超声诊断实践教学的创新应用——以超声仿真体模结合TBL教学法为例

传统的超声诊断实践教学由于受到教学条件的限制,只能由教师进行演示,学生没有机会进行有效的操作训练,已经远远不能满足当今专业发展和学生培养需要。将超声仿真体模与TBL教学法结合运用到超声实践教学中,让学生分组进行操作训练并拍摄微视频,对超声诊断的实践教学进行了探索和思考,旨在增强学生的学习积极性和成就感,提高学生的团队合作能力和教学效果。

基于互相关系数的钢/玻璃钢结构粘接质量的超声仿真与评价

为了利用两种材料的复合特性,通常采用粘接形式将它们结合在一起,粘接质量严重影响该复合结构的各项性能。该文针对钢/玻璃钢结构粘接质量检测需要,将互相关理论应用于超声检测中,通过不同检测参数下损伤信号和健康信号的互相关系数,研究互相关系数与脱粘尺寸间的内在联系及最佳检测参数。仿真结果表明,采用500kHz频率和45°入射角检测时,互相关系数与脱粘大小具有较好的线性关系,可以实现对粘接结构质量的定量评价。

孤立性囊肿肾脏的混合分布超声仿真研究

目的 3种斑点分布（瑞利分布、莱斯分布和K分布）混合下的孤立性囊肿肾脏的超声仿真研究及性能评价。方法依据肾脏组织结构,分析组织散射点三维特点、超声斑点与组织散射点分布,得到瑞利、莱斯、K分布参数模型,建立组织散点模型。用FIELDⅡ软件对其进行超声仿真。选择45例经超声检查诊断为孤立性囊肿肾脏病变患者,其中男性20例,女性25例;年龄30~75岁,平均年龄51岁。随机抽取30例用于确定组织散射点模型的参数。其余15例用于后续仿真结果的定量统计比较分析。结果通过30例肾脏各参数进行超声仿真,用超声中心频率为5 MHz、换能器为128阵元的线性阵探头对超声射频回波信号经过包络提取、函数插值及对数压缩等处理得到仿真B超图像;同基于传统单一分布散射点模型的仿真结果相比,新方法仿真的肾脏肾髓质、肾皮质、孤立性肾囊肿及囊肿结缔组织回声与实际组织切片一致,也符合临床超声图像的表现。15例临床B超图像验证,仿真回声斑点的分布和各参数值与临床超声各参数一致性更好（P〈0.01）,最大相对误差为0.08,组织结构也更细致分明。结论混合分布构造散射点模型的孤立性囊肿肾脏超声仿真方法具有优越性,仿真效果更为逼真。

基于LabVIEW和MATLAB的超声仿真信号的小波去噪技术

首先对MATLAB中的小波去噪函数做了详细描述,又简单介绍了在LabVIEW中调用MATLAB的五种方法。在LabVIEW开发平台完成了超声仿真信号的设计,并调用MATLAB,对超声仿真信号进行小波去噪处理。为了分析小波去噪的效果,还对信号进行了巴特沃斯滤波来作为对比。

超声仿真结肠成像临床应用的初步研究

目的:探讨超声仿真结肠成像(ultrasound colonography,USC)显示正常结直肠腔的可行性和成像质量。方法:8例健康志愿者行严格肠道准备后,经二维超声评估各肠段(盲肠-升结肠、横结肠、降结肠、乙状结肠、直肠),对肠腔清洁度良好、无肠气及肠腔充盈良好的肠段施行USC检查,统计USC在各肠段的可施行率及成像质量。结果:USC可施行率:盲肠-升结肠4例(50.00%),横结肠3例(37.50%),降结肠、乙状结肠和直肠均8例(100%)。USC成像质量(1级:差;2级:欠佳;3级:良好)结果显示,盲肠-降结肠1级1例(25.00%)、2级2例(50.00%)、3级1例(25.00%);3例横结肠(100%)达2级;降结肠1级0例、2级6例(75.00%)、3级2例(25.00%);8例(100%)乙状结肠及8例(100%)直肠达3级。结论:USC在乙状结肠、直肠的可施行率高,成像质量良好;在降结肠的可施行率高,但成像质量欠佳;在盲肠-升结肠、横结肠的可施行率低,成像质量较差。

超声仿真技术在反应堆压力容器超声检查中的应用

与实验研究相比,超声仿真研究可提高对最基本的超声波回波产生机理以及超声波成像的理解且更为经济。建立数学模型后,可以方便地改变各种参数进行研究,以设计或优化超声检查工艺。以反应堆压力容器法兰-筒体焊缝为例,利用超声仿真技术对其进行超声检查仿真研究,系统介绍了超声检查的仿真过程和仿真结果。

超声仿真模型在《超声诊断学》教学中的应用

仿真医疗设备及其相关教学实践在国内正引领医学专业教学潮流,本文结合高职《超声诊断学》教学实践中的经验,探讨超声仿真模型在教学中的作用,为高职《超声诊断学》教学实践提供新思路。

超声仿真技术和激光超声波可视化技术在核反应堆压力容器安全端窄间隙焊缝超声波检测能力验证中的应用

为了对某核反应堆压力容器安全端与主管道连接窄间隙焊缝的超声波检测能力进行补充能力验证,将超声仿真技术和激光超声波可视化技术应用于安全端与主管道窄间隙焊缝的能力验证,作为技术论证的方法和手段。对检测工艺的超声声场分布覆盖范围、超声波对缺陷的响应以及超声波声束在焊缝中的动态传播规律进行试验。结果表明:超声仿真技术和激光超声可视化技术可应用于能力验证的技术论证过程,节省验证的流程和降低了验证的成本,验证了检测工艺的合理性和可应用性。

非线性造影超声成像数值仿真方法

近年来,基于微泡非线性的造影超声技术得到了长足发展.对比传统线性超声成像,非线性造影超声在克服杂波滤除挑战的同时,能进一步提高成像分辨率.仿真可为超声成像新机制和技术研究提供有效工具,是计算声学长期关注重点.目前广泛采用的声场仿真工具主要基于有限元法、解析法、k空间伪谱法和时域有限差分法等实现.有关组织非线性参数仿真已有较为成熟的解决方案.然而,因未考虑微泡非线性特点,仍不适于微泡非线性造影超声仿真分析.本文从微泡非线性出发,结合经典k空间伪谱法求解组织的超声回波,进而基于修正Rayleigh-Plesset方程数值计算微泡处的受迫振荡响应,提出了一种非线性造影超声成像仿真方法.随后,结合平面波成像方法,分别仿真了单个微泡和成簇微泡的B超图像,并结合不同对比多脉冲序列成像策略(脉冲反转、幅度调制、幅相调制和阵元交替)和不同平面波发射角度验证了方法有效性.相关技术有助于基于微泡非线性的造影超声技术发展.

超声模拟人仿真系统在超声专业医师规范化培训教学中的探索与实践

文章以该院引进的超声模拟人教学仿真系统为载体,借鉴国内外模拟仿真教学经验,在使用模拟人仿真教学系统教学过程中开展启发式、案例式、翻转式、螺旋式等多种实验教学方法用于超声专业住院医师的规范化培训教学,增改适合该系统的教学内容,及时对教学效果进行分析和总结,构建适合于超声模拟人教学仿真系统的教学体系。该研究通过对超声模拟人仿真系统在超声专业医师规范化培训教学中的实践为新时期下超声住院医师培训提供借鉴和经验。

模拟人结合PBL在超声科住院医师规范化培训中的应用

在超声科的住院医师规范化培训中传统的指导教学方法一直是主流。随着科技的进步,模拟仿真技术的引入提供了新的教学可能性。为此,本研究探索将超声模拟人仿真技术与基于问题的教学方法(problem-based learning,PBL)相结合,旨在通过模拟真实临床情境,激发学习者的主动探索精神和解决问题的能力。结果显示仿真技术结合PBL在医学教育中有潜在应用价值,不仅增强住院医师的实践能力,还可能提高其解决复杂问题的能力,可为其今后的职业生涯奠定坚实的基础。

复合绝缘子内部缺陷的超声相控阵检测的仿真研究

利用超声相控阵对高压输电线路中复合绝缘子内部缺陷的带电检测,分辨率高、检测速度快,为了了解相控阵超声检测复合绝缘子内部缺陷的性能,优化相控阵超声探头参数和扫查方法,利用Field-Ⅱ进行仿真,研究了对相控阵超声探头声场分布,以及复合绝缘子超声相控阵检测中单焦点扫描、动态聚焦扫描、幅度变迹技术对成像质量的影响,根据仿真结果,选取了合适的相控阵探头参数及扫描方式,为超声相控阵仪器的设计提供了依据。

基于频散特性的杆中超声波传播仿真

针对超声实时在线检测中缓冲杆应用的局限性,以无限长杆的频散特性为理论基础,利用有限长杆的端面边界条件,分别以应力关系和应变关系为系统函数,建立了超声波在有限长杆中传播的系统模型。通过在杆端面施加激励,借助系统传输模型,获取回波信号,并与实验进行对比,验证该方法的正确性。同时得出了超声波在有限长杆中传播产生的多次回波的重复周期与杆半径之间成正比的关系。

颈动脉斑块的超声仿真及系统实现

根据对颈动脉斑块几何形状、组织特征及声学特性的分析,提出基于FIELD II颈动脉斑块血管的超声仿真方法,并利用MATLAB中的图形用户界面设计开发超声仿真系统。以基于元球的隐式曲面造型技术对斑块血管进行三维几何建模,以空间位置伽马随机分布的散射点对其进行组织建模,超声仿真并建立仿真系统。对系统仿真的超声图像进行统计分析,与模型预设值及临床B超图像进行比较,结果充分验证了本文仿真方法及仿真系统的有效性。

超声波衍射时差法检测的有限元仿真

超声波检测是常用的无损检测方法,因超声波传播过程复杂,含有各种噪声信号,使缺陷衍射信号夹杂在大量噪声中难以被辨识出来,导致检测结果抽象.为了更好地应用超声波衍射时差法(TOFD)检测技术,对超声波衍射时差法的机理进行了有限元分析.首先,利用TOFD实验检测了带有人工缺陷的焊接钢板,提取了带有噪声的检测信号.其次,用ANSYS软件模拟仿真了超声波在工件中的传播过程,建立了焊接钢板和人工缺陷的有限元模型,分析确定了缺陷衍射信号.最后,对比了仿真结果与实验结果,发现仿真结果符合实际检测情况.结果表明超声波有限元仿真方法可以用于缺陷的定量与定位分析,为实际检测复杂的工况提供了可靠的评判依据.

64层CT冠状动脉造影仿真血管内超声技术的应用价值

目的探讨64层螺旋CT冠状动脉造影仿真血管内超声技术(冠状动脉CTA V-IVUS)在冠状动脉粥样硬化斑块定性、定量分析中的价值。方法从2008年12月至2011年6月所做1 015例冠状动脉CTA中选出正常20例、冠状动脉粥样硬化软斑块20例、纤维斑块10例、混合斑块10例、点状钙化斑块10例和条、块状斑块10例,并从异常病例中选出冠状动脉管壁不规则正性重构17例和负性重构10例,共107例。在冠状动脉CTA曲面重建图像上移动取样线获取各支冠状动脉各处的横断面仿真血管内超声图像,分析冠状动脉管壁和冠状动脉斑块的形态,测量冠状动脉管壁的厚度、斑块的大小和面积、正常管腔面积和斑块处管腔面积和外弹力膜包绕的面积。结果冠状动脉CTA V-IVUS以不同的颜色分别显示冠状动脉管壁、管腔及斑块的形态、斑块伴随的异常以及冠状动脉与毗邻结构的关系等;通过公式计算可获得血管重构的类型、狭窄面积等定量指标。结论冠状动脉CTA V-IVUS在冠状动脉斑块病变的定量评估中有一定的价值;结合冠状动脉CTA的其他功能可对冠状动脉斑块病变作出更为全面的定性、定量评估。

基于PZFlex的材料超声检测仿真研究（英文）

为了将抽象的声场传播变成可见的图像,更有利于探伤人员准确的定位缺陷的位置和大小。主要针对超声在材料中的传播进行研究,根据经典波动方程,研究超声在材料中传播的原理,并利用原理对超声波的横波纵波进行解释。在探究超声探伤成像方法上,使用有限元软件PZFlex基于时域/瞬态分析方法对其进行谐响应分析,建立出对应的超声探伤的数学模型。再根据所建立的模型,进行超声在材料中的仿真研究。最后,通过具体的超声探伤实验来证明仿真模型对缺陷的位置与大小定位的准确性。

多层包铁结构超声反射频谱数值仿真

随着直升机技术的发展,急需对一种新型的直升机桨叶包铁结构做质量检测研究,该包铁结构外层为不锈钢,中层为橡胶、加热元件,内层为玻璃纤维。包铁结构需要分类识别的4类典型结构为上层脱粘缺陷、加热元件、下层脱粘缺陷、无缺陷无加热元件,但这种包铁结构较常见多层结构层数多、层厚薄、需识别分类多,超声波在这种结构中会发生严重的混叠现象。因此研究了超声波在薄壁多层结构中的传播规律,建立了新的包铁结构的超声反射频谱模型,将测试的不锈钢、橡胶、玻纤的声速、声阻抗、频率-衰减系数曲线、2.25 MHz和5 MHz的探头频谱代入模型进行仿真,仿真结果表明,2.25 MHz探头可以识别出包铁的4种结构,5 MHz探头可以识别出除下层缺陷的另外3种结构,实际检测结果验证了新模型的仿真结果。

基于Abaqus的超声波有限元仿真研究与无限元边界创建方法

简要介绍了在铝块中激励超声波的建模仿真过程,通过理论声速和仿真所得声速的比较验证仿真的准确性,并精确计算出采样点与缺陷之间的距离,同时提出了一种创建无限元(infinite elements)边界的方法,以减少声波在边界的反射。

多元化整合的混合式学习教学法在超声实践技能教学中的应用

目前,超声医学在辅助临床诊断的同时飞速发展,在疾病的治疗领域也有其独特的优势和价值。临床对超声医生的需求量越来愈大,加强影本学生超声医学实践技能的教学,是使医学生的理论知识转化为实践操作能力的关键的步骤。随着超声医学的发展及临床对于超声的需求,传统教学所提供的知识内容略显单一,并在实践中显示出其薄弱之处。其中在有限的教学时间和教学环境基础上,最大程度的提高学生的超声上机实践能力,成为超声医学教学急需解决的问题。