医用超声源的计量检定要点

一、 B超的基本原理及工作过程

人耳能听到的声音频率为20Hz-20KHz,低于20Hz的声波为次声波,人耳是听不到的,高于20KHz的声波为超声波,人耳也是听不见的。超声波之所以被广泛用于医疗领域是因为他有许多奇妙的特点: 1.由于超声波频率高、波长短,他可以像光那样沿直线传播,使得我们有可能向某已确定方向上发射超声波,2.声波是纵波,可以顺利地在人体组织里传播。3. 超声波遇到不同的介质交接面时会产生反射波,这些特点构成了今天超声仪器在医学领域广泛应用的基础。

B超成像的基本原理是:向人体发射一组超声波,按一定的方向进行扫描。根据监测其回声的延迟时间,强弱就可以判断脏器的距离及性质。经过电子电路和计算机的处理, 形成了我们今天的B超图像。B超的关键部件就是我们所说的超声探头 (probe),其内部有一组超声换能器,是由一组具有压电效应的特殊晶体制成。这种压电晶体具有特殊的性质,就是在晶体特定方向上加上电压,晶体会发生形变,反过来当晶体发生形变时,对应方向上就会产生电压,实现了电信号与超声波的转换。

B超工作过程为: 当探头获得激励脉冲后发射超声波, (同时探头受聚焦延迟电路控制,实现声波的声学聚焦。) 然后经过一段时间延迟后再由探头接受反射回的回声信号,探头接收回来的回声信号经过滤波,对数放大等信号处理。然后由DSC电路进行数字变换形成数字信号,在CPU控制下进一步进行图像处理, 再同图表形成电路和测量电路一起合成视频信号送给显示器形成我们所熟悉的B超图像,也称二维黑白超声图像。

彩超在黑白B超图像基础上加上以多普勒效应原理为基础的伪彩而形成的。那么何谓多普勒效应呢,当我们站在火车站台上听有远处开来的火车笛叫声会比远离我们的火车笛叫声音调要高,也就是说对于静止的观测者来说,向着观测者运动物体发出的声波频率会升高,相反频率会降低,这就是著名的多普勒效应。现代医用超声就是利用了这一效应,当超声波碰到流向远离探头液体时回声频率会降低,流向探头的液体会使探头接收的回声信号频率升高。利用计算机伪彩技术加以描述,使我们能判定超声图像中流动液体的方向及流速的大小和性质,并将此叠加在二维黑白超声图像上,形成了我们今天见到的彩超图像。

二、 适用对象及范围

JJG639-1998《医用超声诊断仪超生源》检定规程的适用对象除单纯的B超外还包括彩超及彩超中的黑白超。

现今通用B超多为多探头的,高档的可配十几种,但规程所明确检定范围仅涉及腹部、心脏、小器官检查诊断所用的机械扇扫、平面线阵、凸阵而不包括腔内探头和活检穿刺探头。

三、 操作要点

(一)声输出检测

为确保临床安全,与之密切相关的声输出参数即输出声强,应小于10mW/cm2检定中应注意两个问题,因为毫瓦功率计是一种灵敏、准确度高的超声微功率测量仪器,水中的测量靶应处于完全静止状态,确保周围无任何干扰(如:有人员走动或有气流)尽量避免其震动。对仪器探头为凸阵、相控阵探头,必须在现有功率计上加装掩膜,测量1cm长度内的有界功率计,以保证全部声能都射在辐射力天平的靶位上面无遗漏。

(二)盲区检测

近场聚焦、中等增益、高对比度、中等亮度、线阵探头在一幅内完成判读,其他探头沿声窗平移,依次读出靶线。

(三)探测深度检测

功率输出最大,远场聚焦,高增益,高对比度,高亮度,线阵耦合于纵向靶群上方,其他探头的纵向轴线必须对准纵向靶群。读取纵向靶群中能够明确成像靶线到声窗的距离(总增益调满时TGC失去作用)。

(四)轴向、侧向分辨率的检测

低增益,高对比度,将探头耦合于所测靶群正上方声窗表面,从体膜的最浅处开始分别聚焦所对应的靶群,依次读出所能分辨的最小轴向、侧向靶线间隔,轴向分辨率取决于超声波脉宽。侧向分辨率取决于声束宽度,但靶线图像的横向铺展表现与仪器的焦点位置、与增益及亮度条件关系极大,在操作中应尤为注意。另外,在读取侧向靶线间隔时,若探头置于靶群的斜上方,在靶线图像为“斜线”的情况下读分辨力是严重的操作错误。正确的操作是:探头置于靶群的正上方,在其图像为“横线”的情况下进行判读,相邻靶线图像必须完全断开,不能“是断非断”。

(五)几何误差的检测

中等增益,高对比度,高亮度,远场聚焦,调出电子游标符号,对准纵(横)向靶线,依次测量每20mm相差最大者,求出其相对于20mm的百分误差的绝对值(注:每20mm一测,不允许累计、差减或改换为更大或更小值)。

目前,科学发展日新月异,超声技术的迅猛发展,二次谐波三维图像高新技术不断出现,仪器档次的不断提高及临床作为诊断首选仪器,这种发展趋势给医疗检测带来了严峻考验,我们期盼新检定规程的出台,以适应形式的发展。