Методы визуализации и их восприятие
Как различные формы и типы графиков влияют на то, как мы воспринимаем информацию? Кеннеди Эллиотт, графический редактор Washington Post, провела большое исследование о методах визуализации и их восприятии.
В течение нескольких лет Кеннеди Эллиотт размышляла на тему, что мы знаем о том, как люди воспринимают визуальную информацию. В своей статье, основанной на заметках с выступления на конференции OpenVis, Эллиотт делится известными ей исследованиями в этой области и их результатами.
Основные визуальные действия
Первым исследованием в области визуализации информации можно считать исследование Уильяма Кливленда и Роберта МакГилла, опубликованное в 1984 году. Исследование рассматривает так называемые «элементарные перцептивные задачи» – основные визуальные действия, которые мы совершаем, когда смотрим на график.
Согласно ранжированию самая простая перцептивная задача – это «позиционирование по общей шкале». Сравнение объектов в одной шкале, например, по оси, является для нас самым простым визуальным действием.
Опорные точки
Исследования показывают, что у нас есть определенные искажения в восприятии в зависимости от типа графика и объектов на нем.
Например, объект, который мы видим в контексте других, более больших объектов, кажется там больше. Когда же мы видим его рядом с маленькими объектами, он кажется нам меньше.
Еще одним интересным наблюдением является то, что когда с графиком идет текст, призывающий обратить внимание на его симметричность, зрителям такой график кажется симметричнее, даже если на самом деле он не является симметричным. Это говорит о том, что аннотации могут иметь большое значение при передаче информации.
Базовые формы
В своем исследовании Крокстон обнаружил, что столбики являются более эффективными для сравнения величин, чем круги, квадраты или кубы.
Мы более точно определяем разницу величин при сравнении столбиков, чем других фигур. Фото: Kennedy Elliott.Столбчатые, круговые и линейные графики
Холланд и Спенс оценили эффективность разных типов графиков в зависимости от задачи. Оказалось, что линейные графики лучше показывают изменения, поскольку имеют «интегрированный» интерфейс: зритель воспринимает изменения за счет изменения наклона линии графика.
Использование круговых графиков для того, чтобы показать изменения, требует нескольких графиков, что усложняет восприятие.
Холланд и Спенс изучали, насколько точно зритель может определить изменения в зависимости от типа графика. Фото: Kennedy Elliott.Круговые графики не оказались достаточно эффективным способом коммуникации изменений, но столбчатые графики оказались примерно такими же эффективными, как и линейные (поскольку, по мнению исследователей, зрители мысленно дорисовывают линии между столбцами).
Для определения пропорций лучшими оказались круговые графики.
3d
Исследования предполагают, что мы способны оценивать 3d-объекты более точно, чем обычно думаем.
Так, Зигрист обнаружил, что 2d столбчатые графики не воспринимаются нами более точно, чем 3d, но 3d-графики требуют немного больше времени для их восприятия. При этом в случае с круговыми графиками 2d работает лучше, поскольку перспектива усложняет восприятие частей круговой диаграммы.
Леви и соавторы полагают, что 3d-графики, несмотря на их привлекательность, не несут дополнительной информации, но заставляют зрителя воспринимать больше лишних деталей.
Леви и соавторы предлагали участникам выбрать из разных видов 2d и 3d-графиков. Фото: Kennedy Elliott.Участникам исследования предлагали выбрать из 2d- и 3d-графиков. Когда участникам предлагали выбрать график для презентации другим людям, они были склонны выбирать 3d-графики. Они также выбирали 3d-графики, когда нужно было запомнить данные на графике.
При этом участники чаще выбирали столбчатые 2d-графики, когда от них требовалось передать определенные детали, и линейные графики, когда сообщение нужно было передать очень быстро.
Пиктограммы и рисунки
Эксперименты с использованием пиктограмм для репрезентации данных показали, что использование дискретных форм, круги это или пиктограммы, помогает людям запомнить данные лучше, чем простой столбчатый график.
Использование пиктограмм так, как показано на графиках справа, не приводит к снижению точности восприятия. Фото: Kennedy Elliott.Также участники исследования были склонны больше изучать визуализации, использующие пиктограммы. При этом не следует использовать пиктограммы в качестве легенды графика – это приводит к большим ошибкам восприятия.
Интерактивные элементы
Согласно исследованиям задержка в полсекунды при восприятии интерактивной графики оказывает сильное влияние на вовлечение зрителей в визуализацию – они меньше двигают мышью и замедляют другие активности.
Такая задержка оказывает влияние и на последующие сессии – зрители склонны меньше вовлекаться в графики, которые они видят после.
Библиографию и полный текст статьи вы можете прочитать на Medium.
В своей дипломной работе 2007 Периодическая таблица методов визуализации для управления Ralph Lengler & Martin J. Eppler систематизировал 100 методов визуализации. Работа направлена на то, чтобы осознанно и более точно подбирать метод визуализации под конкретную задачу, особенности текста, с которым будут работать учащиеся, планируемый результат и путь познания (дедуктивный или индуктивный). Метод визуализации рассматривается как: системное, основанное на правилах, динамическое и/или статическое графическое представление информации, способствующее «рождению» идей, помогающее разобраться в сложных понятиях, нацеленное на обобщение, анализ теории и опыта. Периодическая таблица это интерактивный стол. При наведении курсора мыши на ячейку, «всплывают» примеры для данного метода визуализации. Таблица обеспечивает великолепную основу для понимания, описания и выбора из множества методов визуализации и стилей, доступных и целесообразных для решения конкретных учебных задач. На рисунке представлена периодическая таблица методов. Для полноценной работы с таблицей, перейдите в интерактивный режим (на каждую ячейку надо наводить курсор мыши и вы увидите пример визуализации)
В таблице выделены и отмечены цветом области применения («групп») методов визуализации:
Дополнительные условные обозначения: 1. Задачи и взаимодействие:
2. Когнитивные процессы: методы визуализации, помогающие сформулировать неявные знания (как в визуальной метафоры) и стимулировать новое мышление (например, с mindmap — картах знаний).
3. Представление информации: представление данных в виде структуры или процесса
Автор таблицы делает вывод:
Методы визуализации из Периодической таблицы (название методов — технический перевод) источник
Сводная таблица интернет-сервисов – ИКТ-инструментов педагогической и учебной деятельности
Источники: |
NIT for You | Методы визуализации информации
Визуализация информации – представление числовой и текстовой информации в виде графиков, диаграмм, структурных схем, таблиц, рисунков, карт и т.д. Визуальная информация лучше воспринимается и позволяет быстро и эффективно преподнести собственные мысли и идеи. Физиологически, визуальное восприятие информации является основной для человека. Многочисленные исследования ученых утверждают, что около 90% информации человек воспринимает через зрение.
Как только человек научился, представлять информацию графическим образом, можно сказать, что он научился фиксировать мысль в пространстве и времени. Рисунки, зарисовки, линии на плоскости, цвета и формы помогают понимать и запоминать информацию, классифицировать, делать выводы, придумывать новое, принимать решения, эмоционально настраиваться на изучение материала. Особую важность и значимость визуализация информации имеет в образовательной деятельности.
Можно утверждать, что наиболее высокое качество усвоения достигается при непосредственном сочетании слова преподавателя и предъявляемого учащимся изображения в процессе обучения.
Существует множество способов визуального представления информации.
В своей дипломной работе 2007 Периодическая таблица методов визуализации для управления Ralph Lengler & Martin J. Eppler систематизировал 100 методов визуализации. Работа направлена на то, чтобы осознанно и более точно подбирать метод визуализации под конкретную задачу, особенности текста, с которым будут работать учащиеся, планируемый результат и путь познания (дедуктивный или индуктивный). Метод визуализации рассматривается как: системное, основанное на правилах, динамическое и/или статическое графическое представление информации, способствующее «рождению» идей, помогающее разобраться в сложных понятиях, нацеленное на обобщение, анализ теории и опыта. Для полноценной работы с таблицей, перейдите в интерактивный режим (на каждую ячейку надо наводить курсор мыши и вы увидите пример визуализации)
В таблице выделены и отмечены цветом области применения («групп») методов визуализации:
№ периода | Название периода | Описание группы методов |
1 | Визуализация данных
| Стандартные количественные форматы:
Позволяют визуально представить количественные данные в схематичной форме.Методы универсальные, в основном используются для группировки, сравнения и представления данных. |
2 |
Визуализация информации
| Например, семантические сети или tree maps (карта дерева). Применяется как использование интерактивных визуальных представлений данных для усиления познания. Текст переводится в формат рисунка, схемы. |
3 |
Визуализация концепций | Это группы методов анализа проблем, концепций, идей, планов, направляемых шаблонами и правилами составления, визуализации. Например, концептуальные карты или диаграммы Ганта |
4 |
Визуализация стратегий
| Такие методы как Canvas-стратегия или Технология дорожной карты применяются для систематического использования дополнительных визуальных представлений для повышения качества анализа, для разработки плана, организации взаимосвязи компонентов и субъектов и реализации плана в организациях. |
5 | Визуализация метафор
| За основу может быть взята схема метро или другой шаблон. Использование эффективных и простых шаблонов помогают рассмотреть и понять сложные идеи. |
6 |
Комплексная визуализация | Объединяет несколько вышеуказанных приемов. Это могут быть сложные карты знаний, которые содержат схематические и метафорические элементы, концептуальные мультфильмы, содержащие количественные графики, или интерактивный плакат, сочетающий в себе разные приемы визуализиции информации. |
Дополнительно:
Методы визуализации информации — наукоёмкое направление современных ИТ – тема научной статьи по компьютерным и информационным наукам читайте бесплатно текст научно-исследовательской работы в электронной библиотеке КиберЛенинка
подготовка специалистов
программы
Апанович Зинаида Владимировна
МЕТОДЫ ВИЗУАЛИЗАЦИИ ИНФОРМАЦИИ -НАУКОЕМКОЕ НАПРАВЛЕНИЕ СОВРЕМЕННЫХ ИТ
Аннотация
В последние годы возникли и стремительно развиваются такие научные направления как визуализация информации и визуальная аналитика. В отличие от европейских и американских университетов, в программу обучения которых методы визуализации информации вошли достаточно прочно [11], в России подобные курсы почти полностью отсутствуют. В течение последних пяти лет автором этой статьи читается курс, посвященный методам визуализации информации на основе графовых моделей, в Новосибирском государственном университете. Данная статья дает общее представление о созданном курсе.
Ключевые слова: методы визуализации информации, дерево, диаграммы связей вершин и методы заполнения пространства, граф, визуализация планарных графов, силовые алгоритмы размещения неориентированных графов, поуровневое размещение ориентированных графов.
1. ВВЕДЕНИЕ
В последние годы возникли и стремительно развиваются такие научные направления как визуализация информации и визуальная аналитика. Количество теоретических исследований в этих областях возрастает, благодаря быстро расширяющемуся спектру промышленных приложений. Теоретическую основу методов визуализации информации и визуальной аналитики составляют методы рисования и визуализации графов. Эта область является одной из наиболее наукоемких областей современных информационных технологий. Для работы в области визуализации информации, помимо знакомства с теорией графов, необходимо достаточно глубокое знакомство с компьютерной геометрией, компьютерной
© З.В. Апанович, 2010
графикой и методами вычислений. Именно наукоемкость методов визуализации информации может дать несомненные преимущества на мировом рынке информационных технологий российским программистам, традиционно имеющим хорошую математическую подготовку. В отличие от европейских и американских университетов, в программу обучения которых методы визуализации информации вошли достаточно прочно [11], в России подобные курсы почти полностью отсутствуют.
Одной из основных трудностей в преподавании подобного курса в России является практически полное отсутствие как русскоязычной литературы, касающейся алгоритмов визуализации графов и структур данных, используемых для их эффективной реализации, так и учебных курсов, посвященных этой важнейшей области. В течение последних пяти лет в Новосибирс-
ком государственном университете автором этой статьи читается курс, посвященный методам визуализации информации на основе графовых моделей. В этом курсе рассматриваются теоретические основы построения изображений деревьев и графов, а также дается большое количество примеров реальных приложений, использующих изученные методы для визуализации информации. Данная статья дает общее представление о созданном курсе.
2. ПРИМЕРЫ ТИПИЧНЫХ ПРИЛОЖЕНИЙ, ИСПОЛЬЗУЮЩИХ МЕТОДЫ ВИЗУАЛИЗАЦИИ ГРАФОВ
Алгоритмы визуализации графов имеют огромное количество областей применения. Большинство людей сталкивались с файловой иерархией на компьютере. Эта иерархия может быть изображена в виде дерева, которое является частным случаем графа. Другие знакомые типы графов включают иерархии, представимые организационными диаграммами, и таксономии, которые отражают отношения между разными видами. В биологии и в химии методы визуализации графов применяются к деревьям эволюции, филогенетическим деревьям, молекулярным картам, генетическим картам, визуализации генных сетей, графов экспрессии генов и сигнальных путей. Их области применения включают также графы потоков данных, потоков управления и вызовов подпрограмм, используемые при разработке программного обеспечения, и системы реального времени, представленные сетями Петри.
Визуализация ЕЯ-диаграмм применяется в системах управления базами данных, РЕЯТ-диаграмм — в системах управления проектами. Весьма популярными в бизнес-приложениях являются визуализации СЯМ-диаграмм, изображающих отношения с клиентами. Методы визуализации графов необходимы при анализе данных разведки, включая бизнес-разведку. При разработке средств вычислительной техники визуализируют схемы приборов и диаграммы ко-
нечных автоматов. Среди новых приложений следует отметить методы изображения знаний, в частности, онтологии, тезаурусы и семантические карты, а также визуализации для решения задач сетевой безопасности. Красивые изображения графов и сетей используются на обложках книг, журналов и как «сырье» для всевозможных произведений искусства.
Наукоемкие продукты, использующие методы визуализации информации, широко распространяются на мировом рынке в течение последних 10-15 лет. Имеются фирмы, поставляющие библиотеки и программные комплексы, ориентированные на визуализацию графов общего назначения (Tom Sawyer software, ILOG software, Algorithmic Solutions Software GmbH, y Works), а также системы визуализации программного обеспечения (Imagix Corporation, Absint и др.). Вместе с тем появляется все больше фирм, специализирующихся на визуализации бизнес-информации, необходимой аналитикам различных предприятий и ориентированной на профиль тех или иных предприятий (Enterprise Solutions). Одной из старейших компаний этого направления является фирма Inxight Software, 1пс, поставляющая средства визуализации информации для финансовых и биологических фирм. Наконец, совсем недавно появились компании, поставляющие на рынок продукты, использующие новые методы из области визуализации информации, так называемые методы визуальной аналитики. Среди растущего семейства инструментов визуальной аналитики процветает программное обеспечение фирмы HiveGroup, использующее визуализацию иерархических данных на основе Карты Дерева (Treemap) и поставляемое организациям, которым требуется ежедневный мониторинг сложной деятельности с участием тысяч продуктов, проектов и продавцов. Компания Advanced Visual Systems (AVS) поставляет на рынок продукты, позволяющие топ-менеджерам корпораций получать единую картину их бизнеса, а ведущая корпорация в области сервис-ориен-
тированной архитектуры TIBCO приобрела недавно компанию Spotfire вместе с ее платформой Enterprise Analytics.
3. ЦЕЛИ И СОДЕРЖАНИЕ КУРСА ПО ВИЗУАЛИЗАЦИИ ИНФОРМАЦИИ НА ОСНОВЕ ГРАФОВЫХ МОДЕЛЕЙ
Основной целью данного курса является обучение студентов существующим методам визуализации, дающее им понимание сильных и слабых сторон различных методов. Они должны научиться осознанно выбирать и применять подходящие методы визуализации в их практической деятельности, критиковать, предлагать улучшения и создавать новые способы визуализации для новых приложений и новых типов данных. Курс состоит из следующих разделов:
1. Введение в методы и средства визуального анализа на основе графовых моделей.
2. Методы построения статических изображений деревьев для анализа иерархической информации, теоретические оценки.
3. Методы визуализации и навигации для графов и деревьев на основе техники «Фо-кус+контекст».
4. Вспомогательные методы. Двусвязные графы, построение st-нумерации для дву-связных графов.
5. Методы построения изображения пла-нарного графа и области их применения.
6. Информация, представимая с помощью ориентированных графов, и методы их визуализации.
7. Информация, представимая с помощью неориентированных графов, и методы визуализации, основанные на физических аналогиях.
8. Иерархические методы визуализации и навигации для графов.
9. Задача кластеризации графа.
Вводная лекция курса начинается с примеров визуализации графов, таких как генеалогические деревья или квадраты оппозиции, при помощи которых обучались логике студенты средних веков. Затем демонстрируются примеры современных
научных и коммерческих приложений визуализации информации, таких как изображения структуры организаций, карты рынка, деревьев эволюции, социальных сетей, лингвистических онтологий, транспортных схем, фотоархивов, цифровых библиотек и других. Затем дается математическая формулировка задачи построения графа, рассматриваются эстетические критерии, используемые при оценке качества изображения, и основные стили при построении изображений графов, а также проблемы, возникающие при работе с реальными приложениями.
Раздел, посвященный методам построения статических изображений деревьев для анализа иерархической информации, является весьма обширным и занимает 5 лекций. Сначала рассматриваются специфические эстетические критерии, используемые при визуализации деревьев, связанные с необходимостью изображения иерархий, а также объясняется разница между изображениями типа диаграммы связей вершин и методами заполнения пространства.
Методы построения изображений деревьев, относящихся к классу диаграмм связей вершин, рассматриваются на примере нескольких алгоритмов. Примеры этих изображений показаны на рис. 1. Сначала подробно рассматривается алгоритм Рейнголь-да-Тилфорда построения поуровневого изображения бинарных деревьев (см. рис. 1 а) и алгоритм Валкера для деревьев произвольной степени, а также структуры данных, необходимые для реализации поуровневого алгоритма за время O(n). Далее рассматриваются несколько методов построения изображений деревьев, используемых для определения теоретических границ оценок площади и коэффициента формы (см. рис. 1 б, в), дается понятие алгоритмов построения изображения на основе выбора пути в дереве и на основе разделителей. Рассмотрение радиального алгоритма (см. рис. 1 г) построения изображений свободных деревьев сопровождается демонстрацией приложений, DiskTree, MoireTree и GnutellaVision, использующих этот алгоритм. Знакомство с методами построения диаграмм связей вершин
а)
Рис. 1. Примеры изображений деревьев, относящиеся к классу «Диаграммы связей вершин»
завершают несколько вариантов круговых изображений деревьев (см. рис. 1 д).
Рассмотрение методов заполнения пространства начинается с группы наиболее известных алгоритмов этой группы, объединенных общим названием «карта дерева» (Тгеешар), которые выводят на новый уровень возможности визуализации иерархической информации, позволяя изображать не только структурные свойства, но и численные атрибуты различных иерархий. Рассматриваются три алгоритма этой группы: метод продольно-поперечного сечения (см. рис. 2 а), квадрифицирующий (см. рис. 2б) и полосковый алгоритмы (см. рис. 2в). Рассматриваются также различные схемы применения этих алгоритмов в случае глубоких иерархий, а также радиальные методы заполнения пространства и карты дерева на основе диаграмм Вороного. Затем демонстрируется использование этих алгоритмов в конкретных приложениях бизнес-аналитики.
Отдельная лекция курса посвящается вопросам построения интерактивных изображений. Наибольшее внимание в
ней уделяется методам, специфическим для работы с информацией. 3 \ © © © ©
@ © © © © © @ @ Фокус
Рис. 3. Подсчет Функции степени интереса.
Для каждой вершины показано: а) расстояние до корня, б) расстояние до фокуса, в) значение функции СИ
вый жгут». Демонстрируется применение этой модели для сравнения структуры филогенетических деревьев, а также применение модели «Резиновый жгут» в сочетании с радиальным алгоритмом для визуализации лингвистической онтологии.
Весьма существенное место в данном курсе занимает раздел, посвященный методам визуализации планарных и разреженных графов. Знакомство с этими метода-
а:{(а, Ь), (а, с), (а, ё)} Ь:|(Ь,с), (Ь,а)} с:|(с, Ь),(с, а),(с,ё)} ё:|(ё, с),(ё, а)}
Рис 4. Планарный граф и его комбинаторная укладка
ми требует достаточно глубоких знаний в области теории графов, поэтому пришлось включить в курс две лекции, посвященные основным свойствам планарных графов, алгоритму проверки планарности графов на основе 81>нумерации и построению комбинаторной укладки графа, определяемой как циклический порядок ребер, инцидентных каждой вершине (см. рис. 4). Также рассматривается алгоритм построения канонического упорядочения вершин максимальных планарных графов. Затем описывается алгоритм построения прямолинейного сетчатого изображения для пла-нарных графов на основе канонического упорядочения, дается оценка площади получаемого изображения и оценка сложности алгоритма.
При построении ортогональных изображений графов возможно использование двух различных стратегий. Во-первых, существует эвристическая процедура линейной сложности, использующая вспомогательные изображения, называемые обзорными. Для знакомства с этой стратегией вводится понятие сильного и слабого обзорного представления и дается алгоритм построения сильного обзорного представления триангулированного планарного графа на основе канонического упорядочения вершин. Затем описывается эвристическая процедура построения ортогонального изображения на основе обзорного представления и эвристическая процедура минимизации сгибов полученного изображения.
Вторая стратегия позволяет строить ортогональные изображения графов с минимальным количеством сгибов. Эта процедура использует комбинаторную укладку графа, полученную в результате теста на пла-нарность, и строит по этой укладке ортогональное изображение. Центральной частью этой стратегии является алгоритм построения сети по комбинаторной укладке и сведение задачи минимизации сгибов к поиску потока минимальной стоимости в построенной сети (см. рис. 5). Результатом применения обеих стратегий является построение ортогонального представления, к которому может быть применена процедура
Рис 5: а) прямолинейная укладка планарного графа, б) ортогональное изображение с минимальным количеством сгибов, соответствующее потоку минимальной стоимости в построенной сети, в) потоковая сеть, соответствующая укладке планарного графа и значения потока минимальной стоимости
компактизации для вычисления окончательных размеров ортогонального изображения графа.
Методы визуализации неориентированных графов, основанные на физических аналогиях, являются самым распространенным инструментом при визуализации информации. Две лекции курса посвящены наиболее известной группе алгоритмов, используемых для построения изображений неориентированных графов (см. рис. 6 а). К этой группе относятся «пружинные алгоритмы», алгоритмы, имитирующие действие сил гравитации и магнитные силы, а также алгоритмы, основанные на минимизации энергии. Классическими представителями этой группы алгоритмов являются алгоритм Фрюхтер-мана-Рейнгольда и алгоритм Камады-Кавая. Рассматривается также проблема повышения эффективности силовых алгоритмов размещения за счет применения многоуровневых методов на примере метода Барнеса-Хата.
Также весьма подробно на протяжении трех лекций рассматривается методика построения поуровневого изображения ориентированных графов (см. рис. 6 б). Рассматриваются основные этапы стратегии Сугиямы: разбиение множества вершин на слои, упорядочение вершин на одном уровне с целью минимизации количества пересечений ребер, вычисление координат каждой вершины и проблема изображения ребер графа. Еще одна лекция посвящена различным иерархи-
Рис. 6: а) пример размещения неориентированного графа, получаемого при помощи силового алгоритма; б) пример размещения ориентированного графа, получаемого при помощи метода Сугиямы
ческим моделям представления графов. Вводится понятие составного графа, подробно описывается методика построения изображения составных графов, на примере системы УСв, а также демонстрируется альтернативный подход к построению изображения составных графов на примере программы 0-ЛЪёие1;ог.
Рассмотрение иерархических методов невозможно без рассмотрения методов кластеризации графов, поэтому одна лекция курса посвящена этой теме.Иап-Ьт, алгоритм Е1ёиееЫа -МаИЬеу8е8 и методы многуровневого разбиения вершин графа на примере подсистемы ИМе1!8.
Помимо представления теоретического материала, весьма полезны обсуждения, инициированные следующими вопросами:
1. Можно ли модифицировать алгоритм (указание конкретного алгоритма), с тем чтобы появилась возможность визуального анализа новых свойств изображаемой информации? Если да, то как именно?
2. Какие недостатки Вы видите в изученном алгоритме (изображениях, создаваемых при помощи изученного алгоритма) и как Вы бы предложили устранять эти недостатки?
Следует заметить, что одной из важнейших компонент обучения европейских и американских студентов методам визуализации информации является их участие в соревнованиях, которые ежегодно организуются в рамках таких авторитетных конференций, как IEEE VAST.
4. ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Курс «Методы и средства визуализации информации на основе графовых моделей» входит в качестве специальной дисциплины в магистерскую программу «Технология разработки программных систем» по направлению «Информатика и вычислительная техника» в НИУ ИГУ. При создании данного курса использовались материалы курсов по визуализации графов и визуализации информации, читаемых в европейских университетах и университетах США.
Опыт преподавания данного курса в Новосибирском государственном университете показал его полезность при подготовке специалистов, работающих в области ИТ, в таких областях как искусственный интеллект и молекулярная биология. В настоящий момент автором этого курса разработан электронный учебник «Методы и средства визуализации информации на основе графовых моделей», а также подготовлена к публикации первая часть учебного пособия по данному курсу.
Литература
1. Апанович З.В. Средства для работы с графами большого объема: построение и оптимизация компоновочных планов. // Системная информатика. Вып. 10: Методы и модели современного программирования. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2006. С. 7-58.
2. Апанович З.В. Программа курса «Комбинаторные алгоритмы анализа и синтеза графовой информации // Сборник учебно-методических материалов по программированию и информатике НГУ, 2007. С. 26-32.
3. Апанович З.В. Методы интерактивной визуализации информации // Проблемы управления и моделирования в сложных системах: Тр. X Межд. конф. (Самара, 23-25 июля 2008 г.) С. 478-489.
4. Апанович З.В. Методы навигации при визуализации графов // Вестник НГУ. Т. 6. Вып. 3. 2008. С. 35-47 .
5. Апанович З.В. Методы заполнения пространства и их применение для визуализации информации и бизнес-аналитики // Проблемы управления и моделирования в сложных системах: Тр. XI Межд. конф. (Самара, 22-24 июня 2009 г.) С. 563-572.
6. Евстигнеев В.А., Касьянов В.Н. Графы в программировании: обработка, визуализация и применение. СПб.: БХВ. 2003.
7. Apanovich Z.V., Bulyonkova A.A., Bulyonkov M.A., Emelianov P.G., Filatkina N.N. Using Floorplans for Software Visualization // Bulletin of NCC Issue 24. 2006. P. 27-44.
Abstract
Scientific directions such as information visualization and a visual analytics have arisen quite recently. The quantity of theoretical researches in these areas increases, thanks to the quickly extending spectrum of industrial applications. The theoretical background of the information visualization and visual analytics methods are graph visualization methods. Unlike the European and American universities, which programs include courses on information visualization methods, similar courses in Russia are almost completely absent. One of the basic difficulties in teaching such a course in Russia is almost the total absence of the Russian literature, devoted to this subject. During the last five years the author of this article gives a course devoted to methods of the information visualization based on the graph models, in the Novosibirsk State University. Theoretical foundations of the tree and graph drawing construction are considered in this course. A considerable quantity of examples of real applications is given. This article describes the main topics of the course.
Keywords: information visualization methods, tree, node link diagrams, space filling methods, graph, planar graph visualization, force-directed placement algorithms for undirected graphs, layered drawing of directed graphs.
Апанович Зинаида Владимировна, кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник Института систем информатики им. А.П. Ершова СО РАН и преподаватель Новосибирского государственного университета (НИУ НГУ),
арапоу1ск@т. nsk.su
© Наши авторы, 2010. Our authors, 2010.
Зачем и как использовать визуализацию данных?
Данная статья написана представителем компании DevExpress и опубликована в блоге на ХабраХабре.
Медицинские исследователи установили, что если в инструкции к лекарству находится только текст, человек усваивает из нее лишь 70% информации. Если же в инструкцию добавить картинки, человек усвоит уже 95%.
В нашей компании уже много лет занимаются разработкой и поддержкой инструментов для визуализации данных, охватывая большой диапазон платформ и технологий. И в этом есть смысл, ведь визуализационные инструменты всегда были и остаются востребованными на рынке разработки. И мы знаем, в чем причина такой популярности.
Что такое визуализация данных?
Прежде всего, нужно знать, что же такое визуализация данных и какие ее методы используются, в том числе и в повседневной жизни.
Самые простые, а потому и самые распространенные методы визуализации — это графики.
Визуализация данных — это наглядное представление массивов различной информации. Существует несколько типов визуализации:
- Обычное визуальное представление количественной информации в схематической форме. К этой группе можно отнести всем известные круговые и линейные диаграммы, гистограммы и спектрограммы, таблицы и различные точечные графики.
- Данные при визуализации могут быть преобразованы в форму, усиливающую восприятие и анализ этой информации. Например, карта и полярный график, временная линия и график с параллельными осями, диаграмма Эйлера.
- Концептуальная визуализация позволяет разрабатывать сложные концепции, идеи и планы с помощью концептуальных карт, диаграмм Ганта, графов с минимальным путем и других подобных видов диаграмм.
- Стратегическая визуализация переводит в визуальную форму различные данные об аспектах работы организаций. Это всевозможные диаграммы производительности, жизненного цикла и графики структур организаций.
- Графически организовать структурную информацию с помощью пирамид, деревьев и карт данных поможет метафорическая визуализация, ярким примером которой является карта метро.
- Комбинированная визуализация позволяет объединить несколько сложных графиков в одну схему, как в карте с прогнозом погоды.
Зачем использовать визуализацию данных?
Визуальная информация лучше воспринимается и позволяет быстро и эффективно донести до зрителя собственные мысли и идеи. Физиологически, восприятие визуальной информации является основной для человека. Есть многочисленные исследования, подтверждающие, что:
- 90% информации человек воспринимает через зрение
- 70% сенсорных рецепторов находятся в глазах
- около половины нейронов головного мозга человека задействованы в обработке визуальной информации
- на 19% меньше при работе с визуальными данными используется когнитивная функция мозга, отвечающая за обработку и анализ информации
- на 17% выше производительность человека, работающего с визуальной информацией
- на 4,5% лучше воспоминаются подробные детали визуальной информации
Если попросить читателя вспомнить названия материков, в голове возникнет именно эта картинка в 60000 раз быстрее воспринимается визуальная информация по сравнению с текстовой
На графике читатель быстрее найдет минимальное и максимальное значения.
- 10% человек запоминает из услышанного, 20% — из прочитанного, и 80% — из увиденного и сделанного
- на 323% лучше человек выполняет инструкцию, если она содержит иллюстрации
Инструкцию снизу намного легче и быстрее понять и выполнить.
Подробнее о фактах и исследованиях можно посмотреть в интересной инфографике здесь.
Очевидно, что человек предрасположен обрабатывать именно визуальную информацию. Помимо прекрасной обработки нашим мозгом, визуализация данных имеет несколько преимуществ:
- Акцентирование внимания на разных аспектах данных
С помощью графиков можно легко обратить внимание читателя на красные показатели.
- Анализ большого набора данных со сложной структурой
- Уменьшение информационной перегрузки человека и удерживание его внимания
- Однозначность и ясность выводимых данных
- Выделение взаимосвязей и отношений, содержащихся в информации
На графике легко можно заметить важные данные.
Эстетическая привлекательность
Эстетически привлекательные графики делают подачу данных эффектной и запоминающейся.
Эдвард Тафти, автор одних из лучших книг по визуализации, описывает ее как инструмент для показа данных; побуждения зрителя задуматься о сути, а не методологии; избежания искажения того, что должны сказать данные; отображения многих чисел на небольшом пространстве; показа большого набора данных связным и единым целым; побуждения зрителя сравнивать фрагменты данных; служения достаточно четким целям: описанию, исследованию, упорядочиванию или украшению («The Visual Display of Quantitative Information», Edward Tufte).
Как правильно использовать визуализацию данных?
Успех визуализации напрямую зависит от правильности ее применения, а именно от выбора типа графика, его верного использования и оформления.
60% успеха визуализации зависит от выбора типа графика, 30% — от его правильного использования и 10% — от его верного оформления.
Правильный тип графика
График позволяет выразить идею, которую несут данные, наиболее полно и точно, поэтому очень важно выбрать подходящий тип диаграммы. Выбор можно осуществить по алгоритму:
Цели визуализации — это реализация основной идеи информации, это то, ради чего нужно показать выбранные данные, какого эффекта нужно добиться — выявления отношений в информации, показа распределения данных, композиции или сравнения данных.
В первом ряду показаны графики с целями показа отношений на данных и распределения данных, а во втором ряду целями являются показ композиции и сравнения данных.
Отношения в данных — это то, как они зависят друг от друга, связь между ними. С помощью отношений можно выявить наличие или отсутствие зависимостей между переменными. Если основная идея информации содержит фразы «относится к», «снижается/повышается при», то нужно стремиться показать именно отношения в данных.
Распределение данных — то, как они располагаются относительно чего-либо, сколько объектов попадает в определенные последовательные области числовых значений. Основная идея при этом будет содержать фразы «в диапазоне от x до y», «концентрация», «частотность», «распределение».
Композиция данных — объединение данных с целью анализа общей картины в целом, сравнения компонентов, составляющих процент от некоего целого. Ключевыми фразами для композиции являются «составило x%», «доля», «процент от целого».
Сравнение данных — объединение данных, с целью сравнения некоторых показателей, выявление того, как объекты соотносятся друг с другом. Также это сравнение компонентов, изменяющихся с течением времени. Ключевые фразы для идеи при сравнении — «больше/меньше чем», «равно», «изменяется», «повышается/понижается».
После определения цели визуализации требуется определить тип данных. Они могут по своему типу и структуре быть очень разнородными, но в самом простом случае выделяют непрерывные числовые и временные данные, дискретные данные, географические и логические данные. Непрерывные числовые данные содержат в себе информацию зависимости одной числовой величины от другой, например графики функций, такой как y=2x. Непрерывные временные содержат в себе данные о событиях, происходящих на каком-либо промежутке времени, как график температуры, измеряемой каждый день. Дискретные данные могут содержать в себе зависимости категорийных величин, например график количества продаж товаров в разных магазинах. Географические данные содержат в себе различную информацию, связанную с местоположением, геологией и другими географическими показателями, яркий пример — это обычная географическая карта. Логические данные показывают логическое расположение компонентов относительно друг друга, например генеалогическое древо семьи.
Графики непрерывных числовых и временных данных, дискретных данных, географических и логических данных.
В зависимости от цели и данных можно выбрать наиболее подходящий им график. Лучше всего избегать разнообразия ради разнообразия и выбирать по принципу «чем проще, тем лучше». Только для специфичных данных использовать специфичные типы диаграмм, в остальных же случаях хорошо подойдут самые распространенные графики:
- линейный (line)
- с областями (area)
- колонки и гистограммы (bar)
- круговая диаграмма (pie, doughnut)
- полярный график (radar)
- точечный график (scatter, bubble)
- карты (map)
- деревья (tree, mental map, tree map)
- временные диаграммы (time line, gantt, waterfall).
Линейные диаграммы, графики с областями и гистограммы могут содержать в одном аргументе для одной категории несколько значений, которые могут быть как абсолютными (тогда к таким видам графикам прибавляется приставка stacked), так и относительными (full stacked).
График со stacked значениями и с full stacked
При выборе подходящего графика можно руководствоваться следующей таблицей, составленной на основе этой диаграммы и книги «Говори на языке диаграмм» Джина Желязны:
Правильное использование графика
Важно не только верно выбрать тип графика, но и правильно его использовать:
- Не нужно нагружать график большим количеством информации. Оптимальное количество разных типов данных, категорий — это не более 4-5, иначе же целесообразнее разделить такую диаграмму на несколько штук.
Такой график можно сравнить со спагетти и лучше разделить на несколько диаграмм.
Верно выбрать шкалу и ее масштаб для графика. Для гистограмм и графиков с областями предпочтительнее начинать шкалу значений с нуля. Постараться не использовать инвертированные шкалы — это очень часто вводит зрителя в заблуждение относительно данных.
Неверная шкала отрицательно влияет на восприятие данных. В первом случае некорректно выбран масштаб, во втором шкала инвертирована.
- Для круговых диаграмм и графиков, где показан процент от общей доли, сумма значений всегда должна составлять 100%.
- Для лучшего восприятия данных информацию на оси лучше упорядочить — либо по значениям, либо по алфавиту, либо по логическому смыслу.
Правильное оформление графика
Ничто так не радует глаз, как правильно оформленные графики, и ничто так не портит диаграммы, как наличие графического «мусора». Основные принципы оформления:
- использовать палитры похожих, не ярких цветов, и постараться ограничиться набором из шести штук
- вспомогательные и второстепенные линии должны быть простыми и не бросающимися в глаза
Вспомогательные линии на графике не должны отвлекать внимание от основной идеи данных.
- там, где возможно, использовать только горизонтальные надписи на осях;
- для графиков с областями предпочтительнее использовать цвет с прозрачностью;
- для каждой категории на графике использовать свой цвет.
Выводы
Визуализация — мощный инструмент донесения мыслей и идей до конечного потребителя, помощник для восприятия и анализа данных. Но как и все инструменты, ее нужно применять в свое время и в своем месте. В противном случае информация может восприниматься медленно, а то и некорректно.
На графиках изображены одни и те же данные, слева показаны основные ошибки визуализации, а справа они исправлены.
При умелом применении визуализация данных позволяет сделать материал впечатляющим, нескучным и запоминающимся.
P.S. Графики для статьи были сделаны с помощью DevExtreme.
Источник: Хабр
ультразвуковое исследование, МРТ, КТ и другие процедуры диагностики сердца. – статьи ООО «Пакс Мед»
Сегодня многие страдают от сердечно-сосудистых заболеваний. К основным причинам, вызывающим болезни сердца, относятся нездоровый образ жизни и неблагоприятная экология. Постановка правильного диагноза и назначение соответствующего лечения имеют решающее значение для пациентов с сердечно-сосудистыми заболеваниями. Современные методы визуализации являются ключом к пониманию проблем с сердцем.
Врачи-кардиологи используют разные процедуры визуализации для отслеживания функциональных и структурных изменений сердечной мышцы. Ультразвуковое исследование сердца выполняется из разных точек поверхности грудной клетки, а также может быть выполнено таким методом исследования, как чреспищеводная эхокардиография. Ультразвуковая процедура определяет размеры желудочков сердца, функции сердечных клапанов, насосную функцию сердца, а также помогает диагностировать врожденные пороки сердца и оценить процесс заживления после операционного вмешательства.
Ультразвуковым методом сложно исследовать коронарные кровеносные сосуды из-за их расположения. Для их исследования используется коронарная ангиография, которая также эффективна при диагностике ишемической болезни сердца. В паховую область вводится катетер, который под контролем ангиографа перемещают к коронарным сосудам. В катетер вводится контрастное вещество, чтобы сделать коронарные артерии видимыми в рентгеновских лучах. «Коронарная ангиография позволяет лучше оценить стеноз и сужение коронарных артерий. Процедура очень точная из-за качества изображений с высоким разрешением» –отмечает профессор Ример Сларт (Riemer H.J.A. Slart) из Университета Гронингена. Ишемическая болезнь сердца провоцирует многие другие сердечные заболевания, поэтому надежная и своевременная постановка диагноза очень важна. Сужение артерии можно лечить уже во время этого обследования, расширяя ее баллонным катетером или стентом.
Коронарная ангиография – это инвазивная процедура, поэтому для пациента существуют определенные риски, связанные с ее проведением. В дополнение к высокой дозе облучения в месте катетера после обследования может возникнуть кровотечение. Само вмешательство может привести к таким осложнениям как сердечная аритмия.
Неинвазивные методы исследования сердца – меньше риск для пациента.
Неинвазивные методы исследования – альтернативные способы катетеризации сердца. «С одной стороны, есть методы, взятые из ядерной медицины, где мы используем перфузионную визуализацию миокарда с помощью радиоизотопов, таких как SPECT (Однофотонная эмиссионная компьютерная томография) и PET (Позитронно-эмиссионная томография). С другой стороны, существует также МРТ, которая основана на перфузионной визуализации миокарда с использованием контрастного вещества» — говорит профессор Сларт. Общим для всех этих процедур визуализации является то, что они сводят к минимуму риск для пациентов. Их называют «методы функциональной визуализации», так как они показывают функции органов и тканей, например кровообращение и обмен веществ. Они основаны на использовании контрастных веществ, которые накапливаются в органах и в определенных типах тканей или связываются с определенными молекулярными структурами-мишенями.
Заболевания сердечной мышцы показывает и молекулярная визуализация. «Многие виды миокардита связаны с накоплением макрофагов в воспаленной области сердечной мышцы. Эти макрофаги можно сделать видимыми с помощью определенных методов молекулярной визуализации», — объясняет профессор Али Йилмаз (Ali Yilmaz) из Университетской клиники Мюнстера. Йилмаз и его команда исследователей используют контрастные вещества на основе наночастиц оксида железа. «Сегодня мы можем подготовить поверхности этих наночастиц к тому месту, где они поглощаются макрофагами, что позволяет нам видеть накопление макрофагов в сердечной мышце как накопление наночастиц в МРТ», — говорит профессор Йилмаз. Это указывает на острый миокардит. Неинвазивная методика визуализации, которая в настоящее время все еще исследуется, в будущем может стать альтернативой инвазивной процедуре.
Использование функционализированных наночастиц открывает новые возможности в области тераностики — комбинации диагностического и терапевтического применения в процедуре. Функционализированные наночастицы могут транспортировать активные ингредиенты к пораженным органам и тканям. Современные методы визуализации могут показать, достигает ли активный ингредиент цели и каким образом. Пока наночастицы находятся в организме и накапливаются в ткани-мишени, их можно использовать для последующих исследований. Наночастицы обеспечивают лучшее понимание организма, поскольку они визуализируют место рассматриваемой болезни лучше, чем неспецифические контрастные агенты или методы, которые работают без контраста.
Количество с качеством: процедуры визуализации и все о сердце
Не каждая процедура подходит для всех целей, например, когда серьезные недостатки или затраты препятствуют их широкому применению. Именно поэтому продолжаются разрабатываться альтернативы, более подходящие для пациентов и врачей, а также совершенствуются существующие методы, например МРТ. «Сканирование МРТ постоянно совершенствуется. Добавляются новые методы, которые позволяют проводить еще более точный и более точный диагноз» — говорит Йилмаз.
Щадящие альтернативы могут использоваться, когда речь идет о диагностике ишемической болезни сердца. Ример Сларт обобщает результаты исследования сCE-MARC 2» по этому вопросу, которое недавно было проведено в Великобритании. «Если вы используете неинвазивную технику визуализации в качестве первого диагностического шага, это значительно сокращает количество пациентов, которым необходимо пройти инвазивную коронарную ангиографию». Эти разработки являются лишь двумя примерами того, как современные методы визуализации помогают лучше диагностировать сердечные заболевания и позволяют нам больше узнать о сердце.
Источник:
https://www.medica-tradefair.com
Методы визуализации и анализа ИС с помощью электронного пучка
FlexProber Thermo Fisher Scientific — зондовая установка на базе СЭМСканирующий электронный микроскоп (СЭМ, англ. SEM — Scanning Electron Microscope) является стандартным инструментом анализа дефектов интегральных схем (ИС, англ. IC — Integral Circuit). Обладая хорошей глубиной резкости, улучшенными возможностями по отображению рельефа поверхности, значительным рабочим расстоянием и чрезвычайно большим диапазоном увеличений по сравнению со световой микроскопией, СЭМ обеспечивает еще и уникальные методы визуализации и анализа ИС под воздействием электронного пучка.
Методы СЭМ, использующие инжекцию заряда для анализа ИС:
- EBIC (Electron Beam Induced Current) — метод регистрации тока, индуцированного электронным пучком;
- RCI (Resistive Contrast Imaging) — визуализация резистивного контраста;
- CIVA, LECIVA (Charge-Induced Voltage Alteration) — метод регистрации заряда, индуцированного изменением напряжения (как высокой так и низкой энергии).
Визуализация тока, индуцированного электронным пучком (EBIC)
EBIC предназначен для локализации уровня Ферми в исследуемых областях. Метод позволяет оценить характеристики полупроводниковых материалов и преимущественно используется для идентификации скрытых утечек и дефектов в кремнии (Si). Пример визуализации EBIC показан на рисунке 1 (диффузии видны по всей ИС).
Рисунок 1 — Пример изображения EBIC всего кристаллаВизуализация резистивного контраста (RCI)
Метод RCI позволяет сформировать карту относительных сопротивлений между двумя тестовыми узлами запассивированной ИС. Сформированная карта будет отображать скрытые проводники ИС и может использоваться для локализации дефектов проводников микросхемы.
Рисунок 2 — а) Пример визуализации RCI локализации разорванного проводника; б) BSE-изображение той же самой области, демонстрирующее образование повреждений (микротрещин) в металлизацииВизуализация изменений напряжения, вызванных зарядом (CIVA)
Метод визуализации изменений напряжения, вызванных зарядом (Charge-Induced Voltage Alteration, CIVA) был разработан для обнаружения разрывов металлических дорожек КМОП ИС, с пассивацией или без нее. CIVA позволяет визуализировать разрывы межсоединений ИС в виде изображения. Также CIVA может быть успешно использован при тестировании аналоговых биполярных ИС.
Рисунок 3 — Изображение CIVA, сохраненное при малом увеличении (а), совмещенное с изображением образца во вторичных электронах (б), и изображения CIVA / SE с более высокими увеличениями, позволяющими локализовать дефект (в, г)Изменения напряжения, вызванные зарядом, при низких энергиях первичного пучка (LECIVA)
Использование метода CIVA при низких энергиях первичного электронного пучка (<1,0 кэВ) позволяет идентифицировать дефекты металлических проводников типа разрыв под слоем пассивации аналогично традиционному методу CIVA. Основное различие CIVA с низкой энергией пучка (Low Energy Charge-Induced Voltage Alteration, LECIVA) от традиционного метода состоит в том, что первый из них оказывает гораздо более бережное воздействие на тестируемую ИС. Кроме того, LECIVA может быть реализована на базе электронно-лучевых систем, которые функционируют только при низких энергиях первичного электронного пучка. В первую очередь следует применять низкоэнергетическую CIVA из-за практически полного отсутствия разрушающего воздействия на образец.
Изображения поврежденных проводников, полученные методом LECIVA при энергии электронного пучка 300 эВ, показаны на рисунке 4.
Рисунок 4 — Изображение LECIVA, полученное при энергии электронного пучка 300 эВ, на котором можно заметить 3 проводника с разрывами (а). Для упрощения восприятия приведено изображение, на котором результаты LECIVA наложены поверх изображения образца, выполненного во вторичных электронах (б).Вывод
Представленные методики позволяют проводить исследования материалов и структур. Развитие электроники и стремительное уменьшение размеров технологической нормы не препятствует применению данных методик для анализа отказов современных устройств. Все представленные методы позволяют получить хорошую картину для качественной оценки и являются отличными инструментами в развитии исследовательской базы.
Объяснение визуализации
Выбирая с умом Австралия
«Выбор мудрой Австралии» — это инициатива, объединяющая сообщество, чтобы начать важные разговоры между поставщиками медицинских услуг и потребителями. Эти разговоры направлены на улучшение качества здравоохранения путем пересмотра тестов, методов лечения и процедур, если данные показывают, что они не приносят пользы или, в некоторых случаях, приводят к вреду.
При содействии NPS MedicineWise его возглавляет широкий круг колледжей, обществ и ассоциаций, которые определили практики, требующие тщательного изучения, и, изучив доказательства и опираясь на экспертное мнение своих членов, разработали списки рекомендаций.
Три колледжа и ассоциации дают рекомендации по использованию рентгеновских лучей при травмах голеностопного сустава:
Внутренняя радиология
Выпущено австралийскими и новозеландскими радиологами и другими медицинскими работниками по тестам и процедурам визуализации (радиологии). Он содержит информацию для потребителей и лечащих врачей, одобренную Королевским колледжем радиологов Австралии и Новой Зеландии (RANZCR).
RadiologyInfo
Общедоступный информационный ресурс для пациентов о тестах визуализации (радиологии), разработанный врачами из Радиологического общества Северной Америки и Американского колледжа радиологии.
Канал улучшения здоровья
Полностью финансируемый правительством Виктории, этот веб-сайт предоставляет медицинскую информацию о визуализации и связанных с ними состояниях здоровья и травмах, которая является качественной и надежной, актуальной, актуальной для местных условий и простой для понимания.
healthdirect
Этот веб-сайт, совместно финансируемый федеральным правительством Австралии и правительствами столичной территории Австралии, Нового Южного Уэльса, Северной территории, Южной Австралии, Тасмании и Западной Австралии, предоставляет услуги, включая высококачественную информацию о визуализации и связанных с ними состояниях здоровья и травмах. , выступая в качестве портала к надежным и авторитетным источникам.
методов визуализации мозга | Безграничная психология
Методы визуализации мозга
ЭЭГ, ПЭТ, МРТ и фМРТ сканируют мозг с помощью различных методов и имеют разную степень специфичности и инвазивности.
Цели обучения
Сравните методы, которые исследователи могут использовать для визуализации мозга
Ключевые выводы
Ключевые моменты
- Нейровизуализация, или сканирование мозга, включает использование различных методов для прямого или косвенного изображения структуры, функции или фармакологии мозга.
- Нейровизуализация делится на две большие категории: структурная визуализация и функциональная визуализация.
- Электроэнцефалография (ЭЭГ) используется для выявления активности мозга при определенных психологических состояниях, таких как настороженность или сонливость.
- Позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ) показывает мозговые процессы с использованием глюкозы в мозге, чтобы показать, где активируются нейроны.
- Магнитно-резонансная томография (МРТ) использует эхо-волны для различения серого вещества, белого вещества и спинномозговой жидкости.
- Функциональная магнитно-резонансная томография (фМРТ) — это серия МРТ, измеряющих функцию мозга с помощью компьютерной комбинации нескольких изображений, полученных с интервалом менее секунды.
Ключевые термины
- проводимость : способность материала проводить электричество, тепло, жидкость или звук.
- магнитное поле : Состояние в пространстве вокруг магнита или электрического тока, в котором существует обнаруживаемая магнитная сила и присутствуют два магнитных полюса.
Нейровизуализация, или сканирование мозга, включает использование различных методов для прямого или косвенного изображения структуры, функции или фармакологии мозга. Это относительно новая дисциплина в медицине, нейробиологии и психологии. Врачи, специализирующиеся на выполнении и интерпретации нейровизуализации в клинических условиях, известны как нейрорадиологи.
Нейровизуализация делится на две большие категории:
- Структурная визуализация, которая занимается структурой головного мозга и диагностикой крупномасштабных внутричерепных заболеваний (например, опухолей), а также травм.
- Функциональная визуализация, которая используется для более точной диагностики метаболических заболеваний и поражений (таких как болезнь Альцгеймера), а также для исследований в неврологии и когнитивной психологии. Функциональная визуализация позволяет непосредственно визуализировать обработку информации головным мозгом, потому что активность в задействованной области мозга увеличивает метаболизм и «загорается» при сканировании.
Четыре наиболее распространенных типа сканирования мозга — это ЭЭГ, ПЭТ, МРТ и фМРТ.
Электроэнцефалография (ЭЭГ)
Электроэнцефалография (ЭЭГ) используется для выявления активности мозга при определенных психологических состояниях, таких как настороженность или сонливость.Это полезно при диагностике судорог и других медицинских проблем, связанных с переизбытком или отсутствием активности в определенных частях мозга.
Для подготовки к ЭЭГ на лицо и кожу головы накладывают электроды. После размещения каждого электрода в правильном положении можно измерить электрический потенциал каждого электрода. В зависимости от состояния человека (бодрствование, сон и т. Д.) Частота и форма сигнала ЭЭГ различаются. У больных эпилепсией наблюдается увеличение амплитуды возбуждения, видимое на записи ЭЭГ.Недостатком ЭЭГ является то, что электрическая проводимость — и, следовательно, измеренные электрические потенциалы — могут широко варьироваться от человека к человеку, а также со временем из-за естественной проводимости других тканей, таких как вещество мозга, кровь и кости. Из-за этого иногда неясно, какая именно область мозга излучает сигнал.
Запись ЭЭГ : Для подготовки к ЭЭГ электроды помещают на лицо и кожу головы.
Позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ)
Позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ) измеряет уровни глюкозы в мозге, чтобы проиллюстрировать, где происходит нервное возбуждение.Это работает, потому что активные нейроны используют глюкозу в качестве топлива. В рамках сканирования в кровь вводится индикаторное вещество, прикрепленное к радиоактивным изотопам. Когда части мозга становятся активными, кровь (которая содержит индикатор) отправляется для доставки кислорода. Это создает видимые пятна, которые затем обнаруживаются детекторами и используются для создания видеоизображения мозга при выполнении определенной задачи. Однако с помощью ПЭТ-сканирования мы можем определить только общие области мозговой активности, а не конкретные места.Кроме того, сканирование ПЭТ является дорогостоящим и инвазивным, что делает его использование ограниченным. Однако их можно использовать в некоторых формах медицинской диагностики, в том числе при болезни Альцгеймера.
ПЭТ-сканер : это вид ПЭТ-сканера снаружи; детекторы излучения находятся под защитной панелью.
Магнитно-резонансная томография (МРТ)
Магнитно-резонансная томография (МРТ) и функциональная магнитно-резонансная томография (ФМРТ) — это формы нейронной визуализации, наиболее полезные в области психологии.
МРТ использует сильные магнитные поля для выравнивания вращающихся атомных ядер (обычно протонов водорода) в тканях тела, затем нарушает ось вращения этих ядер и наблюдает радиочастотный сигнал, генерируемый, когда ядра возвращаются к своему исходному состоянию. Благодаря этому процессу МРТ создает изображение структуры мозга. МРТ неинвазивны, не представляют большого риска для здоровья и могут использоваться у младенцев и в утробе матери, обеспечивая согласованный режим визуализации по всему спектру развития.Одним из недостатков является то, что пациенту приходится в течение длительного времени оставаться неподвижным в шумном и стесненном помещении, пока выполняется визуализация.
МРТ головного мозга : МРТ головного мозга (в аксиальной плоскости — то есть срез головы спереди назад и из стороны в сторону), показывающий опухоль головного мозга в правом нижнем углу.
ФМРТ — это серия МРТ, которая измеряет как структуру, так и функциональную активность мозга посредством компьютерной адаптации множества изображений. В частности, фМРТ измеряет изменения сигналов в головном мозге, связанные с изменением нейронной активности.На фМРТ пациент может выполнять умственные задачи, а область действия можно определить по потоку крови от одной части мозга к другой, сделав снимки с интервалом менее секунды и показывая, где мозг «загорается». Например, когда человек обрабатывает визуальную информацию, кровь устремляется к задней части мозга, где находится затылочная доля. FMRI позволяют показать, когда что-то происходит, как области мозга меняются с опытом и какие области мозга работают вместе. Они использовались для изучения широкого спектра психологических явлений, включая (но не ограничиваясь этим) нейронную активность лжи, различия между новичками и экспертами при игре на музыкальном инструменте, а также то, что происходит в наших головах, когда мы мечтать.
ФМРТ головного мозга : ФМРТ-сканирование, показывающее области активации (оранжевым цветом), включая первичную зрительную кору.
Методы визуализации — ERS
Рентгенография грудной клеткиРентгенография грудной клетки (рентген) является важной частью диагностического (и мониторингового) обследования и первым шагом в радиологической оценке пациентов с подозрением на респираторные заболевания. Современная цифровая рентгенография предлагает высокое качество изображения и возможность снижения дозы облучения.
Компьютерная томографияКомпьютерная томография (КТ) грудной клетки — второй по важности рентгенологический метод в респираторной медицине, позволяющий визуализировать структуры грудной клетки гораздо более детально, чем рентгенография. Это часто выполняется с усилением внутривенного контраста (например, при подозрении на тромбоэмболию легочной артерии). КТ также полезна для проведения пункционной аспирации периферических поражений легких. КТ высокого разрешения (КТВР) значительно улучшила диагностику диффузного интерстициального заболевания легких.КТ с низкой дозой используется для последующего наблюдения и серийного раннего выявления рака легких. КТ можно использовать для виртуальной бронхоскопии или ангиографии, но это не стало обычным делом. КТ применяется в сочетании с позитронно-эмиссионной томографией (ПЭТ) в основном для определения стадии рака легкого и других злокачественных новообразований, а также для дифференциальной диагностики доброкачественных и злокачественных поражений легких (рис. 2). КТ / ВРКТ почти полностью заменили бронхографию для диагностики бронхоэктазов.
Легочная и бронхиальная ангиографияЛегочная ангиография и бронхиальная ангиография (вместе с эмболизацией бронхиальной артерии для лечения кровохарканья) являются инвазивными методами визуализации сосудов и используются только в том случае, если менее инвазивные методы (контрастная КТ / магнитно-резонансная томография (МРТ)) неэффективны или требуют подтверждения.
РентгеноскопияРентгеноскопия (рентгеновский метод, при котором дыхательное движение визуализируется непосредственно) используется в основном для контроля биопсии периферических поражений легких и для дифференциальной диагностики поднятой диафрагмы.
Магнитно-резонансная томографияMRI имеет то преимущество, что исключается облучение. Его основные показания — визуализация магистральных сосудов и сердца, но он также полезен при подозрении на инвазию опухоли в средостение и грудную стенку.
УЗИУльтрасонография стала важным методом визуализации. Его преимущества — отсутствие радиации, невысокая стоимость и мобильность. Он в основном используется при исследовании плеврального выпота (в котором он также играет роль в руководстве торакоцентезом), но также при утолщении плевры, аномалиях грудной стенки, для диагностики пневмоторакса и для биопсии поражений, прилегающих к грудной стенке. Специальное приложение — эндобронхиальное ультразвуковое исследование (EBUS), которое может использоваться для визуализации лимфатических узлов средостения, а также поражений паренхимы легких.Его наиболее важным применением является забор образцов лимфатических узлов средостения в условиях эндоскопического определения стадии рака легких, где EBUS в значительной степени заменил медиастиноскопию. Эхокардиография позволяет проводить неинвазивный скрининг на легочную гипертензию, хотя для окончательного диагноза может потребоваться катетеризация правых отделов сердца.
Методы ядерной медициныМетоды ядерной медицины включают перфузионную и вентиляционную сцинтиграфию, которые в основном показаны при диагностике тромбоэмболии легочной артерии (рис. 3), а также для региональных исследований функции легких, e.грамм. для прогнозирования послеоперационной функции легких перед операцией на легких. Ингаляционная сцинтиграфия может использоваться для исследования мукоцилиарного клиренса.
См. Всю главу Принципы респираторного исследования
.Визуализация в анатомии: сравнение методов визуализации забальзамированных человеческих трупов | BMC Medical Education
Исследование было одобрено этической комиссией медицинского факультета Университета Мартина Лютера в Галле-Виттенберге. Письменное информированное согласие на научные исследования в целом выдается всеми донорами до смерти в отделении анатомии и клеточной биологии.
Субъекты
Для исследования мы исследовали 23 человека-донора (11 мужчин, 12 женщин; средний возраст 81,1 года, стандартное отклонение 11,7 года, диапазон 45 лет). Исследуемые трупы консервировали после стандартных методик бальзамирования с использованием раствора, содержащего этанол (77%), небуференный формалин, глицерин и дистиллированную воду (~ 7% соответственно). Процедура включает внутрисосудистое бальзамирование в течение 8 часов, бальзамирование в ванне с раствором в течение шести-восьми недель и хранение при 2–4 ° C до двух лет.Были проведены следующие методы визуализации:
Ультразвук
Параметры размера почек, включая длину, ширину и толщину коры обеих почек шести доноров (3 мужчины, 3 женщины), оценивались двумя независимыми и опытными специалистами по ультразвуковой диагностике. Трупы исследовали в положении лежа на животе с помощью ультразвуковой системы CX 50, широкополосного датчика с изогнутой решеткой C5-1 с технологией PureWave, Philips, Гамбург, Германия.
Рентгенография
Для оценки тел поясничных позвонков и инфраренальной части аорты с участием шести доноров (3 мужчины, 3 женщины) были выполнены переднезадний (AP) и боковой вид поясничного отдела позвоночника и таза.Трупы исследовали в положении лежа на спине с помощью Mobilett +, Siemens, Эрланген, Германия. Обследование проводил опытный рентгенолог.
Компьютерная томография
Сканирование всего тела, включая голову, грудную клетку, живот, таз, плечевые и коленные суставы, было выполнено 12 донорам (5 мужчин, 7 женщин). Используемая система — Sensation64, Siemens, Эрланген, Германия. КТ-изображения были получены с напряжением 120 кВ и 500 эффМА и в основном реконструированы в срезах 0,6 мм (0.С шагом 5 мм). После этого были выполнены многоплоскостные реконструкции в аксиальной, сагиттальной и коронарной ориентации (толщина среза 5 мм). Обследование проводил опытный рентгенолог.
Магнитно-резонансная томография
По сравнению с компьютерной томографией, сканирование всего тела было выполнено от 4 человек-доноров (1 мужчина, 3 женщины) с помощью Skyra 3 T, Siemens, Эрланген, Германия. МРТ-изображения для визуализации всего тела получали как аксиальный T1-TSE (толщина среза 6 мм, TR 680 мс, TE 12 мс), аксиальный T2-TSE (толщина среза 4 мм, TR 7870 мс, TE 81 мс), коронарный T1- TSE (толщина среза 3 мм, TR 903 мс, TE 21 мс) и сагиттальные изображения T2-TSE (толщина среза 4 мм, TR 8520 мс, TE 100 мс).МРТ-изображения коленного сустава были получены в виде PD-взвешенных последовательностей TSE в аксиальной, сагиттальной и корональной ориентации (толщина среза 2,5 мм, TR 2800 мс, TE 19 мс). Обследование проводил опытный рентгенолог.
Критерии оценки
Четыре клинических автора установили критерии визуализации для исследуемых методов визуализации в соответствии с Практическим руководством AIUM по проведению ультразвукового исследования [10], Европейскими рекомендациями по критериям качества диагностических радиографических изображений [11] и Европейские рекомендации по критериям качества компьютерной томографии [12] (таблицы 1, 2, 3 и 4).Пять опытных сонографов и пять опытных радиологов оценили полученные изображения. Сонографы оценили ультразвуковые изображения, радиолог оценил рентгеновские снимки, КТ и МРТ. Оценка изображений проводилась каждым экспертом индивидуально, без ведома оценки других экспертов. Вслед за Де Кропом и соавт. [13] и Benkhadra et al. [14], которые ранее оценивали клинические изображения забальзамированных трупов Тиля, критериям присваивался балл «0», если анатомическая структура не была видна, «1», если структура была плохо видна, и «2», если анатомическая структура структура была хорошо видна.Сумма баллов (общий исходный балл) затем была разделена на количество критериев, используемых для каждого метода визуализации, чтобы получить сопоставимые значения (расчетный балл).
Таблица 1 Оценка ультразвуковых изображений Таблица 2 Оценка рентгеновских снимков Таблица 3 Оценка КТ изображений Таблица 4 Оценка изображений МРТВ дополнение к критериям качества изображения мы оценили возможность трехмерной реконструкции, а также аспект общей осуществимости, включая затраты и логистику, для четырех методов визуализации.
7 типов диагностических визуализационных тестов, с которыми вы можете помочь в качестве радиологического технолога
Какой ребенок не мечтал о рентгеновском зрении? В конце концов, видеть то, что человеческий глаз обычно не видит, — это невероятная сила. Однако способность видеть больше, чем может воспринимать человеческий глаз, имеет гораздо более практическое применение, чем супергеройские размышления обожающего комиксы ребенка. Врачам и медицинским работникам часто нужно заглянуть внутрь человеческого тела, чтобы понять, что происходит.К счастью, то, что не может сделать глаз, могут сделать диагностические визуализирующие тесты. Эти методы диагностической визуализации — работа технологов-радиологов, которые используют свои «силы», чтобы спасти жизни — и все это без накидок!
Диагностическая визуализация неинвазивна, что означает, что медицинские работники могут заглянуть внутрь без хирургического вмешательства. С помощью этих обследований врачи могут увидеть, как работают внутренние органы, двигаются суставы и многое другое. Диагностическая визуализация делает все: от подтверждения наличия заболевания и определения серьезности травмы до предоставления стратегии предстоящих хирургических процедур.
Технологи-радиологи работают с пациентами для проведения исследований. Что должен знать радиолог для выполнения своей работы? «Анатомия, расположение пациента, методы обследования, протокол оборудования, радиационная безопасность, радиационная защита и базовый уход за пациентом», — сообщает Американское общество технологов-радиологов. Многому нужно научиться, но это может окупиться с точки зрения карьеры.
Чтобы дать вам лучшее представление о том, чего ожидать от карьеры технолога-радиолога, мы выделили некоторые из наиболее распространенных диагностических тестов и методов визуализации, которые вы, вероятно, будете выполнять.
7 Общие диагностические визуализационные тесты
Что вы можете ожидать от ежедневных занятий при правильной тренировке? Вот семь наиболее распространенных процедур, с которыми вам придется помочь как специалисту по диагностической визуализации.
1. Рентгеновские снимки
Самым распространенным диагностическим визуализирующим исследованием, выполняемым в медицинских учреждениях, является рентген, это широкий термин, который также охватывает многочисленные подкатегории. Рентген проводится по многим причинам, в том числе для диагностики причины боли, определения степени травмы, проверки прогрессирования заболевания и оценки эффективности лечения.
Рентгеновские лучи включают направление небольшого количества излучения на тело, где необходимы изображения. Для этого технологу-радиологу необходимо убедиться, что на пациенте нет украшений или облегающей одежды, которые могут ухудшить качество изображений. Тогда необходимо привести пациента в правильное положение. Как только все это будет решено, пора сделать несколько снимков того, что происходит внутри тела.
2. КТ
Также известный как компьютерная томография или компьютерная аксиальная томография, компьютерная томография позволяет врачам видеть поперечные сечения тела.Изображения поперечного сечения дают более детальные изображения, чем при обычном рентгеновском снимке. Фактически, компьютерная томография часто назначается, когда на рентгеновском снимке появляется что-то подозрительное.
Сканер CAT — это большой аппарат в форме пончика, в котором пациент проходит через центр, пока сканер снимает изображения. Для некоторых тестов пациент может выпить пероральный контрастный краситель или получить инъекцию контрастного красителя, который помогает показать, что происходит внутри тела. Когда все будет готово, технолог размещает пациента на кушетке сканера и выходит из комнаты.Из диспетчерской технолог управляет сканером, который медленно перемещает пациента через центр.
Заинтересованы в получении дополнительной сертификации CT в качестве технолога-радиолога? Посетите страницу обучения компьютерной томографии, чтобы узнать, как Колледж Расмуссена может помочь вам усовершенствовать ваш набор навыков.
3. МРТ
Другой вариант получения изображений поперечного сечения — МРТ, что означает магнитно-резонансная томография. Как и компьютерная томография, МРТ хорошо подходят для визуализации мягких тканей, таких как органы и сухожилия.В отличие от компьютерной томографии, МРТ не использует ионизирующее излучение, а вместо этого использует радиоволны с магнитными полями. Без использования излучения МРТ часто считается более безопасным, но также требуется больше времени для проведения. Если компьютерная томография может занять всего пять минут, то МРТ может занять до получаса или больше в зависимости от процедуры.
Пациенты лежат на столе, проходящем через трубку. Технолог размещает пациента так, чтобы исследуемый участок тела находился над магнитом.Некоторые пациенты испытывают клаустрофобию во время МРТ, поэтому технологу, возможно, придется успокоить некоторых людей перед процедурой. МРТ может быть довольно шумным, поэтому можно использовать беруши или наушники. Двусторонние передатчики обеспечивают связь между пациентом и технологом во время исследования.
Хотите расширить свои навыки в мире магнитно-резонансной томографии? Посетите страницу обучения МРТ, чтобы узнать больше.
4. Маммограмма
В борьбе с раком груди предлагаются два вида маммографии: скрининговая и диагностическая.Скрининговая маммография используется для первого выявления любых отклонений. Диагностическая маммография проверяет наличие злокачественной опухоли после обнаружения уплотнения или утолщения в груди. Раннее обнаружение рака имеет важное значение в борьбе с раком груди.
Технологи будут использовать различные передовые методы в зависимости от того, проводится ли скрининговое или диагностическое обследование. Скрининговые экзамены обычно включают в себя пару изображений каждой груди. Но диагностические обследования более обширны, и технолог делает больше изображений с разных ракурсов.Также делаются увеличенные изображения, чтобы врачи могли исследовать подозрительные области.
5. УЗИ
Ультразвук, который иногда называют сонографией, захватывает изображения изнутри тела с использованием высокочастотных звуковых волн. Его часто используют для выявления проблем с мягкими тканями, такими как органы и сосуды. Поскольку при этом не используется радиация, УЗИ — это избранный способ обследования беременных женщин.
Подготовка к УЗИ зависит от того, что исследуется. При проведении анализов в области живота пациенты должны голодать, но им разрешается пить воду.Пациенты ложатся на стол для осмотра, и на кожу наносится смазка. Устройство, называемое преобразователем, посылает высокочастотные звуковые волны в тело, когда оно движется по коже. Эти звуковые волны создают образ того, что происходит внутри тела.
6. Рентгеноскопия
В то время как другие тесты сравнимы со статической фотографией, рентгеноскопия похожа на кинофильм функций организма. Это потому, что рентгеноскопия показывает движущиеся части тела. Часто для этого используются контрастные красители, которые показывают, как они растекаются по телу.Пока все это делается, рентгеновский луч посылает сигналы на монитор. Рентгеноскопия используется для оценки твердых и мягких тканей, включая кости, суставы, органы и сосуды. При обследовании кровотока часто используется рентгеноскопия.
Технолог начинает с размещения пациента на столе для осмотра. В отличие от многих других исследований, во время которых пациента просят оставаться неподвижным, технолог может попросить человека двигаться во время рентгеноскопии, чтобы понять, как тело реагирует на движение. Сама по себе рентгеноскопия безболезненна, но введение контрастных красителей в организм может быть болезненным, поэтому технологам, возможно, придется предложить средства для комфорта.
7. ПЭТ-сканирование
ПЭТ-сканирование, также известное как сканирование позитронно-эмиссионной томографии, похоже на обнаружение болезней в организме, выявляя проблемы, происходящие на клеточном уровне. Процедура предполагает введение в организм радиоактивных индикаторов. С помощью ПЭТ-сканера индикаторы обнаруживают проблемы, которые в противном случае могли бы остаться незамеченными до тех пор, пока они не усугубятся.
В зависимости от процедуры трассеры могут быть введены одним из трех способов: инъекция в вену, вдыхание газа или употребление специальной смеси.Трассерам требуется время, чтобы путешествовать по телу, поэтому сканирование может произойти примерно через час. Когда придет время, пациент ляжет на стол, который перемещается через O-образную машину. Технолог инструктирует пациента, когда нужно оставаться неподвижным, а когда задерживать дыхание.
Более четкое изображение
Область диагностической визуализации ищет новую волну технологов-радиологов. Хорошие новости: вам не нужно быть одаренным рентгеновским зрением, чтобы увидеть его перспективу как карьеру с светлым будущим.Это прямо перед вами.
Узнайте больше о привлекательных аспектах этой карьеры в области здравоохранения в нашей статье «7 преимуществ работы технологом-радиологом, которые нельзя игнорировать».
методов диагностической визуализации | Карлсон колледж ветеринарной медицины
Обзор рентгенографии
Рентгенография — это метод диагностической визуализации, использующий 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 путем воздействия ионизирующего излучения на серебряные пленки. За последнее десятилетие пленочная рентгенография в медицине и ветеринарии превратилась в цифровые рентгенографические изображения. Сегодня практически все типы медицинских изображений можно создавать и хранить в цифровом формате. Рентгенография используется для диагностики заболеваний грудной клетки, брюшной полости и опорно-двигательного аппарата. Кроме того, для оценки состояния желудочно-кишечного тракта и мочевыводящих путей проводятся исследования с контрастной визуализацией.
Обзор рентгеноскопии
Флюороскопия — это метод радиографической визуализации, который позволяет изучать движущиеся структуры тела с помощью непрерывного рентгеновского луча и отображать его на телевизионном мониторе. Рентгеноскопия позволяет нам оценить различные системы организма, в том числе скелетную, респираторную, желудочно-кишечную и мочевыделительную системы. Флюроскопию можно также использовать для оценки конкретных органов, таких как сердце, легкие, почки или мочевой пузырь, или определенных областей тела, таких как кости, мышцы и суставы.Флюроскопию 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 желаемое место.
Обзор УЗИ
Ультразвук — популярный метод медицинской визуализации, поскольку он не использует ионизирующее излучение (рентгеновские лучи) и позволяет оценивать внутренние структуры тела в режиме реального времени.Ультразвук или ультрасонография — это метод диагностической визуализации, который использует высокочастотные звуковые волны и записывает их эхо для создания изображения. Техника похожа на эхолокацию летучих мышей, китов и дельфинов, а также подводных лодок. Ультразвук может помочь в обследовании беременных животных и в диагностике множества заболеваний различных систем органов. Ультразвуковые исследования проводятся для изучения органов брюшной полости и грудной клетки, сухожилий, связок и суставов, чтобы помочь в диагностике потери веса, подозрений на опухоли, скелетно-мышечных проблем или заболеваний сердца, печени, легких, почек, мочевого пузыря и других органов.Кроме того, наши ультразвуковые специалисты проводят аспирацию или биопсию под ультразвуковым контролем, чтобы предоставить в нашу лабораторию точные образцы для проведения диагностических исследований для подтверждения диагноза.
Обзор компьютерной томографии (КТ)Компьютерная томография, иногда также называемая компьютерной томографией, 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 обычные рентгеновские снимки. 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 поражения опухоли другими близлежащими тканями. КТ также является бесценным инструментом в диагностике заболеваний позвоночника и опорно-двигательного аппарата.
Обзор ядерной медицины
Ядерная сцинтиграфия — это процедура визуализации, которая предоставляет информацию о организме или системах органов на основе характера распределения радиоактивного вещества в организме. Радиофармпрепарат — это химическое вещество, содержащее в своей структуре радионуклид. Радиофармацевтические препараты разрабатываются различными способами для доставки радионуклида к определенным частям тела. Радиофармпрепарат вводится внутривенно и связывается с интересующей областью, а затем используется гамма-камера, подключенная к компьютеру, для сканирования животного на предмет локализации излучения («горячих точек»), указывающих на место проблемы.Радиоактивное вещество не причиняет вреда животному и быстро выводится из организма в основном с мочой. Ядерная сцинтиграфия — полезный диагностический инструмент для скрининга или локализации тонких повреждений, таких как неполные переломы, дегенеративные изменения позвоночника или конечностей 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 направить лечение.В сцинтиграфии одна из главных целей — использовать оптимальную дозу радиоактивного излучения для получения желаемой информации с наименьшей дозой облучения пациента.
Обзор МРТ
Больница оснащена аппаратом магнитно-резонансной томографии (МРТ) GE Signa Horizon 1 Tesla. МРТ особенно полезна для визуализации головного мозга и позвоночника, а также мягких тканей суставов и внутренних структур костей. Инструмент используется в основном для собак и кошек, но он также может работать с небольшими лошадьми, верблюдами и мелкими жвачими животными.
методов визуализации | Эдинбургский университет
Мы используем и разрабатываем различные передовые методы визуализации для изучения общих медицинских проблем и физиологии.
Сжатое зондирование
Сжатое зондирование — это общий метод восстановления сигналов и изображений по меньшему количеству измерений (т. Е. Меньшему количеству выборок), чем требуется по традиционной теории.
Электроэнцефалография (ЭЭГ)
Электроэнцефалография (ЭЭГ) — это регистрация электрической активности вдоль волосистой части головы.ЭЭГ измеряет колебания напряжения в результате протекания ионного тока в нейронах мозга.
Функциональная МРТ (фМРТ)
Функциональная МРТ (фМРТ) — это неинвазивный инструмент для изучения функции мозга как у здоровых добровольцев, так и у клинических пациентов.
Перфузионная визуализация
Перфузия определяется как прохождение жидкости через лимфатическую систему или кровеносные сосуды к органу или ткани.Практика перфузионного сканирования направлена на то, чтобы «увидеть» прохождение жидкостей через ткани тела.
Визуализация проницаемости
Визуализация проницаемости (динамическая МРТ с усилением контраста) включает повторное получение Т1-взвешенных МРТ после инъекции контрастного вещества, такого как гадолиний.
ПЭТ-МРТ
Этот метод сочетает в себе сканер МРТ с полностью интегрированными детекторами ПЭТ, что позволяет одновременно получать данные ПЭТ во время применения обычных методов МРТ.
Спектроскопия
Магнитно-резонансная спектроскопия (MRS) — это неинвазивный диагностический тест для измерения биохимических изменений в головном мозге. Это дает ценную информацию о химическом составе мозга с помощью того же явления резонанса, что и МРТ.
Структурная МРТ
Структурная магнитно-резонансная томография (МРТ) — это неинвазивный метод исследования анатомии и патологии мозга (в отличие от использования функциональной магнитно-резонансной томографии [фМРТ] для изучения активности мозга.Это создает изображения, которые можно использовать для клинических радиологических отчетов, а также для подробного анализа.
Отображение температуры
BRIC использует спектроскопию магнитного резонанса (MRS) для сбора данных, используемых для оценки температуры на воксельной основе.
.