作为为子野优化参数进行优化计算.本文通过一个模拟例子和一个临床实例对这两种设计方式进行研究,以进一步分析设计方式不同对治疗计划结果的影响.通过对两种具体的不同设计方式下各病例的治疗计划的比较得到了与现有文献完全相反的结论,经分析认为现有文献中关于两种设计方式的比较结论值得商榷,二者的比较应以选择合适的设计流程为前提.同时发现,基于子野直接优化方式的结果对多叶准直器初始叶片位置有较强依赖性;另外,采用本文所采用的基于射束元方式的调强放射治疗过程,将不需要考虑强度的平滑化处理,由该方式产生的子野中有相当比例可以忽略而被舍弃,但对小子野仍需要慎重对待,不可随意删除,子野直接优化方式中之所以存在子野数目需求问题,很大程度上也是由于小子野被忽略;此外,对于子野的权重优化需要选择合适的优化算法.因此自动生成子野的算法值得进一步研究;基于分布法的设计方式在如何选择合适的分群强度级和如何筛选子野的问题上也值得进一步研究;对于一个优秀的治疗计划系统,应该具备两种调强放射治疗计划设计方式,在临床应用上,应根据具体情况,选择合适的设计方式.
作者：陈炳周；路俊哲；侯氢 刊期： 2015年第03期
目的:通过比较Xio治疗计划系统中两种不同剂量算法的结果,以指导临床应用.方法:随机选择7例鼻咽癌患者的调强放疗计划,这些计划的剂量算法都是快速迭代.在射野方向、权重等设置条件都不变的前提下,改用快速傅里叶变换卷积算法重新优化治疗计划.比较两种剂量算法得到的剂量直方图参数、计划时间、治疗时间和机器跳数,并行配对t检验.结果:与快速傅里叶变换卷积算法相比,快速迭代算法PTV似的95％覆盖率降低(t=-4.178,P=0.006),均匀指数降低(t=-1.374,P=0.219),适形指数增加(t=0.942,P=0.382);PTV1的95％覆盖率降低(t=-4.530,P=0.004),均匀指数不变(t=-0.079,P=0.940),适形指数变差(t=-1.679,P=0.144);PTV2的95％覆盖率降低(t=-4.130,P=0.006),均匀指数增加(t=2.264,P=0.064),适形指数降低(t=-2.819,P=0.030);右腮腺D30降低(t=-0.539,P=0.609);左腮腺D30降低(t=-1.236,P=0.263);脊髓D1cm3降低(t=0.622,P=0.557);脑干Dm.降低(t=-1.306,P=0.239);机器总跳数减少(t=-4.790,p=0.000);Gamma通过率提高(t=-0.601,P=0.560).结论:与快速傅里叶变换卷积算法相比,快速迭代算法可显著降低危及器官受照剂量、缩短治疗时间.
作者：王磊；王晓梅；陈维平；姚玉娟；吴建军；江大华；崔晓俊 刊期： 2015年第03期
目的:以小鼠为实验对象,利用以Morlet小波支持向量机(Wavelet Support Vector Machine,WSVM)为神经元的神经网络模型研究小鼠的呼吸与脑电波之间的关系.方法:本文通过对在小鼠睡眠和清醒状态下测得的呼吸信号进行分析,得出两种状态下呼吸频率范围分别为:1.59 Hz～1.98 Hz、1.75 Hz～2.70 Hz,进而根据呼吸频率范围确定与呼吸有关的脑电波信号的频率段并将其分离出来,建立了以WSVM为神经元的神经网络模型.通过该模型定量分析了小鼠在两种状态下与呼吸相关的脑电波的相位变化率和呼吸频率之间的映射关系,得出该模型的小留一法(Leave-One-Out,LOO)误差及对分离出的脑电波信号相位变化率的预测的均方误差(Mean Square Error,MSE),并与传统以径向基函数为核函数的支持向量机(RBF-SVM)模型的小LOO误差及预测精度进行对比分析.结果:以WSVM为神经元的神经网络模型的小LOO误差为0.08907,低于RBF-SVM的小LOO误差0.089 272,因此具有更好的泛化性,且前者的预测MSE为0.286 658,小于后者的MSE(0.291 373).结论:基于WSVM的神经网络在定量描述脑电波与呼吸之间的关系中是一种比较有效的方法,它为解释脑电波与其他复杂动作的关系从而实现人机互动提供了一种机制.
作者：唐莹莉；何世钧；李煜；谢圣东 刊期： 2015年第03期
目的:探讨重型颅脑损伤合并脑疝的临床救治方法,以期能够提升患者愈后质量.方法:选取2011年6月～2014年4月间在我院治疗的57例重型颅脑损伤合并脑疝患者,所有患者均行单侧或者双侧大骨瓣减压术+颅内血肿清除术,评估所有患者的手术前后神经功能缺损评分和颅内压差异以及预后质量.结果:患者术后神经功能缺损评分以及颅内压依次为(18.28±2.43)分及(13.84±3.12)mmHg,均明显低于治疗前的(48.13±1.98)分及(36.39±4.17)mmHg(P＜0.05),差异具有统计学意义;26例(45.61％)患者术后恢复良好,12例(21.05％)患者术后中残,6例(10.53％)患者术后重残,4例(7.02％)患者术后植物生存,9(15.79％)患者术后死亡:5例患者死于广泛脑挫、裂伤,l例患者死于感染性呼吸衰竭,1例患者死于肾功能衰竭,1例患者死于凝血功能障碍,l例患者死于上消化道出血.结论:标准外伤大骨瓣减压术可明显降低重型颅脑损伤合并脑疝患者神经功能缺损评分和颅内压,是治疗重型颅脑损伤合并脑疝的有效措施.
作者：莫士田；黄志宁；陆武华；黄寿崇 刊期： 2015年第03期
目的:为防止血液净化设备的漏血风险,研制了一种新的漏血检测器.它可以克服简单漏血检测器不能辨别颜色容易误判的缺点,以及一般可辨颜色漏血检测器结构复杂的不足.方法:用白色发光二极管产生稳定亮度的光源,以颜色传感器TCS3200作为光检测元件,用单片机进行控制、换算、判断、报警和通讯,构建漏血检测器系统.将测得的RGB信号转换为HSL信号,确定漏血判断的参数,并分析阈值获取的条件和方法.结果:得到亮度等信号对于0.1％的漏血浓度变化具有明显的分辨力,饱和度、色度信号对于在0.5％的临界漏血浓度附近的红色变化都能辨别.可见,亮度可以作为漏血判断的依据,同时色度作为防止误判的参考.结论:此漏血检测器灵敏度高,安全可靠;对于非漏血因素引起的回路透光率变化有防止误判能力;能自适应器件老化、表面污损、透析管透光率变化等因素造成的亮度变化;有频率检测、数值换算、均值滤波、发光自检、双向通讯等智能化功能;硬件结构简单,调试简便,抗干扰能力强.
作者：程海凭；王艳；王选；刘志锋 刊期： 2015年第03期
目的:在调强放射治疗过程中,采用同样的放射治疗手段,通过头颈肩+发泡胶联合的定位方式,与传统单纯的头颈肩面罩固定方式对比,大限度地减少摆位过程中的随机误差,达到精确治疗的效果.方法:随机抽取食道癌病人60例,30人为一组,分为单纯的头颈肩面罩定位和头颈肩+发泡胶联合定位两组.应用Varian Trilogy直线加速器对每一位患者进行一周一次的CBCT扫描,采取两组患者所有的摆位误差数据进行对比分析.结果:单纯的头颈肩定位方式摆位平均误差Z方向约0.287 cm.而采用头颈肩+发泡胶定位,Z方向误差0.187 em.两组数据对比之下,头颈肩+发泡胶联合定位的方式有明显优势,尤其是在Z轴上,大大减少了摆位的随机误差,明显提高了放射治疗的精确性.结论:治疗体位的精确性对于放射治疗的效果为重要,通过改良定位装置,严格按照CBCT验证后的数据进行摆位,能够有效地减少摆位的随机误差,保证了放射治疗的精确度,使正常组织受到少的照射,提高肿瘤局部控制率,减少放疗副反应和后期并发症.
作者：刘裕良；段禾祯；胡道坤；林晓汕；彭金浩 刊期： 2015年第03期
目的:用优选的既往病例建立专家库,通过数据挖掘技术,以实现γ射线立体定向放疗刀治疗计划自动优化.方法:通过C++编程实现功能模块,利用已用12例病例数据建立专家库.模拟3个新病例输入,检验自动生成计划质量.用匹配指数评价病例间是否相似,用综合考虑靶区欠量比率(UTR)、组织超量比率(OTR)的一致性指数(PCI)评价计划质量.结果:在能查询到专家库内相似计划时,能够自动生成UTR为89％,PCI为82％,临床能够接受的治疗计划,若是查询到的匹配指数不理想,则计划质量会受到影响,UTR仅仅为80％,PCI为71％.测试病例的计划生成时间均在2 min以内.结论:通过数据挖掘技术能实现复杂计划的自动优化,随着专家库病例增多,能适应更多不同病例的计划制定,并大大减少计划制定时间.
作者：任信信；戴建荣；张岳；刘征宇 刊期： 2015年第03期
介绍了一种基于快速自由形变的弹性配准算法,并将其应用到放疗患者不同分次间的CT图像中,为进一步分析肿瘤及危及器官的变化及累加剂量提供技术支持.通过Matlab软件编写三维全自动弹性配准程序,应用此程序对鼻咽癌放疗患者不同分次时的两组三维CT图像进行仿真实验验证,并与基于传统Lucas-Kanade光流场模型的三维弹性配准相比较.基于快速自由形变的弹性配准算法配准前后对比,小均方误(MSE)减少了19.8％,相关系数(CC)提高了7.1％;Lucas-Kanade光流场模型算法配准前后对比,MSE减少了37.8％,CC提高10.6％.两种配准方法均取得较好的配准效果,基于传统的Lucas-Kanade光流场模型的三维弹性配准的评价参数好于快速自由形变配准法算法,但快速自由形变配准法算法配准时间只是传统的Lueas-Kanade光流场模型的0.576倍.不过上述两种算法对于细微差别处,仍显得精度不够,如要应用到在线自适应放疗中仍需进一步提高形变的精度与进一步减少配准时间.
作者：庞皓文；孙小扬 刊期： 2015年第03期
目的:在血管内超声(Intravascular Ultrasound,IVUS)中存在的斑点,严重影响图像的质量、图像的细节,以及图像处理的后续工作.为了研究IVUS图像中斑点的特性,以及验证IVUS图像去噪算法的性能,需要对标准图进行模拟加噪.在此基础上,为了提高IVUS图像的质量,便于图像的后处理,需要对IVUS图像进行滤波,在降低噪声的同时保留图像边缘,图像细节等的诊断信息.方法:采用Rayleigh噪声斑点模拟法,对标准图加入Rayleigh噪声后进行下采样,再利用Lanczos核函数进行差值得到所需的模拟图像,通过比较加噪图像与原图的相关系数和互信息,获得优的模拟参数.基于双边滤波器,本文引入了一种改进双边滤波器算法,通过修改像素邻近度权值,以及像素相似度权值衰减程度的参数,自适应滤除乘性噪声,并且结合迭代,进一步提高滤波效果.通过比较滤波前后的PSNR以及SSIM,确定算法中的优参数.结果:利用Rayleigh噪声,采样间隔为1或2,插值函数选用Lanczo2或Lanczo3,所得到的模拟图像与原IVUS图像的相似度佳.对于改进双边滤波器σt取0.6,掩模大小取9×9,迭代次数取5可以取得佳的滤波效果.结论:本文提出的Rayleigh噪声斑点模拟法可以有效地模拟IVUS图像中的斑点噪声.与传统的非线性滤波器相比较,改进的双边滤波器可以有效去处斑点,保护图像中重要的细节,本文所提出的改进双边滤波器达到了更为理想的滤波效果.
作者：黄雍珉；杨丰；林慕丹；毛海群；周宇佳 刊期： 2015年第03期
为了对影响体表温度分布的因素进行分析,建立了患有肿瘤的乳房三维数值模型,模型中用血管树代替了均匀的血液灌注热源项.研究发现血液流动对于乳腺内的组织热状态有着显著影响.由于血管树的存在,乳房表面温度呈现不规律的分布.随着血液流速增加,乳房表面温度升高且逐渐趋于稳定,肿瘤对体表温度分布的影响面积增大,然而由肿瘤参数变化引起的温差与忽略血管树时相比却有所减小.乳腺体表温度分布与乳腺肿瘤关系的研究为红外热像检测乳腺肿瘤提供了基础依据.
作者：乔庆玲；芦玫 刊期： 2015年第03期
目的:单中心上下半野照射为胸中上段食管癌放射治疗提供一种更好的照射方式.通过比较6种不同治疗方案的剂量学分布,比较出靶区覆盖度高、均匀性好、适形度高、正常组织受照量又小的治疗方式.方法:选择20例胸中上段的食管癌病人,采用6种治疗方案,A方案为常规5野适形照射,B方案为常规5野调强照射,C方案为常规3野调强照射;单中心上下半野照射也分3种,D方案为上段5野调强照射,下段3野适形照射;E方案为上段5野调强照射,下段3野调强照射;F方案为上段5野调强照射,下段5野调强照射.比较6种不同方案的靶区受照剂量和正常组织的受照剂量.结果:在6种方案中,单中心上下半野技术的3种方案的靶区覆盖度很好,其中D、E两方案不光肺的低剂量区指标比较低,而且平均肺剂量也较低;E方案的适形指数要高于D方案.结论:对胸中上段食管癌来说,单中心上下半野照射的D、E方案是剂量学比较有优势的方案,能够大程度地提高靶区剂量,而又让肺组织的受照剂量降到低.
作者：曾彪；张九堂；席许平；韩亚骞；杨雯娟；师颖瑞 刊期： 2015年第03期
对比度和边缘是二维图像的两个重要特性,为了提高图像的对比度和增强图像的边缘,本文提出了一种基于边缘系数增强和对比度提升的Curvelet变换图像增强方法.该方法首先对图像进行Curvelet变换得到低频系数和中高频系数,对低频系数采用自适应处理方法,使得低频系数按照原区间分布的概率重新调整分布区间,使低频系数的分布更加均匀,反变换后的图像对比度提高;对中高频系数先用传统的非线性增益函数进行增强处理,然后利用Curvelet系数的映射特性提取出和当前处理系数表达同一区域、同一方向的系数集合,计算这个集合的绝对值之和并与设定的阈值做比较,大于阈值则认为当前系数是边缘系数,之后对其进行进一步增强,这个处理方法能够提高边缘保护指数;后进行Curvelet反变换得到增强后的图像.实验结果表明,与传统的Curvelet变换图像增强方法相比,运用本文方法增强的图像在主观观察上细节较清晰,边缘比较明显,客观指标中的对比度提升了20％左右,边缘保护指数提升了25％左右.
作者：徐效文；王阿记 刊期： 2015年第03期
中国医学物理学杂志
主管:南方医科大学
主办：南方医科大学;中国医学物理学会
