Методика визуализации: Методика визуализации

Секреты визуализации: как мечтать, чтобы всё сбывалось

8 декабря 2020 Продуктивность

Научный подход и практические советы.

Ия Зорина

Автор Лайфхакера, атлет, КМС

Что такое визуализация

Визуализация – это создание мысленного образа цели. Вы представляете, чего хотите добиться и как будете это делать.

Многие воспринимают визуализацию, как надежды на хорошее будущее: «Создай себе доску желаний и почаще смотри на неё». Такой стратегии не хватает одной важной детали – связи с реальностью.

Если вы представляете жизнь в шикарном доме, но не думаете о том, как на него заработать, мечта так и останется мечтой.

Эффективная визуализация включает в себя и объект желания, и действия по его достижению.

Вам придётся представить каждый шаг на пути к цели: в каком направлении вы будете работать, какие препятствия вам придётся преодолеть и как вы это сделаете. Это не так приятно, как простые мечты, зато помогает добиться реальных результатов во многих областях.

Для чего используют визуализацию

Многие успешные люди, такие как Опра Уинфри, Джим Керри, Уилл Смит, считают визуализацию частью своего успеха.

Спортивные психологи утверждают, что визуализация помогает улучшить показатели атлетов, преодолеть страх и быстрее восстановиться после травмы. Она помогает врачам избежать ошибок, полицейским – испытывать меньше стресса, музыкантам — играть быстрее и лучше.

Психологи рекомендуют визуализацию для:

• обучения новым навыкам;
• достижения сложных целей;
• обретения контроля и уверенности в себе;
• поддержания спокойствия во время стресса;
• разработки новых планов и стратегий.

Рациональные люди могут относиться к этой технике с недоверием, поскольку она выглядит ненаучной и отдаёт эзотерикой. На самом деле визуализация не связана с астральными проекциями и высшим разумом. Она влияет на мозг человека, и научные данные подтверждают это.

Как визуализация влияет на мозг

Учёные обнаружили, что мозг не разделяет происходящее в воображении и в реальности. Когда вы вспоминаете что-то или представляете свои будущие действия, в нём выделяются те же химические вещества, что и в реальной ситуации.

Ваш мозг ведёт себя одинаково, и не важно, переживаете вы событие в реальности или только представляете его.

Нейромедиаторы — химические вещества, с помощью которых мозг отдаёт команды телу, стимулируют моторный контроль, внимание и планирование, что побуждает человека к действию.

Согласно признанной в неврологии теории Хеббиана, нейроны, возбуждаемые вместе, связываются между собой. Воображая будущее, вы создаёте новые нейронные связи в мозгу, которые помогают вам мыслить и действовать по-другому.

В частности, визуализация стимулирует ретикулярную активационную систему — область в мозгу, которая работает как фильтр информации и позволяет вам замечать только то, что важно для вас. Вот почему, когда вы начинаете думать о новой работе или о новом клиенте, внезапно вам подворачиваются возможности.

Как правильно использовать визуализацию

Есть несколько ключевых моментов эффективной визуализации.

Ставьте ясную цель, которую можно измерить

Выбирая картинку для визуализации, постарайтесь сделать её максимально точной и конкретной. Например, если вы хотите спокойно поработать над книгой утром, представляйте, в каком часу это происходит и сколько времени вы проработаете.

Представляйте в деталях

Представьте, как вы работаете и достигаете цели, шаг за шагом. Добавьте как можно больше деталей: где вы находитесь, во что одеты.

Подключайте все свои чувства

Попробуйте вообразить, чем пахнет в помещении, как гудят ваши ноги после пробежки, как звучат аплодисменты, вызванные вашей блестящей речью.

Запишите, как сценарий

Люди, фиксирующие свои цели на бумаге, с большей вероятностью достигают их.

Запишите сценарий своей визуализации на листе, в электронном виде или в аудиоформате. Повторное его прослушивание или перечитывание помогут вам сформировать более чёткий образ.

Рассмотрите разные варианты развития событий

Когда вы думаете о будущем, неизбежно возникают страхи, беспокойство, и мысли: «А что, если…» Используйте их, чтобы сделать ваше видение более гибким.

Мысленно проходите через барьеры, как внутренние – недостаток энергии и уверенности в себе – так и внешние. Например, время, деньги, обстоятельства. Представляйте, как вы справляетесь с каждым из них.

Так, если вы ужасно боитесь выступать на публике, представьте самое страшное, что может произойти: вы упадёте, поднимаясь на сцену. Подумайте, что вы сделаете в этой ситуации: встанете, отряхнёте штаны и отмочите какую-нибудь шутку, чтобы весь зал покатился со смеху.

Есть хорошая модель для составления такого рода планов — WOOP (Wish, Outcome, Obstacle, Plan). Слова, из которых составлен акроним, переводятся как желание, результат, обстоятельства, план. Вот как использовать эту модель:

1. Напишите своё желание на следующие четыре недели. Оно должно быть сложным, но достижимым. Опишите его в четырёх-шести словах.
2. В деталях представьте результат. Опишите его как можно подробнее.
3. Придумайте обстоятельства, которые могут вам помешать. Запишите все свои предположения и страхи. Фиксируйте только то, что зависит от вас.
4. Создайте план. Для каждого обстоятельства придумайте варианты развития событий. Например: «Если я упаду на сцене, то я встану и пошучу на этот счёт. Если телефон зазвонит, когда я буду писать, то я выключу его и перезвоню позже».

Если техника визуализации всё ещё кажется вам сомнительной, для начала попробуйте добиться какой-нибудь небольшой цели: научиться отжиматься 50 раз, найти подработку, завести нового друга. И когда вы убедитесь, что она работает, интегрируйте её в свою жизнь на постоянной основе.

Читайте также 🧐

• 5 шагов к жизни, о которой вы мечтаете
• 3 упражнения, чтобы преодолеть препятствия на пути к мечте
• Как достичь любой цели: универсальная инструкция

Метод визуализации дозвуковых течений и его применение к исследованию обтекания профилей Текст научной статьи по специальности «Физика»

________УЧЕНЫЕ ЗАПИСКИ Ц А Г И

Т о м III 197 2

№ 5

УДК 533. 6.071.082.5

МЕТОД ВИЗУАЛИЗАЦИИ ДОЗВУКОВЫХ ТЕЧЕНИЙ И ЕГО ПРИМЕНЕНИЕ К ИССЛЕДОВАНИЮ ОБТЕКАНИЯ ПРОФИЛЕЙ

В. М. Божков, В. М. Захарченко, А. С. Мозольное,

А. Д. Хонькин

Отработана методика визуализации дозвуковых течений при помощи местного изменения температуры поверхности модели. Проведено экспериментальное исследование обтекания модели крыла прямоугольной формы в плане с остроносым профилем (хорда &= 140 мм) в диапазоне скоростей от 1 до 40 м/сек и углов атаки от 0 до +25°.

1. Существующие оптические приборы позволяют наблюдать процесс обтекания тел в широком диапазоне скоростей набегающего потока. Исключение составляет область от метров до десятков метров в секунду, плохо поддающаяся визуализация из-за отсутствия заметных градиентов плотности среды при таких скоростях. Для решения этой задачи применяются различные методы, основанные, как правило, на отражении или рассеянии света малыми твердыми или жидкими частицами, вводимыми в поток, либо на преломлении света вводимыми в поток струйками жидкости [1]. В случае газов изменение плотности можно получить путем изменения температуры. Известны работы [2—4], где для этой цели использовались, например, нагретые проволочки, выполняющие роль источников тепловых струек и расположенные в непосредственной близости от моде-дей. В работах по экспериментальному изучению свободной и вынужденной конвекции визуализация достигалась равномерным нагреванием самих исследуемых объектов [5]. Однако перечисленные методы обладают рядом недостатков, связанных либо с возмущениями, вносимыми в поток, либо с наличием концевых эффектов [6]. В работе [6] было показано, что можно визуализировать обтекание тел при помощи местного изменения температуры их поверхностей. В этом случае наблюдается плоская картина течения в сечении, в котором расположен линейный элемент, вызывающий изменение температуры. В данной статье описывается методика такой визуализации обтекания.

Методика отрабатывалась в дозвуковой аэродинамической трубе замкнутого типа. Исследовался 10%-ный симметричный профиль крыла прямоугольной формы в плане с острой передней кромкой (6=150 мм, / = 200 мм). Подогревателем служила нагреваемая электрическим током никелевая проволочка диаметром

0,2 мм, размещенная от носка до задней кромки вдоль хорды заподлицо с верхней поверхностью модели на керамической прослойке. Необходимая отделка поверхности достигалась использованием термостойкого клея.

В некоторых случаях для увеличения теплосъема подогревателем может служить металлическая лента или тонкий слой металла, напыляемый на поверхность. Для раздельного изучения различных областей течения такие подогреватели могут быть выполнены в виде нескольких секций, нагреваемых независимо друг от друга.

Для наблюдения обтекания модели использовался теневой прибор ИАБ-451 совместно с фотографирующей аппаратурой (фотоаппарат „Зоркий» и скоростная киносъемочная камера „Пентазет“). Время экспозиции зависело от типа осветителя, частота скоростной киносъемки равнялась 3000 кадрам в секунду. Источниками света служили лампа накаливания мощностью 50 вт, ртутная лампа ДРШ-250 и оптический квантовый генератор ЛГ-36А, работающий в одномодовом режиме.

Чувствительность экспериментальной установки определялась юстировкой, мощностью выделяемой на подогревателе, а также типом применяемого источника света. От правильности юстировки элементов установки зависит качество получаемого изображения. Например, при наклонении светового пучка к верхней плоскости крыла возникает дифракция света и на фотоснимке появляется яркая полоса, параллельная этой поверхности [7].

При заданной скорости потока мощность, выделяемая подогревателем, должна быть достаточной для нагрева жидкости до температуры, вызывающей появление неоднородностей, заметных в теневом приборе. Такие неоднородности возникают при перепадах температур около 10—20°, что позволяет получать фотоснимки с контрастностью 10% [8]. Во всех случаях температура подогревателя незначительно отличалась от температуры газа в потоке и не влияла на характер течения [9, 10].

Максимальная возможная чувствительность теневого прибора зависит от выбора используемого источника света. Обыкновенные источники света дают конечную ширину изображения щели, что затрудняет определение положения линий равных углов отклонения вследствие размытия границы перехода свет— тень. Уменьшение размеров щели при соответствующем увеличении мощности источника приводит к появлению заметной дифракционной картины, искажающей изображение и снижающей чувствительность. Применение в качестве осветителя лазера с фокусирующей системой устраняет эффект дифракции и позволяет получить практически точечный источник света с размерами, определяемыми качеством оптики фокусирующей системы. Так, при использовании круглой диафрагмы диаметром 0,01 мм сфокусированное излучение лазера полностью помещалось внутри диафрагмы, что позволяло обходиться без диафрагмы вообще.

2. Основной целью испытаний являлась отработка методики визуализации. В задачу входило изучение влияния интенсивности нагрева на картину визуализации, определение диапазона скоростей, в котором получается качественное изображение обтекания исследуемого тела, качественное и количественное изучение обтекания исследуемого крыла. Для исследования была выбрана область малых чисел Рейнольдса, вычисленных по хорде крыла и лежащих в пределах от Ы04 до 1-105. Скорость потока изменялась от 1 до 40 м/сек при изменении угла атаки крыла от 0 до + 25°.

Сравнение снимков картины обтекания при нагреве верхней (углы атаки от 0 до 25°) и нижней поверхностей (углы атаки от 0 до —25°) показало, что конвективные токи не влияют на наблюдаемую картину уже при скоростях, больших 1 м/сек, что согласуется с результатами работы [1]. Качественного изменения обтекания при изменении мощности (в испытанном диапазоне), выделяемой подогревателем, при постоянных значениях угла атаки и скорости набегающего потока не наблюдалось. Так, при увеличении тока нагревателя в 2 и 4 раза снимки установившегося течения были практически одинаковыми.

Были получены теневые снимки обтекания крыла при различных углах атаки. Съемка велась при выдержках 0,001 сек с использованием ножа в плоскости изображения. Как показывает анализ фотографий, качество наблюдаемой картины ухудшалось при увеличении скорости из-за интенсивного уноса тепла потоком. В этом случае требуется увеличить мощность подогревателя, а разрешающую способность снимков можно повысить применением импульсных источников света с короткими длительностями импульса порядка микросекунд И меньше. 12 [11]*, сравниваются на фиг. 1.

При а = 5° вблизи передней кромки возникает зона местного отрыва ламинарного пограничного слоя (пузырек) при скоростях набегающего потока не менее 2,5 м/сек. Размер и форма пузырька неустойчивы во времени, и можно наблюдать движение газа внутри него. Появление местного отрыва сопровождается перестройкой течения. После прилипания в пограничном слое возникают пульсации малой частоты с большой амплитудой, соразмерной с толщиной пограничного слоя, и наблюдается переход ламинарного пограничного слоя в турбулентный (фиг. 2). При иш = 6,5 м/сек и более пограничный слой сразу за пузырьком становится турбулентным (фиг. 3).

О и 6 І2 *

Фиг. 1

Таким образом, на исследуемом участке остроносого профиля прямоугольного крыла под небольшим углом атаки переход ламинарного пограничного слоя в турбулентный не связан непосредственно с потерей устойчивости ламинарного течения, а обусловлен возмущениями конечной амплитуды, которые создаются пузырьком, играющим роль турбулизатора. (5 20 м/се/і /

/ р

/

У

і /

/

р- /

,л

/

/

/ ‘v.

V

/і VI

‘•

О 10° 20° ос

Фиг. 5

от вектора скорости набегающего потока, и скорость v вихрей, движущихся от точки прилипания в противоположных направлениях, увеличиваются (фиг. 5). Кроме того, с увеличением а точка прилипания *п перемещается вниз по потоку (фиг. 6) и при а з: 20° достигает задней кромки. Как только точка прилипания покидает крыло, вблизи задней кромки модели в потоке образуется интенсивный вихрь, который поддерживает обратные вихревые течения на поверхности модели. Концевой вихрь неустойчив и временами сносится потоком. В целом картина обтекания модели при углах атаки свыше 10° нестационарна, и экспериментальные точки, приведенные на фиг. 5 и 6, получены при помощи усреднения данных скоростной киносъемки.

ЛИТЕРАТУРА

1. Пэнкхерст Р., Холдер Д. Техника эксперимента в аэродинамических трубах. М., Изд. иностр. лит., 1955.

2. Townend Н. С. Н. On rendering airflow visible by means of hot wires. A. R. C. Reports and Memoranda, No 1349, 1930.

3. Townend H. С. H. Hot wire and spark shadowgraphs of the airflow throgh an airscrew. A. R. C. Reportsand Memoranda, No 1434, 1931.

4. Townend H. С. H. Abstract of a film illustrating the theory of flight. A. R. C. Reports and Memoranda, No 1767, 1937.

5. Лойцянский JI. Г. Ламинарный пограничный слой. М., Физматгиз, 1962.

6. Б о ж к о в В. М., Хонькин А. Д. О визуализации течения в пограничном слое несжимаемой жидкости. „Ученые записки ЦАГИ“, т. Ill, № 6, 1972.

7. X о л д е р Д., Норт Р. Теневые методы в аэродинамике. Библиотека сборника „Механика». М., „Мир”, 1966.

8. Васильев Л. А. Теневые методы. М., „Наука», 1968.

9. Liе рm ann Н. W. and Fila Q. Н. Investigation of effects of surface temperature and single roughness elements on boundary—layer transition. NACA Report, No 890, 1947.

10. Hauptmann E. G. The influence of temperature dependent viscosity on laminar boundary-layer stability. Intern. J. of Heat and Mass Transfer, vol. 11, No 6, 1968.

11. Шлихтинг Г. Теория пограничного слоя. М., Изд. иностр. лит., 1956.

Рукопись поступила 10\Ш 1972 г.

Визуализационные методы диагностики

Термин “визуализация” (от лат. visualis, “зрительный”) подразумевает представление какой-либо информации в удобном для зрительного восприятия и анализа виде. 

Медицинская визуализация —  это набор методов получения изображения внутреннего строения тела. В отличие от инвазивной диагностики (диагностических операций), медицинская визуализация не подразумевает нарушения целостности кожных покровов или полостей человеческого тела. 

Целью визуализации являются диагностика патологических состояний или подготовка к медицинскому вмешательству, а также иногда представление функций отдельных органов или тканей. 

Методы медицинской визуализации можно разделить на несколько групп:

• рентгенологические методы: флюорография, маммография, классическая рентгенография (рентген), компьютерная томография (КТ), ангиография и некоторые другие;
• ультразвуковые методы исследование: УЗИ, допплерография;
• методы, основанные на явлениях ядерного магнитного резонанса: магнитно-резонансная томография (МРТ), МР-диффузия, МР-перфузия, МР-ангиография, МР-спектроскопия, функциональная МРТ (фМРТ).  
• радиоизотопные исследования: сцинтиграфия, позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ)
• комбинированные методики: однофотонная эмиссионная компьютерная томография (ОФЭКТ), ПЭТ/КТ, ПЭТ/МРТ.

Почти все из перечисленных  выше методов могут применяться в онкологии в различных клинических ситуациях и на разных этапах диагностики и лечения. 

Инструментальные исследования назначаются в следующих ситуациях:

• при первичной диагностике онкологического заболевания для определения размеров опухоли и распространенности ее очагов по организму;
• при проведении биопсии в качестве вспомогательного метода для уточнения локализации очага;
• во время лекарственного лечения для оценки эффективности лечения;
• при наблюдении за пациентом после проведенного радикального лечения (хирургического, лучевого, лекарственного или их комбинаций). 

Первый из изобретенных методов визуализации в медицине. Метод основан на ослаблении рентгеновского излучения испускаемого рентгеновской трубкой при прохождении через различные ткани человеческого тела с последующей регистрацией его на специальной пленке или в качестве изображения на компьютере.

Исследование проводится в положении лежа или стоя в течение нескольких секунд. Иногда может потребоваться несколько исследований с различными промежутками. В это время нужно оставаться в одной позе неподвижно и иногда задерживать дыхание по требованию рентгенлаборанта. Также иногда может назначаться введение контрастного вещества (жидкость, которая хорошо видна на полученных изображениях). Контраст может вводится через рот, прямую кишку, реже внутривенно или иными способами. 

Так как появились более эффективные методы диагностики,  в настоящее время применение рентгенографии в онкологии ограничено. Однако данный метод до сих пор применим для оценки костных опухолей и костной ткани в целом, для оценки молочных желез (маммография), а также в некоторых других (в том числе экстренных) ситуациях.  

В основе метода лежит применение ультразвуковых волн, испускаемых аппаратом УЗИ. В зависимости от плотности тканей под датчиком изменяется отражение волн, что учитывается аппаратом и визуализируется в виде изображения внутренних органов. 

Исследование проводится в течение 10-15 минут, чаще всего в положении лежа. Врач УЗИ попросит снять одежду, прикрывающую кожу в проекции исследуемого органа и нанесет на кожу и на датчик аппарата специальный гель, улучшающий проведение звука. Время от времени требуется менять положение тела, задерживать дыхание. Иногда при особенностях расположения внутренних органов или выраженной толщине подкожного жирового слоя, врач может надавливать датчиком, пытаясь приблизить его к исследуемому органу. Это может причинять некоторый дискомфорт на короткое время. Нанесенный гель можно будет вытереть по завершению исследования. 

В онкологии применение УЗИ, также как и рентгена, ограничено. Метод применяется для оценки патологических процессов в молочной железе, для оценки объема жидкости в плевральной или брюшной полости в случае метастатического поражения, а также как вспомогательный метод при проведении биопсии.

Однако как и рентген, УЗИ не рекомендуется применять для выявления отдаленного метастазирования, динамического наблюдения или контроля эффективности лечения. 

Принцип работы КТ заключается в послойном исследовании тела рентгеновским пучком с последующим компьютерным анализом плотности тканей в области исследования и построением модели тела человека.

Аппарат для КТ выглядят как цилиндрический туннель с подвижным столом, на котором располагается пациент.

Обычно исследование проводится в течение 5-20 минут в зависимости от количества исследуемых зон. Пациент ложится на стол в определенном положении и принимает удобную позу. Комфортное положение на столе важно, чтобы пациент смог неподвижно лежать на столе все время исследования. Неподвижность необходима для  получения качественных снимков. 

Иногда врач назначает контрастирование, которое делает исследование более информативным. Чаще всего используют внутривенный контраст, который вводится при помощи специальных приборов (инфузоматы, инжекторы) или вручную лаборантом.

При выполнении некоторых исследований требуется задержка дыхания на несколько секунд.

КТ является одним из самых часто применяемых в онкологии методов визуализации и используется при всех указанных ранее показаниях. 

Принцип работы МРТ состоит также в послойном изучении тела человека, но при помощи не рентгеновского излучения, а явления ядерного магнитного резонанса.

Аппарат МРТ внешне похож на аппарат для КТ, но с более длинным тоннелем. Также аппарат отличается тем, что постоянно издает различные звуки и шумы. Проведение исследования аналогично КТ, но как правило более длительное (до 60-90 минут), а также более чувствительно к движениям пациента. 

МРТ в онкологии применяется реже ввиду технических ограничений метода, однако рекомендуется для исследования головного и спинного мозга, органов малого таза, опухолей мягких тканей, а также отдельных органов брюшной полости. 

Данный метод в отличие от описанных выше применяется для оценки не строения, а функции органов и тканей человека. Суть метода заключается во введении в организм радиоактивных веществ с последующей оценкой очагов их максимального накопления. При введении этих веществ внутривенно они преимущественно накапливаются в тканях, которые хорошо снабжаются кровью, либо в клетках, избирательно накапливающих данное вещество,  что позволяет выявлять опухолевые очаги.

Внешне аппарат для сцинтиграфии похож на рентгеновский, но в отличие от него не испускает излучение, а улавливает излучение радиоактивного вещества из организма пациента. 

Процедура может занять несколько часов. В первую очередь внутривенно вводится радиоактивный изотоп, после чего необходимо подождать 1-2 часа, пока он распределится по всему организму, после чего проводится само исследование примерно в течение часа. 

В онкологии сцинтиграфия используется для диагностики первичных костных опухолей и костных метастазов (остеосцинтиграфия). Также имеется комбинированный метод сцинтиграфии совместно с КТ, называемый ОФЭКТ. Он позволяет одновременно оценить как строение, так и функцию органов и тканей.  

ПЭТ КТ является комбинированным методом, объединяющим КТ и радиоизотопное исследование. 

Методика проведения ПЭТ КТ в целом аналогична сцинтиграфии, но может потребовать большего времени для проведения (до 5-6 часов). 

ПЭТ КТ является важным методом диагностики в онкологии, объединяющим достоинства КТ и радиоизотопных исследований, и может применяться, как и  КТ, во многих клинических ситуациях. 

Большинство описанных методов диагностики не требуют специальной подготовки. Чаще всего перед исследованием органов желудочно-кишечного тракта требуется исключение из рациона продуктов, усиливающих газообразование (лук, чеснок, хлеб, яблоки, капуста, молоко и кисломолочные продукты, бобовые и орехи). При исследовании органов малого таза иногда пациента могут попросить наполнить, или, наоборот, опорожнить мочевой пузырь и прямую кишку. 

При запланированном введении внутривенного контраста для КТ, МРТ, ПЭТ/КТ доктор может рекомендовать определить уровень креатинина и мочевины в крови. Эти показатели позволяют оценить работу почек. Если нарушена их функция, проявятся некоторые побочные эффекты от контрастных препаратов. Также нужно будет отменить прием метформина за 48 часов до запланированного введения контраста. 

Большей подготовки требует проведение ПЭТ/КТ. За 24 часа до исследования рекомендуется исключить выраженные физические нагрузки, переохлаждения, продукты с высоким содержанием углеводов или сахара,так как все это может изменить перераспределение радиофармпрепарата по организму и исказить результаты. Также при наличии сахарного диабета необходимо будет изменить время введения инсулина. 

Для проведения исследования с собой важно иметь заключения и диски с предыдущими выполненными исследованиями. Это поможет врачу отследить динамику заболевания. 

Для большинства исследований нет абсолютных противопоказаний, однако в связи лучевой нагрузкой, проведение рентгена, КТ, сцинтиграфии или ПЭТ/ПТ беременным женщинам не рекомендовано за исключением случаев, когда данный риск оправдан клинической необходимостью (экстренные ситуации, подозрение на онкологическое заболевание) и исследование нельзя заменить аналогичным (МРТ, УЗИ).  

Для МРТ противопоказанием может служить наличие в организме человека кардио-, нейростимуляторов, эндопротезов, кохлеарных имплантов (электронное медицинское устройство, которое устанавливают при глухоте), брекетов или других металлических конструкций в организме. Возможность проведения МРТ в каждом конкретном случае необходимо обсудить с врачом рентгенологом. Также это можно уточнить в инструкции к устройству или у врача, который его установил. 

К противопоказаниям для проведения внутривенного контрастирования относятся, в первую очередь, нарушения работы почек, а также аллергические реакции на предыдущие введения контрастных препаратов. 

Сами по себе описанные процедуры обычно не вызывают осложнений. Но иногда побочные реакции могут вызывать вводимые контрастные вещества. Самые частые побочные эффекты в данном случае — это неприятные ощущения в области введения, неприятный привкус во рту, головная боль. Обычно они проходят самостоятельно. 

Реже возможно возникновение тошноты и аллергических реакций. Крайне редко развиваются серьезные осложнения, например, анафилаксия, повреждение почек (чаще у пациентов, у которых ранее уже были случаи тяжелой аллергии либо была нарушена работа почек). 

• Существует множество методов медицинской визуализации, основанных на разных физических принципах.
• Выбор метода зависит от конкретной клинической ситуации.
• Большинство методов визуализации не требуют специальной подготовки, не имеют абсолютных противопоказаний и не вызывают осложнений. 

Портал о раке от благотворительной организации по изучению и распространению информации о раке в Великобритании (на английском языке).

Александр Кулябин

Онколог, химиотерапевт, выпускник Высшей школы онкологии

10 сентября 2022

методика визуализации объектов через рассеиватель / Хабр

Одной из самых знаменитых способностей Супермена является суперзрение, которое позволяло ему рассматривать атомы, видеть в темноте и на огромное расстояние, а еще видеть сквозь предметы. Эту способность крайне редко демонстрируют на экранах, но она есть. В нашей же реальности видеть сквозь практически полностью непрозрачные объекты также можно, применив некоторые научные трюки. Однако, полученные снимки всегда были черно-белые, до недавнего времени. Сегодня мы познакомимся с исследованием, в котором ученые из университета Дьюка (США) смогли сделать цветной снимок объектов, спрятанных за непрозрачной стеной, применив однократное световое воздействие. Что это за супер-технология, как она работает и в каких областях может применяться? Об этом нам расскажет доклад исследовательской группы. Поехали.

Основа исследования

Несмотря на все возможные «плюшки» технологии визуализации объектов в рассеивающих средах, существует ряд проблем реализации данной технологии. Основной является факт того, что пути фотонов, проходящих через рассеиватель, сильно меняются, что приводит к случайным паттернам спеклов* по ту сторону.

Спекл* — это случайная интерференционная картина, формируемая при взаимной интерференции когерентных волн, которые обладают случайными сдвигами фаз и/или случайным набором интенсивности. Чаще всего выглядит как набор светлых пятен (точек) на темном фоне.

За последние годы было разработано несколько методик визуализации, позволяющих обойти эффекты рассеивателя и извлечь информацию об объекте из рисунка спекла. Проблема этих методик в их ограниченности — нужно иметь определенные знания об объекте, иметь доступ к рассеивающей среде или объекту и т.д.

В то же время существует куда более совершенный, по мнению ученых, метод — визуализация с эффектом памяти (ME). Такой метод позволяет визуализировать объект без предварительных знаний касательно его самого или рассеивающей среды. Недостатки есть у всех, как мы знаем, и ME-метод не исключение. Для получения высококонтрастных спекл-паттернов и, соответственно, более точных изображений освещение должно быть узкополосным, т.е. менее 1 нм.

Перехитрить ограничения ME-метода также возможно, но, опять же, эти трюки связаны с доступом к оптическому источнику или объекту до рассеивателя или же с прямым измерением PSF*.

PSF* — функция рассеяния точки, описывающая изображение, которое получает система формирования при наблюдении точечного источника света или точечного объекта.

Исследователи называют эти методы рабочими, но не совершенными, так как измерение PSF не всегда возможно ввиду, например, динамичности рассеивателя либо его недоступностью перед процедурой визуализации. Другими словами, есть над чем работать.

В своем труде исследователи предлагают иной подход. Они демонстрируют нам метод реализации многоспектральной визуализации объектов через рассеивающую среду с использованием единственного спекл-измерения монохромной камерой. В отличие от других методик, данная не требует предварительных знаний о PSF системе или спектре источника.

Новый метод позволяет создать высококачественные изображения целевого объекта в пяти хорошо разделенных спектральных каналах между 450 нм и 750 нм, что было подтверждено расчетами. На практике же пока удалось достичь визуализации трех хорошо разделенных спектральных каналов между 450 нм и 650 нм и шести смежных спектральных каналов между 515 и 575 нм.

Принцип работы нового метода

Изображение №1: лампа — пространственный модулятор света — рассеиватель (с ирисовой диафрагмой) — кодирующая апертура — призма — оптическое реле (визуализация 1:1) — монохромная камера.

Исследователи отмечают три основных элемента любой визуализации через рассеиватель: объект интереса (освещенный снаружи либо светящийся самостоятельно), рассеиватель и детектор.

Как и в стандартных ME системах, в данном исследовании рассматривается объект, угловой размер которого расположен внутри поля зрения МЕ и на расстоянии u за рассеивателем. После взаимодействия с рассеивателем свет распространяется на расстояние v, прежде чем попасть на детектор.

Обычная ME-визуализация использует стандартные камеры, а в данном методе используется модуль кодирующего детектора, состоящего из кодирующей апертуры и оптического элемента, зависящего от длины волны. Целью этого элемента является уникальная модуляция каждого спектрального канала перед их объединением и преобразованием в монохромном детекторе.

Таким образом, вместо простого измерения низкоконтрастного спекла, спектральные каналы которого неразрывно смешаны, производилась запись спектрально мультиплексированного сигнала, который хорошо подходит для разделения.

Исследователи еще раз подчеркивают, что их метод не требует каких-либо заранее известных характеристик или предположений относительно рассеивателя или источника света.

После проведения предварительных измерений мультиплексированного спекла, было использовано известное значение Tλ (кодирующий паттерн, зависящий от длины волны) для индивидуальной реконструкции спекла в каждой спектральной полосе.

В своем труде на этапе расчетов и моделирования ученые применили определенные методы машинного обучения, которые способны помочь в реализации ранее не рассмотренного метода. Прежде всего было использовано обучение признакам разреженной матрицы для представления спекла.

Обучение признакам* — позволяет системе автоматически находить представления, необходимые для выявления признаков исходных данных.

В результате была получена база, обученная на спекл-изображениях из различных конфигураций измерений. Эта база достаточно обобщенная и не зависит от конкретных объектов и рассеивателей, участвующих в генерации маски Iλx, y. Другими словами, система обучается на основе рассеивателя, который не используется в экспериментальной конфигурации, т.е. система не имеет к нему доступ, как того и хотели исследователи.

Для получения спекл-изображений на каждой длине волны был использован алгоритм OMP (orthogonal matching pursuit).

В конце концов, путем вычисления автокорреляции каждого спектрального канала независимо и инверсии автокорреляции на каждой длине волны были получены изображения объекта. Полученные изображения на каждой длине волны затем объединяются, чтобы создать цветное изображение объекта.

Изображение №2: поэтапный процесс составления изображения объекта.
Данная методика, по словам ее творцов, не делает никаких предположений о корреляциях между спектральными каналами и требует только предположения о том, что значение длины волны достаточно случайно. Кроме этого, данный метод требует только информации о кодирующем детекторе, полагаясь на предварительную калибровку кодирующей апертуры и предварительно обученную библиотеку данных. Такие характеристики делают данный метод визуализации весьма универсальным и неинвазивным.

Результаты моделирования

Для начала рассмотрим результаты моделирования.

Изображение №3

На изображении выше показаны примеры многоспектрального снимка двух объектов, сделанных через рассеиватель. Верхний ряд на 3а содержит объект интереса, состоящий из нескольких чисел, показанных как в ложном цвете, так и в разбивке по спектральному каналу. При построении объекта в ложном цвете отображается профиль интенсивности каждой длины волны в CIE 1931 RGB пространстве.

Реконструированный объект (нижний ряд на 3а) как в ложном цвете, так и с точки зрения отдельных спектральных каналов, демонстрирует, что методика обеспечивает отличную визуализацию и лишь незначительное перекрестное взаимодействие между спектральными каналами, которое не играет особой роли в процессе.

После получения реконструированного объекта, т.е. после визуализации, необходимо было оценить степень точности, сравнивая спектральную интенсивность (усредненную по всем ярким пикселям) настоящего объекта и реконструированного (3b).

На изображениях 3c показаны реальный объект (верхний ряд) и реконструированное изображение (нижний ряд) для клетки из стебля хлопчатника, а на 3d показан анализ точности визуализации.

Для оценки точности визуализации необходимо было рассчитать значения коэффициента структурного сходства (SSIM) и пиковое отношение сигнала к шуму (pSNR) настоящего объекта для каждого спектрального канала.

Таблица выше показывает, что каждый из пяти каналов имеет коэффициент SSIM 0,8–0,9 и PSNR более 20. Из этого следует, что несмотря на низкий контраст спекл-сигнала, наложение на детектор пяти спектральных полос шириной 10 нм позволяет достаточно точно реконструировать пространственно-спектральные свойства изучаемого объекта. Другими словами, методика работает, однако это лишь результаты моделирования. Для полноты уверенности в своем деле ученые провели ряд практических опытов.

Результаты экспериментов

Одним из самых значимых отличий моделирования от реальных экспериментов является среда, т.е. условия, в которых проводится и то, и другое. В первом случае имеются контролируемые условия, во втором — непредсказуемые, т.е. как получится.

Было рассмотрено три спектральных канала шириной 8-12 нм с центром в 450, 550 и 650 нм, которые в сочетании с различными относительными величинами генерируют широкий диапазон цветов.

Изображение №4

На изображении выше показано сравнение между настоящим объектом (разноцветная буква «H») и реконструированным. Время светового воздействия (выдержки, т.е. экспозиции) было установлено на 1800 с, что позволило получить SNR в пределах 60-70 дБ. Такой показатель SNR, по словам ученых, не является крайне важным для опыта, но служит дополнительным подтверждением работоспособности их методики, особенно в случае сложных объектов. В реальности же, а не в лабораторных условиях, данный метод может быть на порядок быстрее.

На верхнем ряду изображения №4 показан объект на каждой длине волны (слева направо) и реальный полноцветный объект.

Чтобы в результате визуализации получить изображение реального объекта, была использована камера машинного зрения с соответствующими полосовыми фильтрами для непосредственного отображения спектральных компонентов и получения полноцветного изображения путем суммирования результирующих спектральных каналов.

Второй ряд изображения выше показывает паттерны автокорреляции каждого реконструированного спектрального канала, формирующих мультиплексированные измерения, которые являются вводными данными для этапа обработки данных.

Третий ряд это реконструированный объект в каждом спектральном канале, а также реконструированный полноцветный объект, т.е. конечный результат визуализации.

Полноцветное изображение показывает, что относительные величины между спектральными каналами также являются правильными, так как цвет объединенного реконструированного изображения соответствует реальному значению, а коэффициент SSIM достигает больше 0,92 для каждого канала.

Самый нижний ряд является подтверждением данного утверждения, демонстрируя сравнение интенсивности реального объекта и реконструированного. Данные обоих совпадают во всех спектральных диапазонах.

Из этого следует, что даже наличие шума и потенциальных ошибок моделирования не помешали получить изображение высокого качества, а результатам экспериментов отлично соотноситься с результатами моделирования.

Вышеописанный опыт был поставлен с учетом разделенных спектральных каналов. Ученые провели еще один эксперимент, но уже со смежными каналами, а точнее с непрерывным спектральным диапазоном в 60 нм.

Изображение №5

В качестве реального объекта выступила буква «X» и знак «+» (5а). Спектр буквы «Х» относительно равномерен и непрерывен — между 515 и 575 нм, а вот «+» имеет структурированный спектр, преимущественно расположенный между 535 и 575 нм (5b). Для данного эксперимента экспозиция составила 120 с для достижения желаемого (как и ранее) SNR в 70 дБ.

Также был использован полосовой фильтр шириной 60 нм над всем объектом и фильтр нижних частот над знаком «+». Во время реконструкции 60 нм спектр разделяется на 6 смежных каналов шириной 10 нм (5b).

Как мы можем видеть по изображениям 5с, результирующие изображения отлично согласуются с реальным объектом. Данный эксперимент показал, что наличие или отсутствие спектральных корреляций в измеренном спекле не влияет на эффективность исследуемой методики визуализации. Сами ученые считают, что куда большую роль в процессе визуализации, а точнее в его успешности, играют не столько спектральные характеристики объекта, сколько калибровка системы и деталей ее кодирующего детектора.

Для более подробного ознакомления с нюансами исследования рекомендую заглянуть в доклад ученых и дополнительные материалы к нему.

Эпилог

В данном труде ученые описали новый метод мультиспектральной визуализации через рассеиватель. Модуляция спекла, зависящего от длины волны, с помощью кодирующей апертуры, позволила выполнить одно мультиплексированное измерение и вычислить спекл с помощью алгоритма OMP на основе машинного обучения.

На примере разноцветной буквы «Н» ученые показали, что фокусировка на пяти спектральных каналах, соответствующих фиолетовому, зеленому и трем оттенкам красного, позволяет получить реконструкцию изображения, содержащую все цвета оригинала (синий, желтый и т.д.).

По словам исследователей, их методика может быть полезна как в медицине, так и в астрономии. Цвет несет в себе важную информацию в обоих направлениях: в астрономии — химический состав изучаемых объектов, в медицине — молекулярный состав клеток и тканей.

На данном этапе ученые отмечают лишь одну проблему, которая может вызывать неточности визуализации, это ошибки моделирования. Ввиду достаточно долгого времени, необходимого для выполнения процесса, могут возникать изменения в окружающей среде, которые будут вносить свои коррективы, не учтенные на этапе подготовки. Однако в дальнейшем планируется найти способ нивелировать эту проблему, что позволит сделать описанную методику визуализации не только точной, но и стабильной в любых условиях.

Пятничный офф-топ:

Свет, цвет, музыка и трио самых знаменитых синих «чудаков» в мире (Blue Man Group).

Благодарю за внимание, оставайтесь любопытствующими, и отличных всем выходных, ребята! 🙂

Спасибо, что остаётесь с нами. Вам нравятся наши статьи? Хотите видеть больше интересных материалов? Поддержите нас оформив заказ или порекомендовав знакомым, 30% скидка для пользователей Хабра на уникальный аналог entry-level серверов, который был придуман нами для Вас: Вся правда о VPS (KVM) E5-2650 v4 (6 Cores) 10GB DDR4 240GB SSD 1Gbps от $20 или как правильно делить сервер? (доступны варианты с RAID1 и RAID10, до 24 ядер и до 40GB DDR4).

Dell R730xd в 2 раза дешевле? Только у нас 2 х Intel TetraDeca-Core Xeon 2x E5-2697v3 2.6GHz 14C 64GB DDR4 4x960GB SSD 1Gbps 100 ТВ от $199 в Нидерландах! Dell R420 — 2x E5-2430 2.2Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB — от $99! Читайте о том Как построить инфраструктуру корп. класса c применением серверов Dell R730xd Е5-2650 v4 стоимостью 9000 евро за копейки?

Метод визуализации в системе инновационного обучения Текст научной статьи по специальности «Науки об образовании»

164

Высшее образование в России • № 4, 200S

«перспективы» — между интер-диалогом и интра-диалогом. Инструментальная характеристика заключается в создании условий для организации совместной деятельности и общения субъектов — в развитии продуктивного диалога и саморазвитии его участников. Функциональная характеристика отражает сущностные взаимосвязи и взаимозависимости компонентов дидактического диалога.

Литература

1. Матюшкин А.М. Психологическая струк-

тура, динамика и развитие познавательной активности // Вопросы психологии.

— 1982. — № 4.

2. Кучинский Г.М. Диалог и мышление. — Мн.,

198З.

3. См: Бочкарева О.В. Педагогический диалог

и культура // Ярославский педагогический вестник. — 1998. — № 3.

И. КРОТОВА, доцент Т. КАМОЗА, доцент Н. ДОНЧЕНКО, доцент Красноярский государственный торгово-экономический институт

Анализ публикаций о методах инновационного обучения показывает, что основное внимание современной дидактики до настоящего времени в основном сосредоточено на оргдеятельностных характеристиках образовательного процесса. Ученые стремятся прежде всего классифицировать дидактические приемы, оставляя методы обучения, представляющие собой проекцию психологии в образовательный процесс, в тени. Поэтому для решения задач, стоящих перед дидактикой, мы считаем целесообразным использование арсенала нескольких сопряженных с ней наук, а именно физиологии, кибернетики, философии и психологии. Мы предположили, что задачу систематизации поисковых методов следует решать на основе психологических критериев группировки изучаемых категорий. Для этого был проведен анализ исследуемых дидактических приемов на присутствие в их предполагаемой мыслительной конструкции эвристических стратегий и операций.

В результате было установлено, что в образовательном процессе востребованы все шесть известных науке мыслительных стратегий, а именно: последовательные приближения, дедукция, сравнение, аналогия, индукция и редукция. Последние, в свою оче-

Метод визуализации в системе инновационного обучения

редь, реализуются в совокупности с разным набором эвристических операций. Поэтому правомерно говорить не об одном методе обучения, а о системе, включающей в себя шесть совокупностей родственных дидактических приемов, которые мы и предлагаем рассматривать в качестве самостоятельных методов обучения. Это тем более оправданно, что психологические характеристики каждой совокупности указанных категорий существенно отличаются друг от друга.

В настоящей статье рассматривается только одна совокупность способов обучения, которая предполагает реализацию стратегии сравнения. Ее дидактический инструментарий базируется на использовании метода визуализации, раскрываемого здесь с позиций формирования навыков эвристического мышления. Другая задача авторов сводилась к выявлению структуры рассматриваемого метода на основе комбинаций задействованных мыслительных операций.

Стратегия сравнения — одна из наиболее востребованных мыслеформ человека, которой он постоянно пользуется и в обыденной жизни, и в процессе обучения, и в производственной деятельности. Поэтому вполне естественно, что из всех эвристических методов обучения приемы визуализации являются наиболее изученными (они

Редакционная почта

165

базируются именно на активизации стратегии сравнения).

Известно, что восприятие и воспроизведение визуальной информации требуют меньше времени по сравнению с вербальной. Работы С. Мадиган и М. Роуз доказывают, что успешность восприятия и запоминания визуальной информации зависит от продолжительности демонстрации наглядного материала и не связана с длительностью интервала между его показом, в то время как усвоение вербального материала зависит именно от последнего [1, р. 151—158]. К тому же, по их мнению, визуальную информацию воспроизвести легче, чем вербальную. Р.Л. Грегори установлено, что при одновременном визуальном и вербальном воздействии человек в большинстве случаев реагирует на первый способ передачи информации, часто пропуская второй. Интересным может быть также и тот факт, что человек больше доверяет увиденному, чем услышанному, что доказано экспериментальными данными научных исследований [2, с. 271].

Опыт показывает и следующую устойчивую зависимость: эффективность восприятия и запоминания учащимися информации повышается, если учебный элемент представлен в цвете. В исследовании Г. Цой-нгер установлено, что наиболее броской является комбинация цветов «желтый — черный», к сочетаниям, активизирующим восприятие информации, относятся: «желтый — красный», «белый — синий», «черный на оранжевом», «красный — желтый — зеленый», «белый — красный», «красный — белый — синий» [3, с. 160]. Именно поэтому многие учащиеся самую важную информацию в своих конспектах выделяют контрастным цветом.

Д.А. Поспелов считает, что человеческое познание пользуется двумя видами мышления: символическим (или алгебраическим) и геометрическим. Но и в разработке интеллектуальных систем, и в процессе обучения наблюдается преобладание символического мышления. По мнению А.А. Зенкина, «именно сочетание двух способов представления информации (как последо-

вательность символов и в виде образных картин), умение работать с ними и соотносить оба способа представления друг с другом обеспечивают сам феномен человеческого мышления» [4, с. 7]. Он также считает, что больший обучающий эффект достигается в том случае, когда конструирование учебных элементов опирается на принцип когнитивной визуализации, согласно которому наглядность призвана «способствовать естественно-интеллектуальному процессу получения нового знания» [Там же].

Известно множество классификаций наглядности. В литературе выделяются следующие типы визуализации, имеющие общедидактический характер:

■ оперативная наглядность — используется в процессе формирования знаний, умений и навыков, базируется на опорных внешних действиях;

■ формализованная наглядность — востребована для создания модели в учебной деятельности;

■ структурная наглядность — применяется в процессе формирования структуры изложения материала (внутренняя структура), использования приема выделения опорных пунктов, образцов;

■ фоновая наглядность — необходима в процессе моделирования специфических особенностей данного организованного набора знаний, носящих сквозной характер и обеспечивающих лучшее восприятие и усвоение;

■ дистрибутивная наглядность — характеризуется структурными внешними действиями, включая размещение материала в учебниках и учебных пособиях, выделение базовых определений, вопросов и заданий;

■ наглядность преемственности — описывается опорностью ассоциативных связей внутри раздела, предмета, межпредметных связей.

З.С. Белова предлагает более укрупненную группировку визуальной иллюстрации: фокальная, структурно-логическая (схематическая), теоретизированная визуализация идеализированных объектов [5, с. 4].

Под фокальной наглядностью понима-

166

Высшее образование в России • № 4, 2008

ется фотографическое изображение объекта, когда деятельность учащихся сводится к простому считыванию изображения сначала с рисунка, а затем со следов памяти. Она информативна и избыточно близка к «реальности», вызывая эффект присутствия, но малополезна как инструмент познания. Тем не менее этот вид визуализации уже позволяет развивать такие эвристические операции, как сравнение, обобщение, аналогия.

Структурно-логическая наглядность способствует усвоению и удержанию в памяти абстрактной информации. Как любая абстракция, она неполна и поэтому содержит в себе противоречия, побуждающие к поиску того конкретно-образного начала, что способствует визуализации незримой сущности. Она необходима для воссоздания объекта и «как форма представления информации напоминает рентгеновский снимок скелета». Ее достоинство — в возможности «сосредоточить разбросанные фрагменты знаний в «ядре» теории, цементирующем концептуальное ее содержание» [5, с. 14].

К той же категории наглядности можно отнести и приемы когнитивной визуализации, где в схемах отражается соподчинен-ность предлагаемой информации. Исследователи метода визуализации в ряду приемов структурно-логической техники особо выделяют схемы в форме «древа» и «здания».

Теоретизированная визуализация идеализированных объектов предполагает не воссоздание, а конструирование объекта для его изучения. Она является продуктом творческой деятельности человека. Это наивысший эвристический уровень визуализации, так как здесь активно используются самые сложные эвристики: дедукция, аналогия, индукция, симметрия, инверсия. Примерами такой визуализации могут быть портреты первобытных людей, изображения вымерших животных, модели молекул, галактик и т.п.

Приемы визуализации используются нами при подготовке специалистов бухгалтерского учета в качестве дополнительного

эвристического метода к основной технике дидактического ускорения (стратегия последовательных приближений). Такое усиленное эвристическое сочетание мы называем «дидактическим штурмом». На первой стадии обучения метод визуализации способствует более легкому и прочному усвоению материала, который при традиционной методике учащиеся просто механически заучивают наизусть.

Решающим моментом избранного способа обучения, позволяющим студентам легко и быстро усвоить значительный объем скучной информации, является применение техники аудио-кинестезической визуализации. С этой целью в учебном процессе используются дидактические карточки плана счетов. По заданию преподавателя студенты изготавливают их для своего индивидуального пользования из плотной бумаги размером 5 х 5 см (всего 60). На лицевой стороне фломастером наносится шифр счета, а на обороте — тот же шифр и название счета с перечнем субсчетов. Особое внимание уделяется цвету цифр. Активные счета изображаются черным цветом, пассивные (они традиционно усваиваются всеми студентами хуже) — красным, а активно-пассивные

— зеленым. 60 карточек располагаются на половине парты по порядку лицевой стороной. Преподаватель называет бухгалтерские счета, а студенты поднимают соответствующую карточку.

Практика показала, что достигается почти 100-процентная активизация группы. Кроме того, на каждом занятии имеется возможность оценить степень подготовленности любого студента, а это мобилизует даже не самых. Во время работы с дидактическими карточками информация воспринимается сразу по трем каналам: кинестезическо-му, визуальному и аудиальному.

Применение новой техники обучения только в течение первых полутора месяцев уже дает хорошие результаты. Так, при опросе по теме «Классификация средств организации» получены следующие результаты: первокурсники на 83,5% вопросов отвечают правильно (при обычной практи-

Редакционная почта

167

ке преподавания они не дают более 46% верных ответов).

Дидактические карточки оказываются прекрасным инструментом в отработке техники составления бухгалтерских проводок. Преподаватель называет операцию, а студенты показывают карточки с цифрами корреспондирующих счетов: дебетируемый счет располагается выше, а кредитуемый — ниже. Педагог имеет возможность немедленно отреагировать на неправильный ответ любого студента и объяснить суть допущенной ошибки. В результате через полтора месяца изучения специального предмета первокурсники уже бегло составляют учетные проводки, на которых базируется вся многоуровневая конструкция профессиональных знаний.

Техника фокальной наглядности применительно к данному учебному предмету реализуется через работу с подлинными бланками первичных документов и учетных регистров. При этом информация воспринимается обучаемым и вербально, и визуально, и кинестезически. В результате не знакомая большинству студентов учетная деятельность обретает реальные сочетания.

Техника моделирования предполагает использование в образовательном процессе объемных подобий изучаемых дидактических единиц, позволяющих рассмотреть объект с разных позиций, подключить ки-нестезический канал восприятия, соотнести габариты составляющих элементов. К технике моделирования может быть отнесена и работа учащихся на тренажерах, а применительно к нашему предмету — на компьютерах по реальным бухгалтерским программам.

Техника теоретизированной визуализации в курсе бухгалтерского учета реализуется как масштабная (на всю площадь учебной доски) схема оборота капитала хозяйствующей организации, в которой взаимосвязанно раскрываются на бухгалтерских счетах четыре хозяйственных процесса. В результате движение капитала обретает материализованные очертания. Его фраг-

менты можно детально исследовать, уточнить, и даже к ним «прикоснуться», хотя сама категория капитала виртуальна и существует лишь как порождение интеллекта человека.

Техника инверсионной наглядности отличается от когнитивной визуализации наличием парадокса, внутреннего противоречия между формой иллюстрации и содержанием учебного материала, которое представляется в подобной форме. Например, взаимосвязь дидактических единиц может быть показана через четкое изображение дома, дерева, животного, хотя изучаемый предмет не имеет никакого отношения ни к биологии, ни к строительству. В своей практической деятельности по курсу «Бухгалтерский учет» мы часто используем подобные иллюстрации.

Резюмируем вышеизложенное. Для систематизации эвристических методов обучения необходимо использовать психологические критерии организации мыслительной деятельности учащихся. Предлагается рассматривать шесть поисковых дидактических методов, одним из которых является совокупность приемов визуализации. Тем самым обозначается первый уровень группировки изучаемых категорий. Вторая стадия классификации приемов обучения соответствует уровню дидактических техник, который предполагает в качестве системообразующего фактора использование комбинаций эвристических операций, управляемых одной мыслительной стратегией.

Литература

1. Madigan S., Rouse M. Picture memory and

visual generation processes // The American

Journal of Psychology. — 1974. — Vol. 87.

2. Грегори Р.Л. Глаз и мозг: Психология зри-

тельного восприятия. — М., 1970.

3. Цойнгер Г. Учение о цвете (популярный

очерк). — М., 1971.

4. Зенкин А.А. Когнитивная компьютерная

графика. — М., 1991.

5. Белова З.С. Визуальная наглядность в фор-

мировании реалистического мышления

учащихся: Автореф. дис___канд. пед. наук.

— Чебоксары, 1997.

Метод цифровой трассерной визуализации – PIV метод

Развитие цифровой и компьютерной техники, изобретение цифровых кросскорреляционных камер для записи изображений, применение корреляционного анализа для определения смещения частиц укрепило позиции PIV среди оптических методов исследования потоков, сократило время регистрации и обработки на порядки.

Использование метода позволяет регистрировать мгновенные поля скоростей в плоскости измерения и наблюдать мгновенную картину течения в пределах плоскости лазерного ножа.

Преимущества метода:

• отсутствие возмущающего влияния на поток
• широкий динамический диапазон измеряемых скоростей (порядка 500:1), что позволяет использовать его для исследования сложных турбулентных течений
• возможность регистрировать мгновенные пространственные распределения скорости;
• возможность получения информации о динамике структур, их масштабов, расчета дифференциальных характеристик, пространственных и пространственно-временных корреляций, а также статистических характеристик потока.

Методы цифровой трассерной визуализации являются в настоящее время востребованными  в практических приложениях:

• в авиастроительной индустрии
• в промышленных аэродинамических трубах – диагностика полной картины обтекания элементов летательных аппаратов, автомобилей, мостов, в энергетике, химической и нефтегазодобывающей промышленности, машиностроении (оперативная диагностика и оптимизация аэрогидродинамики в реальных аппаратах или их моделях)
• в медицине, при физическом моделировании работы искусственных сосудов и клапанов

Процедура работы PIV-метода показана на следующем рисунке:

Измерение мгновенного поля скорости в измерительной области потока основано на измерении перемещения трассеров, находящихся в этой области, за фиксированный промежуток времени ∆t между двумя вспышками двойного импульсного лазера. Измерительной областью считается часть плоскости лазерного ножа, определяемая параметрами регистрирующей оптической системы, например, цифровой камеры CCD. Последующая обработка изображения 1 и изображения 2 позволяет рассчитать смещение трассеров за время ∆t и построить двухкомпонентное поле векторов скорости. Двухкомпонентные значения векторов скорости являются проекциями реальных (трёхмерных) векторов скорости потока в измерительной области на плоскость регистрирующей оптической системы (модуля).

PIV-метод использует корреляционные алгоритмы обработки трассерных изображений, при которых поле течения разбивается на элементарные расчётные области, для каждой из которых вычисляется корреляционная функция сдвигов частиц. Существуют два основных типа корреляционных алгоритмов:

• автокорреляционный, при котором цифровой камерой фиксируются начальные и конечные положения трассеров на одном снимке
• кросскорреляционный, при котором начальные и конечные положения трассеров фиксируются на разные кадры, полученные в два последовательных момента времени с задержкой во времени между ними ∆t

Каждое изображение измерительной области разбивается на элементарные (расчётные) области размером Х на Х пикселей таким образом, чтобы в каждую расчётную область попало хотя бы несколько трассеров. Размер и количество расчётных областей остаются постоянными для измерительной области в течение вычисления поля скоростей в ней. На втором (конечном) изображении расчётной области определяется зона поиска, размер которой следует ограничивать на максимальное измеряемое смещение трассера внутри расчётной области. Оптимальное измеряемое смещение в PIV-методе равно четверти линейного размера расчетной области, в соответствии с теоремой Котельникова-Найквиста.

По известной временной задержке между импульсами лазера ∆t и рассчитанному наиболее вероятному перемещению трассера D в расчётной области можно посчитать скорость:

V = S D / ∆t

где: S – масштабный коэффициент для пересчёта скорости в м/с.

Подобная операция, произведённая для элементарных расчётных областей, позволяет рассчитать мгновенное поле скорости в измерительной области. Мгновенное поле скорости означает поле скорости, осреднённое за промежуток времени ∆t , которое, как правило, на два или три порядка ниже минимальных характерных времён потока.

В процессе корреляционной обработки изображений используются:

• стандартная техника наложения окон
• фильтрация корреляционной функции в частотной области

При расчёте поля скорости используются итерационные алгоритмы, методы коррекции ошибочных векторов, методы отсева ошибочных векторов, что способствует повышению точности расчёта и увеличению динамического диапазона измерений.

После измерения достаточно большого количества полей мгновенной скорости для стационарного турбулентного потока можно рассчитать поля статических моментов турбулентных пульсаций различных порядков:

• компоненты средней скорости
• моменты второго порядка или напряжения Рейнольдса
• моменты третьего порядка и т.д.

 

Рентген, компьютерная томография и магнитно-резонансная томография — OrthoInfo

Методы диагностической визуализации помогают сузить причины травмы или заболевания и обеспечить точность диагноза. Эти методы включают рентген, компьютерную томографию (КТ) и магнитно-резонансную томографию (МРТ).

Эти инструменты визуализации позволяют врачу заглянуть внутрь вашего тела, чтобы получить изображение ваших костей, органов, мышц, сухожилий, нервов и хрящей. Таким образом врач может определить наличие каких-либо отклонений.

Рентгеновские снимки (рентгенограммы) являются наиболее распространенным и широко доступным методом диагностической визуализации. Даже если вам также нужны более сложные анализы, вы, вероятно, сначала сделаете рентген.

На этом рентгеновском снимке лодыжки сломаны большеберцовая и малоберцовая кости. Кусочки кости сильно смещены.

Воспроизведено из Crist BD, Khazzam M, Murtha YM, Della Rocca GJ: Переломы пилона: достижения в хирургическом управлении. J Am Acad Orthop Surg 2011; 19: 612-622.

Снимаемая часть вашего тела располагается между рентгеновским аппаратом и фотопленкой или цифровым рентгеновским датчиком. Вы должны стоять неподвижно, пока машина ненадолго посылает электромагнитные волны (излучение) через ваше тело, обнажая пленку, отражающую вашу внутреннюю структуру.

Уровень радиационного облучения от рентгеновских лучей не опасен, но ваш врач примет особые меры предосторожности, если вы беременны. Узнать больше: Беременность и рентген

Кости, кальцинаты, некоторые опухоли и другие плотные вещества кажутся белыми или светлыми, поскольку поглощают излучение. Менее плотные мягкие ткани и трещины в костях пропускают излучение, из-за чего на рентгеновской пленке эти участки выглядят более темными.

Вероятно, вам сделают рентгеновский снимок с нескольких ракурсов. Если у вас есть перелом в одной конечности, ваш врач может захотеть сделать сравнительный рентгеновский снимок вашей неповрежденной конечности. Ваш сеанс рентгена, вероятно, будет закончен примерно через 10 минут. Образы готовы быстро. Они либо проявляются из рентгеновской пленки, либо отправляются в виде цифровых файлов для просмотра на экране компьютера.

В некоторых случаях контрастное вещество или краситель могут быть введены в сустав во время рентгенографии. Эта процедура, называемая артрограммой, помогает очертить структуры мягких тканей в суставе. Это также может подтвердить размещение иглы в суставе при удалении жидкости или введении лекарства в сустав.

На рентгеновских снимках может быть не так много деталей, как на изображениях, полученных с помощью более сложных методов. Однако они являются наиболее распространенным инструментом визуализации, используемым для оценки ортопедической проблемы, и легко доступны в большинстве кабинетов врачей и центров неотложной помощи.

Компьютерная томография (КТ) — это инструмент визуализации, сочетающий рентгеновские лучи с компьютерными технологиями для получения более подробного изображения поперечного сечения вашего тела. Компьютерная томография позволяет вашему врачу увидеть размер, форму и положение структур, которые находятся глубоко внутри вашего тела, таких как органы, ткани или опухоли.

Сообщите своему врачу, если вы беременны, прежде чем проходить компьютерную томографию.

На этом КТ поперечного сечения большеберцовой кости (голени) опухоль кости четко видна как ярко-белая на фоне более темного цвета кости.

Во время сканирования вы лежите максимально неподвижно на столе, который скользит в центр цилиндрообразного томографа. Процесс безболезненный. Рентгеновская трубка медленно вращается вокруг вас, делая множество снимков со всех сторон. Компьютер объединяет изображения для создания четкого двухмерного изображения на экране телевизора.

Вам может потребоваться компьютерная томография, если:

• У вас проблемы с небольшой костной структурой
• У вас тяжелая травма головного, спинного мозга, груди, живота или таза

Иногда вам могут дать краску или контрастное вещество, чтобы сделать определенные части вашего тела более заметными.

Компьютерная томография стоит дороже и занимает больше времени, чем обычный рентген. Это можно сделать как в условиях стационара, так и в амбулаторном центре визуализации.

Магнитно-резонансная томография (МРТ) — это еще один метод диагностической визуализации, позволяющий получать изображения тела в поперечном сечении. В отличие от рентгена и компьютерной томографии, МРТ работает без излучения. Инструмент МРТ использует магнитные поля и сложный компьютер для получения снимков костей и мягких тканей с высоким разрешением.

Сообщите своему врачу, если в вашем теле есть кардиостимулятор, имплантаты, металлические зажимы или другие металлические предметы, прежде чем проходить МРТ.

(слева) На этом МРТ-изображении колена, сделанном сбоку, показан здоровый ПКС. (справа) На этой МРТ виден разрыв передней крестообразной связки, из-за которого коленный сустав пациента стал нестабильным.

Во время сканирования вы лежите максимально неподвижно на столе, который скользит в трубчатый МРТ-сканер. МРТ создает магнитное поле вокруг вас, а затем посылает радиоволны в область вашего тела, которую нужно сфотографировать. Радиоволны заставляют ваши ткани резонировать.

Компьютер записывает скорость, с которой различные части вашего тела (сухожилия, связки, нервы и т. д.) испускают эти вибрации, и переводит данные в подробное двухмерное изображение. Вы не почувствуете боли во время МРТ, но аппарат может быть шумным.

МРТ может использоваться для диагностики широкого спектра проблем, включая, помимо прочего:

• Разрыв связок колена
• Разрыв мениска
• Разрыв ротаторной манжеты
• Грыжи межпозвоночных дисков
• Остеонекроз
• Опухоли костей

На выполнение исследования может уйти от 30 до 60 минут. Как и КТ, МРТ можно сделать в больнице или в амбулаторном центре визуализации.

Другие ортопедические визуализирующие исследования включают ультразвуковое исследование и сканирование костей (ядерная визуализация).

УЗИ. Ультразвук использует высокочастотные звуковые волны, которые отражаются от тела. Это безболезненно и неинвазивно, и не требует облучения. Ультразвук чаще всего используется для поиска сгустков крови, но также может выявить другие проблемы, такие как киста Бейкера позади колена или даже разрыв ротаторной манжеты плеча.

Сканирование костей. При сканировании костей используется небольшое количество радиоактивного материала для выявления областей повышенной костной активности. Материал вводится в вену и поглощается областями, формирующими новую кость, такими как заживающий перелом, опухоль кости или инфекция кости.

Сканирование проводится через несколько часов после инъекции. Радиоактивный материал быстро выводится из организма.

Преимущество сканирования костей состоит в том, что оно показывает активность костей по всему телу.

К началу

Методы диагностической визуализации | Колледж ветеринарной медицины Карлсона

Обзор рентгенографии

Рентгенография — это метод диагностической визуализации, который использует ионизирующее излучение (рентгеновские лучи) для получения изображения внутренней структуры тела. Вильгельм Конрад Рентген открыл рентгеновские лучи в 1895 году; с тех пор технология быстро развивалась. Первоначально рентгенограммы получали, подвергая серебросодержащие пленки ионизирующему излучению. За последнее десятилетие рентгенография на пленке перешла как в медицине, так и в ветеринарии на цифровые рентгенографические изображения. Сегодня практически все типы медицинских изображений можно создавать и хранить в цифровом формате. Рентгенография используется для диагностики заболеваний органов грудной клетки, брюшной полости и опорно-двигательного аппарата. Кроме того, для оценки состояния желудочно-кишечного тракта и мочевыводящих путей проводятся контрастные исследования.

Рентгеноскопия Обзор

Рентгеноскопия — это рентгенографический метод визуализации, который позволяет изучать движущиеся структуры тела с помощью непрерывного рентгеновского луча и отображать его на телевизионном мониторе. Рентгеноскопия позволяет оценить различные системы организма, в том числе костную, дыхательную, желудочно-кишечную и мочевыделительную системы. Рентгеноскопия также может использоваться для оценки определенных органов, таких как сердце, легкие, почки или мочевой пузырь, или определенных областей тела, таких как кости, мышцы и суставы. Рентгеноскопию также можно использовать вместе с контрастным веществом для оценки функции органа, например моторики желудка или сердца. Рентгеноскопия также используется в кардиологии для оценки кровотока по сосудам или для внутривенного введения катетера в нужное место.

Ультразвук Обзор

Ультразвук был популярным методом медицинской визуализации, поскольку он не использует ионизирующее излучение (рентгеновское излучение) и позволяет оценивать внутренние структуры тела в режиме реального времени. Ультразвук или ультрасонография — это метод диагностической визуализации, в котором используются высокочастотные звуковые волны и записывается их эхо для создания изображения. Техника аналогична эхолокации летучих мышей, китов и дельфинов, а также подводных лодок. Ультразвук может помочь в оценке беременных животных и может помочь в диагностике различных заболеваний различных систем органов. Ультразвуковые исследования проводятся для исследования органов брюшной полости и грудной клетки, сухожилий, связок и суставов, чтобы помочь в диагностике потери веса, подозрении на опухоли, проблемах с опорно-двигательным аппаратом или заболеваниях сердца, печени, легких, почек, мочевого пузыря и других органов. Кроме того, наши специалисты по УЗИ выполняют аспирацию или биопсию под ультразвуковым контролем, чтобы получить точные образцы для нашей лаборатории, чтобы провести диагностическое тестирование для подтверждения диагноза.

Обзор компьютерной томографии (КТ)

Компьютерная томография, или компьютерная томография, использует специальное рентгеновское оборудование со сложными компьютерами для получения нескольких изображений или изображений внутренней части тела. Эти изображения поперечного сечения интересующей области затем можно просмотреть на мониторе компьютера. КТ дает более детальное изображение внутренних органов, костей, мягких тканей и сосудистых структур, чем обычный рентген. КТ может помочь в диагностике бесконечного списка заболеваний. КТ часто является предпочтительным методом для оценки различных видов рака, включая рак легких, опухоли брюшной полости и костей, поскольку изображения позволяют подтвердить наличие опухоли, измерить ее размер, точное местоположение и степень вовлечения опухоли в другие близлежащие ткани. КТ также является бесценным инструментом в диагностике заболеваний позвоночника и опорно-двигательного аппарата.

Обзор ядерной медицины

Ядерная сцинтиграфия — это процедура визуализации, которая позволяет получить информацию о организме или системах органов на основе схемы распределения радиоактивного вещества в организме. Радиофармпрепарат – это химическое вещество, в состав которого входит радионуклид. Радиофармпрепараты изготавливаются различными способами для доставки радионуклида в определенные части тела. Радиофармацевтический препарат вводится внутривенно и связывается с интересующей областью, а затем с помощью гамма-камеры, подключенной к компьютеру, сканируют животное для определения локализации излучения («горячие точки»), указывая на проблемный участок. Радиоактивное вещество не наносит вреда животному и быстро выводится из организма преимущественно с мочой. Ядерная сцинтиграфия является полезным диагностическим инструментом для скрининга или локализации малозаметных поражений, таких как неполные переломы, дегенеративные изменения в позвоночнике или конечностях или инфекции. Сцинтиграфия также может предоставить информацию об относительной функции органа. Хотя ядерная сцинтиграфия конкретно не диагностирует основную проблему, она предоставляет важную информацию, которая помогает определить необходимость дальнейших диагностических тестов и определить тактику лечения. В сцинтиграфии одной из главных целей является использование оптимальной радиоактивной дозы для получения желаемой информации с наименьшей дозой облучения пациента.

Обзор МРТ

Больница оснащена аппаратом магнитно-резонансной томографии (МРТ) GE Signa Horizon 1 Тесла. МРТ особенно полезна при визуализации головного мозга и позвоночника, а также мягких тканей суставов и внутренних структур костей. Инструмент используется в основном для собак и кошек, но также подходит для мелких лошадей, верблюдов и мелких жвачных животных.

МРТ – Клиника Майо

Обзор

МРТ опухоли головного мозга

МРТ опухоли головного мозга

Визуализация опухоли головного мозга

Магнитно-резонансная томография (МРТ) — это метод медицинской визуализации, в котором используется магнитное поле и радиоволны, генерируемые компьютером, для создания подробных изображений органов и тканей вашего тела.

Большинство аппаратов МРТ представляют собой большие трубчатые магниты. Когда вы лежите внутри аппарата МРТ , магнитное поле временно перестраивает молекулы воды в вашем теле. Радиоволны заставляют эти выровненные атомы производить слабые сигналы, которые используются для создания поперечного сечения МРТ снимков — как ломтики в буханке хлеба.

Аппарат МРТ также может создавать трехмерные изображения, которые можно просматривать под разными углами.

Продукты и услуги

Для чего это делается

МРТ — это неинвазивный метод исследования ваших органов, тканей и скелетной системы, который может использовать ваш врач. Он производит изображения внутренней части тела с высоким разрешением, которые помогают диагностировать различные проблемы.

МРТ головного и спинного мозга

МРТ — наиболее часто используемый метод визуализации головного и спинного мозга. Часто проводится для диагностики:

• Аневризм сосудов головного мозга
• Заболевания глаз и внутреннего уха
• Рассеянный склероз
• Заболевания спинного мозга
• Ход
• Опухоли
• Повреждение головного мозга в результате травмы

Особым видом МРТ является функциональная МРТ головного мозга ( фМРТ ). Он создает изображения притока крови к определенным областям мозга. Его можно использовать для изучения анатомии мозга и определения того, какие части мозга выполняют критические функции.

Это помогает определить важные области управления языком и движениями в мозгу людей, которым предстоит операция на головном мозге. Функциональный МРТ также можно использовать для оценки ущерба от травмы головы или таких расстройств, как болезнь Альцгеймера.

МРТ сердца и сосудов

МРТ , которое фокусируется на сердце или кровеносных сосудах, позволяет оценить:

• Размер и функцию камер сердца
• Толщина и подвижность стенок сердца
• Степень повреждения, вызванного сердечным приступом или сердечным заболеванием
• Структурные проблемы в аорте, такие как аневризмы или расслоения
• Воспаление или закупорка кровеносных сосудов

МРТ других внутренних органов

МРТ позволяет проверить наличие опухолей или других аномалий многих органов тела, включая следующие:

• Печень и желчные протоки
• Почки
• Селезенка
• Поджелудочная железа
• Матка
• Яичники
• Простата

МРТ костей и суставов

МРТ может помочь оценить:

• Аномалии суставов, вызванные травматическими или повторяющимися повреждениями, например, разрывы хрящей или связок
• Аномалии дисков в позвоночнике
• Инфекции костей
• Опухоли костей и мягких тканей

МРТ молочной железы

МРТ можно использовать вместе с маммографией для выявления рака молочной железы, особенно у женщин с плотной тканью молочной железы или у женщин с высоким риском заболевания.

Дополнительная информация

Запись на прием в клинике Майо

Из клиники Мэйо на ваш почтовый ящик

Зарегистрируйтесь бесплатно и будьте в курсе последних научных достижений, советов по здоровью и актуальных тем, связанных со здоровьем, таких как COVID-19, а также экспертных знаний по управлению здоровьем.

Чтобы предоставить вам самую актуальную и полезную информацию, а также понять, какая информация полезна, мы можем объединить вашу электронную почту и информацию об использовании веб-сайта с другая информация о вас, которой мы располагаем. Если вы пациент клиники Майо, это может включать защищенную информацию о здоровье. Если мы объединим эту информацию с вашей защищенной медицинской информации, мы будем рассматривать всю эту информацию как информацию и будет использовать или раскрывать эту информацию только так, как указано в нашем уведомлении о практики конфиденциальности. Вы можете отказаться от получения сообщений по электронной почте в любое время, нажав на ссылка для отписки в письме.

Риски

Поскольку в MRI используются мощные магниты, присутствие металла в вашем теле может представлять угрозу безопасности, если его притягивает магнит. Даже если не притягиваться к магниту, металлические предметы могут искажать изображение МРТ . Прежде чем пройти МРТ , вы, вероятно, заполните анкету, в которой будет указано, есть ли в вашем теле металлические или электронные устройства.

Если имеющееся у вас устройство не сертифицировано как безопасное МРТ , вы не сможете получить МРТ . Устройства включают:

• Металлические суставные протезы
• Искусственные клапаны сердца
• Имплантируемый дефибриллятор сердца
• Имплантируемые инфузионные насосы
• Имплантированные нейростимуляторы
• Кардиостимулятор
• Металлические зажимы
• Металлические штифты, винты, пластины, стенты или хирургические скобы
• Кохлеарные импланты
• Пуля, шрапнель или любой другой металлический осколок
• Внутриматочная спираль

Если у вас есть татуировки или перманентный макияж, узнайте у своего врача, могут ли они повлиять на вашу МРТ . Некоторые из более темных чернил содержат металл.

Прежде чем записаться на МРТ , сообщите своему врачу, если вы подозреваете, что беременны. Влияние магнитных полей на плод изучено недостаточно. Ваш врач может порекомендовать альтернативное обследование или отложить МРТ . Также сообщите своему врачу, если вы кормите грудью, особенно если вам предстоит введение контрастного вещества во время процедуры.

Также важно обсудить проблемы с почками или печенью со своим врачом и лаборантом, потому что проблемы с этими органами могут ограничивать использование контрастных веществ, вводимых во время сканирования.

Как вы готовитесь

Перед обследованием МРТ питайтесь как обычно и продолжайте принимать ваши обычные лекарства, если не указано иное. Как правило, вас попросят переодеться в халат и снять вещи, которые могут повлиять на магнитное изображение, например:

• Ювелирные изделия
• Шпильки
• Очки
• Часы
• Парики
• Зубные протезы
• Слуховые аппараты
• Бюстгальтеры на косточках
• Косметика, содержащая металлические частицы

Что можно ожидать

Во время теста

Аппарат МРТ выглядит как длинная узкая трубка с открытыми обоими концами. Вы ложитесь на подвижный стол, который скользит в отверстие трубки. Технолог следит за вами из другой комнаты. Вы можете поговорить с человеком по микрофону.

Если вы боитесь замкнутых пространств (клаустрофобия), вам могут дать лекарство, которое поможет вам почувствовать сонливость и уменьшить тревогу. Большинство людей сдают экзамен без труда.

Аппарат МРТ создает вокруг вас сильное магнитное поле, и радиоволны направляются на ваше тело. Процедура безболезненная. Вы не чувствуете магнитное поле или радиоволны, и вокруг вас нет движущихся частей.

Во время сканирования МРТ внутренняя часть магнита издает повторяющиеся постукивания, удары и другие шумы. Вам могут дать беруши или включить музыку, чтобы заглушить шум.

В некоторых случаях контрастное вещество, обычно гадолиний, будет вводиться через внутривенную (IV) линию в вену на руке или предплечье. Контрастный материал усиливает некоторые детали. Гадолиний редко вызывает аллергические реакции.

МРТ может работать от 15 минут до более часа. Вы должны оставаться неподвижными, потому что движение может размыть результирующие изображения.

Во время функционального МРТ вас могут попросить выполнить ряд небольших задач, например постучать большим пальцем по пальцам, потереть наждачной бумагой или ответить на простые вопросы. Это помогает точно определить участки вашего мозга, которые контролируют эти действия.

После теста

Если вы не принимали успокоительное, вы можете возобновить свою обычную деятельность сразу после сканирования.

Результаты

Врач, специально обученный для интерпретации МРТ (рентгенолог), проанализирует изображения вашего сканирования и сообщит о результатах вашему врачу. Ваш врач обсудит с вами важные результаты и последующие шаги.

Видео: МРТ

МРТ — очень полезный инструмент, помогающий вашим врачам видеть изображения внутренних органов вашего тела, включая ткани, которые невозможно увидеть на обычном рентгеновском снимке.

Перед экзаменом очень важно внимательно заполнить форму проверки безопасности. МРТ безопасен и безболезнен. Но металл в сканере может вызвать серьезные проблемы с безопасностью или снизить качество изображений.

Ваша медицинская бригада должна знать о любом металле в вашем теле, даже о маленьком осколке металла в результате несчастного случая. Пломбы, мосты и другие стоматологические работы обычно не вызывают проблем. Но другой металл, который был помещен в ваше тело, может помешать вам иметь МРТ . Сюда входят некоторые кардиостимуляторы, зажимы для лечения аневризм и другие устройства с металлическими элементами.

Перед обследованием медсестра может изучить вашу историю болезни. Вам могут дать лекарства или контрастный краситель или взять кровь. Обязательно сообщите медсестре, если вы беременны, имеете аллергию на контрастное вещество или проблемы с почками или печенью. Вы не можете носить одежду с кнопками или молниями в сканере. Вас попросят надеть платье. Не надевайте украшения и не вносите в сканер металлические предметы, включая слуховой аппарат.

Аппарат МРТ использует мощный магнит для получения изображений вашего тела. В отличие от сканирования CT , в нем не используются рентгеновские лучи или другое излучение. Вам дадут беруши. Сканер издает громкий шум во время работы.

Устройство, называемое катушкой, может быть размещено на сканируемой области или вокруг нее, чтобы помочь захватывать изображения. Вам также дадут мяч для сжатия. Вы можете использовать это, чтобы подать сигнал технологу в любое время, когда вам что-то понадобится. МРТ управляется из соседней комнаты. Вы будете находиться под пристальным наблюдением на протяжении всей процедуры.

Выполняется серия сканирований с короткой паузой между каждым. Вы можете слышать разные шумы, когда выполняются разные сканы. Это нормально, что шум очень громкий. Вы должны оставаться неподвижными во время сканирования.

Люди обычно находятся в сканере от 30 до 50 минут, в зависимости от изображений, которые нужно сделать. Комплексное обследование может занять больше времени. Если вас беспокоит пребывание в сканере в течение такого промежутка времени, поговорите со своим врачом и лаборантом. Они могут дать вам несколько советов, как оставаться в комфортных условиях.

Если вас нужно снять со сканера, это можно сделать очень быстро. Концы сканера всегда открыты.

После обследования снимки будут проверены вашим рентгенологом. Он или она отправит отчет поставщику медицинских услуг, заказавшему тест. Задайте своему поставщику медицинских услуг любые вопросы, касающиеся вашего MRI .

Заглянуть внутрь сердца с помощью МРТ

Посмотрите, как кардиологический МРТ использует неподвижные или движущиеся изображения, чтобы показать кровоток через сердце.

Вивьен Уильямс: Один из четырех, столько людей умрет от проблем с сердцем. Врачи клиники Мэйо пытаются улучшить эту статистику. Они используют МРТ , чтобы заглянуть внутрь сердца, найти болезнь и подобрать лечение, чтобы люди дольше оставались здоровыми.

МРТ лаборант: Вы можете дышать. Дышите нормально.

Вивьен Уильямс: Магнитно-резонансная томография или МРТ позволяет врачам заглянуть внутрь сердца во время его сокращений.

Брайан Шапиро, доктор медицинских наук, кардиолог клиники Майо: Здесь вы можете видеть, это левый желудочек, главная насосная камера, выталкивающая кровь из организма.

Вивьен Уильямс: Доктор Брайан Шапиро использует МРТ для поиска аномалий в сердце.

Брайан Шапиро, доктор медицины: МРТ изучает характеристики тканей сердца. Таким образом, отек сердца является очень распространенным явлением при сердечных приступах, инфекциях и тому подобных вещах.

Вивьен Уильямс: Движущиеся или неподвижные изображения показывают, где именно происходит повреждение.

Брайан Шапиро, доктор медицины: Вы бы увидели это как очень яркое, яркое пятно в сердце.

Вивьен Уильямс: В дополнение к повреждениям от сердечного приступа или инфекции, МРТ также может показать доктору Шапиро, насколько хорошо работает сердце, где возникают нерегулярные сердечные сокращения, местонахождение тромбов, закупорки артерий, рубцовой ткани, или даже опухоли. Потому что МРТ позволяет врачам увидеть сердце более подробно, поставить более точный диагноз и, следовательно, адаптировать лечение для пациентов.

Brian Shapiro, M.D.: Поскольку вы можете фактически показать, где находится сердечный приступ, и степень сердечного приступа.

Вивьен Уильямс: Изображения, которые сообщают доктору Шапиро, выздоровеет ли пациент, есть ли необратимые повреждения и какое лечение может быть лучшим. Информация из сердца, которая может помочь доктору Шапиро и его коллегам лучше помочь своим пациентам. Доктор Шапиро говорит, пока МРТ может показать много информации о сердце, он не заменяет другие тесты, такие как нагрузочные тесты или эхокардиограммы. Это еще один способ заглянуть внутрь сердца. Для Medical Edge я Вивьен Уильямс.

Клинические испытания

Ознакомьтесь с исследованиями Mayo Clinic, посвященными тестам и процедурам, помогающим предотвращать, выявлять, лечить или управлять состояниями.

Персонал клиники Мэйо

Похожие

Новости клиники Мэйо

Продукты и услуги

Медицинская визуализация

Технологии визуализации являются важным компонентом пути оказания медицинской помощи, добавляя ценность на каждом этапе, на котором они используются. Это способствует более качественной и точной диагностике с самого начала и, благодаря постоянному мониторингу и измерению, позволяет принимать более эффективные решения о лечении и более эффективном лечении и результатах.

Значение визуализации для повышения эффективности лечения на всех этапах оказания медицинской помощи следует учитывать и использовать.

ИОНИЗИРУЮЩЕЕ ИЗЛУЧЕНИЕ

Ионизирующее излучение — это физическое явление, основанное на направлении частиц высокой энергии (фотонов) на объект. В медицине это явление используется для создания изображений, как анатомических (рентген, КТ), так и физиологических, или функциональных, изображений (ядерная медицина – ПЭТ и ОФЭКТ).

РЕНТГЕНОВСКОЕ ИЗОБРАЖЕНИЕ

Рентгеновское излучение является старейшим и наиболее часто используемым методом медицинской визуализации. Рентгеновские лучи были открыты в 1895 году и впервые использовались для визуализации тканей человека в 1896 году. Рентгеновские лучи используют ионизирующее излучение для получения изображений внутренней структуры человека путем направления лучей через тело. Они поглощаются на разных уровнях в зависимости от плотности ткани.

Рентгеновское излучение может генерировать три вида медицинских изображений; обычная рентгенография, ангиография и рентгеноскопия.

Обычная рентгенография создает изображение локализованной части тела, которая будет проанализирована на наличие анатомических аномалий.
Этот вид визуализации обычно оценивает:

• Скелетную систему
• Полость рта (кости и зубы)
• Любые проглоченные предметы
• Легкие
• Грудь (маммография)
• Пищеварительная система.

Ангиография использует рентгеновские лучи в сочетании с контрастным веществом (химические вещества, используемые для выделения определенных структур на изображениях) для визуализации кровеносных сосудов, особенно коронарных артерий.

Рентгеноскопия использует рентгеновские лучи для визуализации внутренней структуры в режиме реального времени, обеспечивая движущиеся изображения внутренней части объекта, например, бьющегося сердца или гортани в процессе глотания.

КОМПЬЮТЕРНАЯ ТОМОГРАФИЯ (КТ)

Компьютерная томография, которую также часто называют компьютерной томографией, представляет собой метод визуализации, который объединяет несколько рентгеновских изображений, сделанных под разными углами. Это дает подробные изображения внутренних поперечных сечений. Первый КТ-сканер для медицинского применения датируется 1972 годом.

Полученные изображения предоставляют больше информации, чем обычные рентгеновские снимки, что позволяет врачам исследовать отдельные срезы на трехмерных изображениях. Контрастные вещества обычно используются в сочетании с компьютерной томографией для выполнения ангиографии и других исследований конкретных тканей.
КТ ЧАСТО ИСПОЛЬЗУЕТСЯ ДЛЯ ОЦЕНКИ:

• Органов таза, грудной клетки и брюшной полости
• Состояние толстой кишки (КТ-колонография)
• Наличие опухолей
• Тромбоэмболия легочной артерии (КТ-ангиография)
• Травмы позвоночника
• Кардиология.

Технологические усовершенствования в КТ, такие как методы получения модуляции дозы и алгоритмы итеративной реконструкции значительно снизить требуемую дозу рентгеновского излучения, повысить эффективность больниц и клиническую эффективность и снизить затраты.

МОЛЕКУЛЯРНАЯ ВИЗУАЛИЗАЦИЯ

Молекулярная визуализация — это диагностический инструмент, позволяющий визуализировать метаболические процессы путем введения пациентам небольших количеств радиоактивных фармацевтических препаратов. Они накапливаются в определенной части тела контролируемым образом.

В отличие от других методов ионизирующего излучения, которые позволяют получать только анатомические изображения, этот метод позволяет получать функциональные изображения.

Некоторые состояния изначально имеют физиологический эффект, а не анатомические изменения в организме. Молекулярная визуализация позволяет поставить более ранний диагноз.
Сочетание молекулярной визуализации с изображениями КТ или МРТ может предоставить клиницистам превосходные изображения. AIPES разработала комплексный инструмент по ядерной медицине. См. веб-сайт для получения дополнительной информации.

В ядерной медицине используются две специальные технологии, а именно ПОЗИТРОНО-ЭМИССИЙНАЯ ТОМОГРАФИЯ (ПЭТ) и ОДНОФОТОННАЯ ЭМИССИЙНАЯ ТОМОГРАФИЯ (ОФЭКТ) .

ПЭТ и ОФЭКТ — это типы методов ядерного воображения, которые предоставляют врачам информацию о функционировании тканей и органов. В 1976 году были разработаны первые сканеры ОФЭКТ и ПЭТ, которые сменили 5 поколений, пока не появились на рынке сегодня.

Эти два метода генерируют изображения, раскрывающие метаболизм тела или поведение определенных частиц, но не могут генерировать изображения анатомических структур. Чтобы предоставить клиницистам лучшее изображение, молекулярную визуализацию можно комбинировать с изображениями КТ или МРТ, поэтому при объединении изображений изображения ПЭТ или ОФЭКТ будут связаны с анатомическими структурами, полученными из изображений КТ или МРТ.

ПЭТ и ОФЭКТ часто используются в качестве диагностических и контрольных изображений для:

• Неврологических заболеваний, таких как болезнь Альцгеймера и рассеянный склероз.
• Рак.
• Болезнь сердца.

НЕИОНИЗИРУЮЩЕЕ ИЗЛУЧЕНИЕ

Существуют другие методы медицинской визуализации, в которых не используется ионизирующее излучение, вместо него используются магнитные поля, радиочастотное или ультразвуковое излучение, которые, как было доказано на данный момент, наносят ограниченный вред человеческому организму, поэтому уменьшение побочного повреждения окружающих тканей, вызванного ионизирующим излучением.

МАГНИТНО-РЕЗОНАНСНАЯ ИЗОБРАЖЕНИЕ

Магнитно-резонансная томография (МРТ) — это технология, использующая радиоволны и магнитное поле для получения подробных изображений органов и тканей. Первое магнитно-резонансное изображение было получено в 1973 году, а первый МРТ-сканер для медицинской визуализации был разработан в 1977 году.

Тип излучения в этом методе визуализации создает изображения мягких тканей, минуя кости. Эта характеристика оказалась очень эффективной при диагностике ряда состояний, показывая разницу между нормальными и больными тканями. МРТ часто используется для оценки:

• Кровеносные сосуды
• Грудь
• Основные органы

УЛЬТРАЗВУК

Ультразвук имеет различные применения, его можно использовать для терапии и стимуляции мышц или как диагностический инструмент в медицинской визуализации с помощью УЗИ. Диагностическое ультразвуковое исследование, также известное как медицинская сонография или ультрасонография, использует высокочастотные звуковые волны для создания изображений внутренней части тела. Ультразвуковой аппарат посылает звуковые волны в тело и способен преобразовывать возвращающийся звук, эхо, в изображение. Первое изображение, созданное с помощью этой техники, было опубликовано в 1952. Ультразвуковая технология также может воспроизводить слышимые звуки кровотока, что позволяет медицинским работникам использовать как звуки, так и визуальные эффекты для оценки состояния здоровья пациента.

УЗИ часто используется для оценки:

• беременности
• аномалий сердца и кровеносных сосудов
• органов таза и брюшной полости
• симптомов боли, отека и инфекции

Диагностическая визуализация Также называется: Imaging

Диагностическая визуализация позволяет врачам заглянуть внутрь вашего тела в поисках подсказок о состоянии здоровья. Разнообразные машины и методы могут создавать изображения структур и действий внутри вашего тела. Тип визуализации, которую использует ваш врач, зависит от ваших симптомов и обследуемой части вашего тела. К ним относятся:

• Рентген
• КТ
• Сканирование ядерной медицины
• МРТ
• УЗИ

Многие тесты визуализации безболезненны и просты. Некоторые требуют, чтобы вы оставались неподвижными в течение длительного времени внутри машины. Это может быть неудобно. Некоторые тесты включают воздействие небольшого количества радиации.

Для некоторых визуализирующих исследований врачи вводят в ваше тело крошечную камеру, прикрепленную к длинной тонкой трубке. Этот инструмент называется прицелом. Врач перемещает его через проход или отверстие в теле, чтобы заглянуть внутрь определенного органа, например сердца, легких или толстой кишки. Эти процедуры часто требуют анестезии.

• Поиск учреждения, аккредитованного Американским колледжем радиологии (Американский колледж радиологии)
• Контрастные материалы (Американский колледж радиологии; Радиологическое общество Северной Америки) Также на Испанский
• Как читать отчет о радиологии (Американский колледж радиологии; Радиологическое общество Северной Америки) Также на Испанский
• Визуализация и радиология (Медицинская энциклопедия) Также на Испанский
• Успокоить детей во время экзаменов (Американское общество радиологов) — PDF — На английском и испанском языках
• Объяснение медицинского сканирования: взгляд внутрь тела (Национальные институты здоровья) Также на Испанский
• Обзор тестов визуализации (Мерк и Ко. , Инк.) Также на Испанский
• Доза облучения при рентгенографии и КТ (Американский колледж радиологии; Радиологическое общество Северной Америки) Также на Испанский
• Отслеживание рентгеновского следа (Американское общество радиологов) — PDF — На английском и испанском языках
• Что такое интервенционная радиология (ИР)? (Фонд Немур) Также на Испанский

• Статья: Текущее состояние детской нейроонкологической визуализации, проблемы и направления развития.
• Статья: Комбинированный подход на основе сегментации и классификации к автоматизированному анализу биомедицинских сигналов…
• Статья: Использование глубокого обучения для обнаружения диабетической ретинопатии на портативном немидриатическом ретинальном. ..
• Диагностическая визуализация — см. другие статьи

Методы визуализации мозга: типы и применение

Сегодня используется множество методов визуализации мозга, каждая из которых визуализирует ваш мозг уникальным образом.

Если ваш врач недавно назначил томографию головного мозга, вам может быть интересно, на что будет похожа ваша предстоящая сессия или какие методы визуализации мозга могут быть использованы.

На протяжении многих лет эксперты постепенно совершенствовали методы картографирования различных частей мозга и различных функций мозга.

Ваш врач может многое узнать с помощью изображений головного мозга, и информация, полученная с помощью этих сканирований, может оказаться полезной при постановке диагноза и составлении плана лечения.

Хотя визуализация мозга может показаться стрессовой, вы можете быть спокойны, зная, что это безопасная и безболезненная процедура.

В 1924 году немецкий психиатр Ганс Бергер записал первую электроэнцефалографию человека (ЭЭГ). Эта ранняя ЭЭГ позволила обнаружить электрические волны в мозгу, которые поднимались и опускались по мере того, как разные клетки мозга общались друг с другом.

С тех пор методы нейровизуализации становятся все более изощренными и являются важным инструментом для неврологов и специалистов по психическому здоровью.

Обычно используемые методы визуализации головного мозга:

• функциональная магнитно-резонансная томография (фМРТ)
• компьютерная томография (КТ)
• позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ)
• электроэнцефалография (ЭЭГ) и магнитоэнцефалография (МЭГ)
• 0
• 0 инфракрасная спектроскопия (fNIRS)

Одним из преимуществ визуализации мозга является простота ее выполнения. Это не требует инвазивных шагов и часто просто предполагает лежание и неподвижность, пока сканирование происходит вокруг вас.

Эти современные методы визуализации мозга позволяют врачам наносить на карту области и функции вашего мозга неинвазивным способом.

Визуализация головного мозга играет множество ролей в здравоохранении и облегчает работу диагностов. Некоторые виды использования методов визуализации мозга включают:

• определение последствий инсульта
• обнаружение кист и опухолей
• обнаружение отеков и кровотечений

Врачи используют определенный тип метода визуализации в зависимости от того, что им нужно увидеть в вашем мозгу. Например, если вы испытываете симптомы рассеянного склероза (РС), ваш врач может назначить МРТ, чтобы обнаружить или исключить очаги рассеянного склероза. С другой стороны, если вы хотите проверить наличие сломанных костей, они более заметны на компьютерной томографии.

Визуализация мозга также может связать определенные проблемы психического здоровья с биологическими причинами. Согласно исследованию 2020 года, люди с высоким уровнем тревожности также демонстрировали различия в связях мозга по сравнению с людьми без тревожности. Кроме того, визуализация мозга может выявить такие состояния, как психоз на ранней стадии.

фМРТ

Функциональная магнитно-резонансная томография (фМРТ) позволяет обнаружить изменения в кровотоке и уровне кислорода, возникающие в результате активности вашего мозга. Он использует магнитное поле сканера для воздействия на магнитные ядра атомов водорода, чтобы их можно было измерить и преобразовать в изображения.

МРТ отображает анатомическую структуру, а фМРТ измеряет метаболическую функцию.

ФМРТ имеет множество применений, например:

• оценка мозговой активности
• обнаружение аномалий головного мозга
• создание предоперационных карт головного мозга

КТ

Компьютерная томография (КТ) представляет собой серию рентгеновских снимков, преобразованных в изображения поперечного сечения вашего мозга. Эти рентгеновские снимки объединяются для формирования поперечных срезов или даже трехмерной модели вашего мозга. Результаты компьютерной томографии также могут предоставить больше деталей, чем стандартный рентген.

Компьютерная томография может:

• выявить определенные виды повреждений головного мозга
• выявить рак
• определить опухоль или кровотечение головного мозга
• выявить структурные изменения головного мозга при шизофрении

ПЭТ

Позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ) использует радиоактивный индикатор, который связывается с глюкозой в кровотоке. Поскольку ваш мозг использует глюкозу в качестве основного источника топлива, индикатор накапливается в областях с повышенной активностью мозга.

Сканирование ПЭТ позволяет увидеть эти индикаторы и проследить, как они перемещаются и накапливаются в вашем мозгу. Это позволяет врачам видеть проблемные места, где глюкоза движется неправильно.

С помощью ПЭТ можно оценить:

• припадки
• Болезнь Альцгеймера
• опухоли

ЭЭГ

Электроэнцефалография (ЭЭГ) измеряет ваши мозговые волны. Перед сканированием клиницисты прикрепят к коже головы небольшие электроды, прикрепленные к проводам. Эти электроды обнаруживают электрическую активность в вашем мозгу и отправляют ее на компьютер, где он создает графическое изображение. Каждый тип частоты появляется на отдельной строке и дает врачу информацию о вашей мозговой активности.

ЭЭГ может выявить такие проблемы, как:

• тревога
• травмы головы
• эпилепсия
• нарушение сна

МЭГ

Магнитоэнцефалография измеряет электрическую активность нейронов. Этот тип сканирования может найти и идентифицировать неисправные нейроны в вашем мозгу. Врачи используют МЭГ для оценки как спонтанной активности мозга, так и реакции нейронов на стимулы.

МЭГ позволяет врачам оценивать такие области, как:

• источники эпилепсии
• двигательные области
• сенсорные области
• язык и зрение

NIRS

Спектроскопия в ближней инфракрасной области (NIRS) контролирует насыщение вашего мозга кислородом. Он использует инфракрасный свет для обнаружения изменений уровня кислорода в гемоглобине в крови. Поскольку кислород имеет решающее значение для правильного функционирования вашего мозга, NIRS может помочь врачам в любых клинических условиях, когда уровень кислорода в мозге может колебаться.

NIRS используется для мониторинга:

• уровень кислорода в головном мозге во время операции на сердце
• функция головного мозга и уровень оксигенации у недоношенных детей в отделении интенсивной терапии новорожденных (ОИТН)

Методы визуализации головного мозга позволяют медицинским работникам получить представление о вашем мозге, чтобы увидеть его структурное и функциональное состояние типичный.