冉康康，黃閻鋼，梁俍，楊慧蓉

西安市閻良區(qū)人民醫(yī)院 （陜西西安 710089）

隨著生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域的不斷發(fā)展，超聲診斷以無(wú)創(chuàng)性、實(shí)時(shí)性和機(jī)動(dòng)性等優(yōu)點(diǎn)成為各級(jí)醫(yī)院必備的常規(guī)檢查及診治儀器，并在肝臟、婦科、心臟等各種疾病的診斷及孕婦胎兒發(fā)育情況的檢查等方面得到了廣泛的應(yīng)用[1]。為確保超聲診斷儀器的質(zhì)量和醫(yī)院在用儀器的正常有效，必須實(shí)現(xiàn)對(duì)其嚴(yán)格的質(zhì)量保證。

超聲技術(shù)是運(yùn)用超聲波的特性和人體組織對(duì)超聲反射不同的原理，從人體回波聲像圖中提取特征信息，對(duì)人體組織（內(nèi)臟）的形態(tài)結(jié)構(gòu)、物理特性和功能狀態(tài)以及病變情況作出診斷的一種非創(chuàng)傷性檢查方法，因此，在超聲儀器的質(zhì)量控制中，對(duì)圖像質(zhì)量性能的評(píng)價(jià)尤為重要[2]。本研究就常用超聲體模及其應(yīng)用作簡(jiǎn)單介紹。

1 超聲體模的簡(jiǎn)介

為了滿足醫(yī)用超聲設(shè)備質(zhì)量保證的需要，仿組織超聲體模作為一個(gè)科學(xué)技術(shù)概念首先出現(xiàn)于美國(guó)，并于20世紀(jì)80年代初形成產(chǎn)品。國(guó)產(chǎn)超聲體模KS系列由國(guó)家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局立項(xiàng)，通過(guò)一系列重大科技創(chuàng)新后，其科研成果于1989年通過(guò)該局組織專家鑒定被評(píng)價(jià)為“達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，具有巨大經(jīng)濟(jì)效益和重大社會(huì)效益”，與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《GB 10152-2009 B型超聲診斷設(shè)備》《JJG 639-2005 醫(yī)用超聲診斷儀超聲原檢規(guī)程》相符合。目前，KS系列超聲體模作為超聲診斷儀器質(zhì)量檢驗(yàn)工作儀器和強(qiáng)制鑒定工作儀器已在國(guó)內(nèi)除藏、臺(tái)、港、澳之外的所有省、自治區(qū)、直轄市、絕大部分地市、相當(dāng)部分縣市普及[3]。

1.1 KS107BG

KS107BG 超聲體模適用于工作頻率≥5 MHz 的探頭，可檢測(cè)B 超儀器的盲區(qū)、探測(cè)深度、軸向與側(cè)向分辨力、縱向與橫向幾何位置精度，并可考察對(duì)不同直徑囊性病灶的成像情況[4]。

M 材料聲速：（1 540±10）m/s（23±3）。

TM 材料聲衰減系數(shù)斜率：（0.70±0.05）dB/cm/MHz（23±3）。

尼龍靶線直徑：（0.3±0.05）mm。

尼龍靶線位置公差：±0.1 mm。

盲區(qū)靶群：盲區(qū)靶群共有7個(gè)靶點(diǎn)，相鄰靶點(diǎn)至聲窗距離分別為8、7、6、5、4、3、2 mm，如圖1。

圖1 盲區(qū)靶群

橫向分辨力靶群：橫向分辨力靶群與縱向分辨力靶群相互獨(dú)立。4個(gè)橫向分辨力靶群B1～B4分別位于深度10、30、50、70 mm 處，如圖2。每群中靶點(diǎn)中心水平距離依次為4、3、2、1 mm，如圖3。

圖2 橫向分辨力靶群

圖3 橫向分辨力靶群放大圖

縱向分辨力靶群：4個(gè)縱向分辨力靶群A1～A4各群中最上面一條靶點(diǎn)分別位于深度10、30、50、70 mm 處，如圖4。每群中靶點(diǎn)中心垂直距離由上而下依次為3、2、1、0.5 mm，水平距離均為1 mm，如圖5。

圖4 縱向分辨力靶群

圖5 縱向分辨力靶群放大圖

縱向靶群：縱向靶群共含靶點(diǎn)12個(gè)，相鄰兩點(diǎn)中心距離均為10 mm，如圖6。

橫向靶群：橫向靶群共含靶點(diǎn)11個(gè)，位于深度40 mm 處，相鄰兩點(diǎn)中心距離均為10 mm，如圖6。

模擬病灶：囊性模擬病灶均為圓柱形，直徑分別為2、4、6 mm，軸心分別位于深度15、30、45 mm 處，如圖6。

圖6 縱向、橫向靶群及模擬病灶

1.2 KS107BD（LL）

KS107BD（LL）超聲體模適用于工作頻率＜5 MHz 的探頭，檢測(cè)項(xiàng)目包括盲區(qū)、探測(cè)深度、縱向與橫向分辨力、縱向與橫向幾何誤差，可考察對(duì)囊腫、腫瘤、結(jié)石等典型病灶的成像情況。

M 材料聲速：（1 540±10）m/s（23±3）。

TM 材料聲衰減系數(shù)斜率：（0.70±0.05）dB/cm/MHz（23±3）。

尼龍靶線直徑：（0.3±0.05）mm。

尼龍靶線位置公差：±0.1 mm。

盲區(qū)靶群：低頻體模KS107BD（LL）盲區(qū)靶群共有9個(gè)靶點(diǎn)，相鄰靶點(diǎn)至聲窗距離分別為10、9、8、7、6、5、4、3、2 mm。

橫向與縱向分辨力靶群：低頻體模KS107BD（LL）的橫向與縱向分辨力靶群連在一起，水平方向稱為橫向分支，垂直方向稱為縱向分支，如圖7。橫向分支分別距聲窗30、50、70、120、160、200、250 mm，A1和A2兩群中兩相鄰靶群中心水平距離依次為1、5、4、3、2 mm，A3～A5三群中則依次為5、4、3、2 mm，A6中為7、6、5、4 mm，A7中為8、7、6、5 mm；縱向分支中兩相鄰靶點(diǎn)中心垂直距離分別為4、3、2、1 mm，如圖8。

圖7 橫向分支與縱向分支

圖8 橫向與縱向分辨力靶群

縱向靶群：縱向靶群共含靶點(diǎn)30個(gè)，相鄰兩點(diǎn)中心距離均為10 mm。

橫向靶群：橫向靶群共含靶點(diǎn)7個(gè)，位于深度90 mm 處，相鄰兩點(diǎn)中心距離均為20 mm。

模擬病灶：仿腫瘤，位于深度70～80 mm 處，呈圓柱形，直徑10 mm，柱軸與靶點(diǎn)平行，如圖9中的E 點(diǎn)所示；仿囊與結(jié)石，仿囊呈圓柱形，直徑10 mm，位于深度70～80 mm 處，縱向與靶點(diǎn)平行，仿結(jié)石為不規(guī)則形，位于囊之中腰，最大尺寸4～6 mm，如圖9中的F 點(diǎn)所示；仿囊結(jié)構(gòu)，呈圓柱形，直徑6 mm，柱軸與靶點(diǎn)平行，位于深度47～53 mm 處，如圖9中的G 點(diǎn)所示。

2 超聲體模的測(cè)試方法及步驟

2.1 測(cè)試前的準(zhǔn)備工作

測(cè)試前，將B 超機(jī)顯示器的亮度和對(duì)比度恢復(fù)為出廠狀態(tài)，將機(jī)器放置在暗室，以模擬真正的臨床使用，依據(jù)探頭的標(biāo)稱工作頻率選擇相對(duì)應(yīng)的體模；使用時(shí)，以探頭自重置于體模聲窗上，不可用力按壓，否則會(huì)造成聲窗和TM 材料損傷，保持體模豎直放置，不可上下顛倒，切勿跌落、劇烈顛簸體模。

圖9 模擬病灶

2.2 橫向、縱向分辨力測(cè)試

在體模的規(guī)定深度處，掃描平面中垂直于超聲波束軸的方向上，能夠顯示為兩個(gè)清晰回波信號(hào)的兩靶點(diǎn)之間的最小距離，稱為橫向分辨力。沿超聲波束軸方向上能夠顯示為兩個(gè)回波信號(hào)的兩個(gè)靶點(diǎn)之間的最小距離，稱為縱向分辨力。

在測(cè)試時(shí)，將探頭通過(guò)水或耦合劑輕置于體模聲窗表面，并使橫向或縱向分辨力靶群顯示在圖像中線位置，將焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)待測(cè)的橫向或縱向分辨力靶群位置，調(diào)節(jié)增益、動(dòng)態(tài)范圍、TGC 等參數(shù)；使圖像內(nèi)背景組織淹沒(méi)，使畫(huà)面中僅剩靶點(diǎn)圖像，并使其清晰顯示，讀取橫向或縱向靶群中能夠被清晰分開(kāi)的兩個(gè)靶點(diǎn)的距離；在讀取橫向分辨力靶點(diǎn)的距離時(shí)，保持橫向分辨力靶群處于水平的情況下，在其他深度處橫向分辨力靶群重復(fù)上述步驟，圖像不佳時(shí)，可調(diào)節(jié)深度、掃描密度、聲功率等參數(shù)[5]。

2.3 盲區(qū)測(cè)試

體模掃描表面（聲窗）與最近能明確成像的體模靶點(diǎn)之間的距離稱為盲區(qū)值。

探頭通過(guò)水或耦合劑輕置于體模表面，調(diào)低顯示深度，并置焦點(diǎn)最淺，降低AP、增益、近場(chǎng)TGC 等值，直至背景噪聲勉強(qiáng)可見(jiàn)，緩慢平移探頭，觀察超聲圖像所觀察到的最淺盲區(qū)靶點(diǎn)，觀測(cè)能夠清晰成像的最淺靶點(diǎn)的深度，即為盲區(qū)值。

2.4 最大探測(cè)深度測(cè)試

體模中能夠明確成像的縱向線形靶群中最遠(yuǎn)靶點(diǎn)與聲窗之間的距離稱為最大探測(cè)深度。

探頭通過(guò)水或耦合劑輕置于體模表面，設(shè)置系統(tǒng)顯示深度（可根據(jù)當(dāng)前探頭預(yù)計(jì)能探測(cè)到的最大深度設(shè)置），調(diào)節(jié)焦點(diǎn)最深、AP 值最高，增加增益、遠(yuǎn)場(chǎng)TGC，使超聲圖像可見(jiàn)縱向較深處靶點(diǎn)，觀測(cè)所能夠清晰成像的最深靶點(diǎn)的深度，即探測(cè)深度。

2.5 橫向、縱向幾何位置精度

焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)橫向（縱向）靶群，利用測(cè)量標(biāo)尺按照橫向（縱向）每20毫米測(cè)量一次距離。測(cè)量值與理論值按照公式1計(jì)算，取最大值作為橫向（縱向）幾何位置精度，其中M 為測(cè)量值，T 為理論值，G 為幾何位置精度：

將探頭通過(guò)水或耦合劑輕置于體模聲窗表面，調(diào)節(jié)顯示深度，使橫向（縱向）靶群顯示在圖像范圍內(nèi)，調(diào)節(jié)焦點(diǎn)位置與橫向（縱向）靶群處，調(diào)節(jié)增益、TGC 等參數(shù)，使橫向（縱向）靶群各靶點(diǎn)清晰顯示，利用測(cè)量標(biāo)尺以20 mm 為單位逐段測(cè)量橫向（縱向）靶點(diǎn)間距，選取所有測(cè)量數(shù)值中與20 mm 偏差最大者，利用公式1進(jìn)行誤差計(jì)算。計(jì)算值即為橫向（縱向）幾何位置精度。

所有測(cè)試值需按照記錄表進(jìn)行記錄，表1為使用KS107BG 體模測(cè)試時(shí)的測(cè)量數(shù)據(jù)。

表1 使用KS107BG 體模測(cè)試時(shí)的測(cè)試記錄

3 總結(jié)

通過(guò)學(xué)習(xí)超聲體模的各個(gè)靶群、模擬病灶的各個(gè)參數(shù)及超聲體模在實(shí)際測(cè)量中的使用方法，讓我們更加清楚地了解超聲體模，更加準(zhǔn)確地檢測(cè)超聲診斷儀器的質(zhì)量，從而保證超聲診斷儀器能夠正常、有效、準(zhǔn)確地運(yùn)行，更好地為廣大患者服務(wù)[6]。