姚二华；梁平；刘光贤；段继梅；杨永林；刘建民；王志伟；梁健宁
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: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
目的:探讨能谱CT扫描所测量CT值与碘浓度之间的关系,测量未知成分混合物的衰减系数、混合物密度和有效原子序数.方法:采用GE公司标准定量分析体模,体模圆周上9个孔,共安装3个试管(ROI1,ROI2,ROI3),试管长度100 mm,外径25 mm,内径18mm,其内装有不同浓度标准碘液,浓度依次为0.6 mg/mL、0.4 mg/mL、0.2 mg/mL.结果:能谱CT成像可以探讨多参数成像,可以获得CT单能量成像,混合能量图像、能谱曲线//有效原子序数、混合物的密度对临床诊断的多参数分析提供了理论依据.结论:通过能谱CT的理论模型和实验数据结合分析,可以测量多个成像参数.
作者：盖立平；刘爱连；孙美玉；刘义军；孙芹敏；刘静红；鞠烨；浦仁旺；田士峰 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
目的:探讨彩色多普勒超声对甲状腺癌(Thyroid Carcinoma,TC)的临床诊断价值.方法:回顾性分析我院2012年1月～2014年10月收治的98例经病理确诊的TC患者的临床资料,均行彩色多普勒超声检查.观察肿瘤位置、数量、边界、内部回声及形态,观察肿块血流分布,测量血流阻力指数,探查颈部是否伴淋巴结肿大.结果:TC患者典型声像图特征为:边界模糊不清的实质性低回声,且内部伴砂粒样钙化;结节的血流分型:Ⅰ型10个、Ⅱ型28个、Ⅲ型54个、ⅣV型30个;106个结节阻力指数大于0.7,25例患者出现淋巴结转移;彩色多普勒超声对单发性结节的诊断准确率91.86％,显著高于多发性结节的44.44％(P＜0.01);与肿块直径大于20 mm者相比,肿块直径不足20 mm者等回声或高回声结节数量更少(P＜0.01);与年龄不足40岁者相比,年龄超过40岁者等回声或高回声结节数量更少(P＜0.01);径线≤10mm的结节横纵比≥1的概率更高(P＜0.01).结论:TC患者的彩色多普勒超声声像图具有一定特征性,彩超对TC的诊断与鉴别具有重要临床应用价值.
作者：林洁 刊期： 2015年第03期
目的:研制内镜下经蝶鞍底重建预制模块.方法:在尸头上建立鞍底缺损模型并模拟神经内镜下经蝶入路修补脑脊液鼻漏手术.分别采用多层重建修补法(A组)和填充高吸水生物树脂的预制模块(B组)进行修补.记录两组修补重建的操作时间,修补次数和修补成功次数.在修补成功后,在不同压力条件下,连续观察8d,记录其有效时间.结果:A组手术操作时间为(40.7±11.8) min,B组为(30.4±7.0) min;B组用时明显少于A组(P=0.000).两组修补成功率分别为82.5％和93.8％,差异无统计学意义(P=-0.151).在不同压力下,两组的有效时间差异均无统计学意义(P＜0.05).结论:模拟手术时填充高吸水生物树脂的预制模块能有效、可靠地修补重建鞍底,并可节约操作时间.
作者：邱明兴；彭玉平；樊俊；李煜 刊期： 2015年第03期
目的:探讨经阴道子宫输卵管超声造影中联合负性造影剂对宫腔病变的诊断价值.方法:对407例不孕症患者采用微泡型造影剂进行经阴道子宫输卵管超声造影后联合负性造影剂再次进行宫腔造影,观察宫腔整体形态有无异常、宫腔内膜面光整程度及有无病变并记录病变的位置、大小、形态、回声、与内膜的关系等.其中对59例造影结果与宫腔镜进行对照.结果:从407例微泡型造影剂造影中发现宫腔病变71例,阳性率17.4％,其中子宫畸形17例,内膜息肉33例,粘膜下肌瘤1例,宫腔粘连38例,子宫切口憩室7例.从407例负性造影剂造影中发现宫腔病变166例,阳性率40.8％.其中子宫畸形15例,内膜息肉33例,粘膜下肌瘤2例,宫腔粘连109例,子宫切口憩室7例.两种造影剂对内膜息肉和宫腔粘连的发现率比较,差异具有统计学意义(P＜0.001),而对子宫畸形、粘膜下肌瘤及切口憩室的发现率诊断比较,差异无统计学意义(P＞0.05).与宫腔镜对照(Kappa值=0.781),负性造影剂造影诊断宫腔内病变的敏感性、特异性、阳性预测值、阴性预测值分别为98.1％、80.0％、98.1％、80.0％.结论:负性造影剂可清晰显示宫腔内病变,尤其对体积较小的内膜息肉及宫腔粘连的诊断优于正性造影剂,经阴道子宫输卵管超声造影中联合负性造影剂可提高宫腔病变的诊断符合率.
作者：范丽；王莎莎；程琦；朱贤胜；王泓；凌茵 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
心电和脑电是反映一个人生理特征的两个重要指标,通过采集一个人的心电信号和脑电信号,可以判别他的情绪和生理的变化,进而分析不同情况下决策的变化.本文设计并开发了一套多路并行测量人体心电和脑电信号的仪器,主要完成了信号的采集、滤波、放大,以及AD转换,并通过蓝牙传输模块,将数据传输至电脑,后在电脑上显示所采集的信号.本系统主要有心电脑电信号采集模块和信号传输模块,信号采集模块以ADS 1198为核心,主要完成信号的采集、滤波、放大和AD转换功能.信号传输模块由MC9S 12XS 128单片机和蓝牙模块组成,主要完成数据的传输功能.本文采用了陷波滤波器的方法消除了50 Hz工频干扰,加入前端放大模块,增加了系统的放大倍数,同时,借助采样定律计算得出了合适的采样频率,以保证采样的快速和准确.本文设计的仪器,通过电极直接接触人体,能够多路并行采集人体的心电和脑电信号,采样结果通过蓝牙模块传输至电脑,在电脑端直接显示所采集到的人体信号,采集结果快速准确,在系统正常工作情况下,整个系统的电流维持在50 mA—65 mA,功耗低,采用1600mAh的锂电池完全可以满足大规模试验的功耗要求.这种仪器的主要特点是占用空间小,功耗低,多路并行,便于大规模实验.经测试成功后投入实验使用,并取得了良好的效果.
作者：赵家骏；沈惠璋；王翌清 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: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
目的:三维适形放射治疗是目前肺癌放射治疗的标准方法,研究怎样优化计划才能设计符合治疗要求的IMRT放疗计划.方法:随机选择1例肺癌患者,进行CT扫描、靶区和危及器官的勾画,用放射治疗计划系统进行IMRT计划设计,对计划进行优化直到找到优解或满足临床医生所设定的条件,优化过程中通过改变照射野数目、射野角度、调强参数和各目标函数等多次实验达到临床医生能接受的标准.结果:在保证靶区剂量的同时,能很好地控制肺V20,大大降低了病人治疗后患放射性肺炎的几率,而且能保证脊髓、心脏等重要器官未超过耐受剂量.结论:该计划是一个能被临床医生所接受的计划.IMRT放疗技术主要是通过提高肿瘤靶区的适形度以增加照射剂量,同时减少正常组织照射体积和剂量,增加肿瘤控制而不增加正常组织照射量的方式来提高肺癌放疗增益比.
作者：史贵连；叶福丽 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
目的:采用超声心动图检测法初步探讨电磁脉冲(Electromagnetic Pulse,EMP)辐照对大鼠左心室心功能的影响.方法:14只健康雄性SD大鼠随机分为两组,每组7只.在锥形平板GTEM小室内接受EMP辐照,EMP辐照参数为:场强200 kV/m,脉冲前沿3.5 ns,脉宽14 ns,重复频率l Hz,正常对照组进行假辐照.两组大鼠于辐照前及辐照后6h、2d和3d,采用超声心动图检测大鼠左室舒张末期容积(LVEDV)、左室收缩末期容积(LVESV)、每搏输出量(SV)、左室射血分数(EF)、短轴收缩率(FS)和心动周期(CC)等形态学与功能学指标,采用SPSS软件进行两因素多水平重复测量数据的方差分析.结果:两组大鼠左心室心功能各项指标辐照前基础值无显著性差异;辐照因素、时间因素及照射-时间交互作用对大鼠心功能指标LVEDV、LVESV、SV、EF、FS、CC等的影响未见显著性差异.结论:该条件下的EMP辐照不足以造成大鼠心功能的明显改变,超声心动图是一种安全、无创、可重复性强的评估大鼠心功能的方法.
作者：李宝丰；郭国祯；任东青；崔凯；陈蓓；章莹；夏虹 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: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
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
目的:为了解决胶囊内窥镜的定位问题,为活检和喷药提供方位信息,提出了反馈式交流励磁跟踪方法.基于Levenberg-Marquardt算法对初值的依赖和局部优化能力以及人工蜂群算法的随机性和全局优化能力,提出了一种改进的人工蜂群算法和Levenberg-Marquardt算法相结合的新型混合全局算法来解决定位问题.方法:根据方位跟踪原理建立跟踪模型,然后用此算法求解跟踪数学模型,求得胶囊的位置和方向信息.采用Visual Studi0 2010进行了算法仿真实验,本文选择根据实际情况从螺旋线上有规律的选取100个点,并将100个(x,y,z,d,β)方位坐标的代入模型公式得到对应的100组电压值,然后再利用本文提出的混合算法求得100组电压值对应的100组方位值.以此方法来验证算法的正确性和高效性.结果:实验结果表明该定位算法能成功求解磁跟踪非线性方程组,且位置和方向误差均极小,迭代次数也在允许范围之内.结论:此算法充分利用了LM的局部寻优能力和ABC的全局寻优能力,不但克服了LM对初始向量选择的依赖,补偿了ABC算法定位效率不高的缺点,而且算法的求解精度高,收敛速度快,具有很好寻优能力.
作者：杨菲；郭旭东；翟刚 刊期： 2015年第03期
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:应用三种探测器测量外置微型多叶准直器的射野相对输出因子(Relative Output Factor,ROF),并与蒙特卡罗(Monte Carlo,MC)方法的计算结果进行比较,对结果予以分析评估.方法:在6MV、15MV X线条件下,采用cc01、cc13、SFD三种探测器在IBA第二代蓝水箱中测量医科达APEX外置微型多叶准直器0.49 cm×0.49 cm～11.3 cm×11.3 cm照射野的ROF值;采用商业化的蒙特卡罗XVMC (X-Ray Voxel Monte Carlo,XVMC)源程序计算上述几何条件下的ROF,并与测量值进行比较.结果:对于cc01探测器,0.49 cm×0.49 cm照射野条件下,ROF测量值与MC计算值相对偏差较大,射线能量6MV时为21.11％,射线能量15MV时为11.34％.对于cc13探测器,照射野面积为0.49 cm×0.49em、0.98 cm×0.98 cm时,测量值与MC计算值偏差很大,射线能量6 MV时分别达到53.17％和15.03％,射线能量15MV时分别达到49.66％和15.85％.对于SFD探测器,由于其内径仅为0.6 mm,各个射野面积条件下测量结果基本不受空腔尺寸的影响,各个射野面积条件下其测量值与MC计算值吻合均较好.结论:测量外置微型多叶准直器小照射野ROF值时,由于缺侧向电子平衡和边缘剂量梯度多大,需要谨慎选择探测器.本研究证实,不同的探测器对ROF值的准确性存在较大的影响.选择灵敏区体积极小的半导体探测器并注意测量的几何条件,可以准确地测量小照射野的ROF值.
作者：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 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
