作為醫學(xué)診斷設備，臨床上對B超有兩個(gè)最重要的技術(shù)要求:一是探測深度；二是圖像分辨力。圖像分辨力包括空間分辨力和對比度分辨力，其中空間分辨力又分為軸向、側向和俯仰方向3種，而“俯仰分辨力”的更常用稱(chēng)謂是“切片厚度”。本文介紹的是關(guān)于切片厚度的物理概念、臨床意義及其標準化檢測技術(shù)。
一、聲束切片厚度概念
超聲成像的基本原理告訴我們:當其頻率達數兆赫茲，換能元件孔徑達10mm以上時(shí)，超聲波將在人體組織中成束傳播，因而被稱(chēng)為“聲束”或“波束”。A超探頭和機械扇形掃描式B超探頭采用的是單元式換能器，其壓電元件為圓片形，聲束橫截面為圓形；對于平面線(xiàn)陣、凸陣、相控陣探頭，聲束是由多個(gè)陣元并聯(lián)成一體發(fā)射，聲束橫截面為矩形。我們看到的B超影像，是借助于探頭的機械擺動(dòng)，或借助于電子開(kāi)關(guān)切換，讓聲束像一把無(wú)形的刀一樣掃過(guò)和剖切人體組織，然后采集和處理所剖切的人體組織斷面的信息，最終以圖像方式予以展示。聲束掃描所形成的平面，稱(chēng)為“掃描平面”，聲傳播的方向稱(chēng)為“軸向”，聲束掃描行進(jìn)的方向稱(chēng)為“側向”，垂直于掃描平面的方向稱(chēng)為“俯仰方向”。相應地，聲束在掃描方向的尺寸稱(chēng)為“側向束寬”，在俯仰方向的尺寸稱(chēng)為“俯仰束寬”，即切片厚度。
二、聲束切片厚度的定義
眾所周知，在IEC文件和我國的國家標準GB10152-2009《B型超聲診斷設備》中，3個(gè)空間分辨力參數的定義及其與聲束參數的關(guān)系如下:
(1)軸向分辨力的定義:在體模的指定深度處，沿超聲波束軸能夠顯示為兩個(gè)回波信號的兩個(gè)靶之間的最小間距。與之對應的，是發(fā)射超聲脈沖的半值寬度。位于聲束軸線(xiàn)上的兩個(gè)回波目標，只有當其間距大于半個(gè)脈沖寬度時(shí)，才能分辨出來(lái)。
(2)側向分辨力的定義:在體模的指定深度處，掃描平面中垂直于超聲波束軸的方向上，能夠顯示兩個(gè)清晰回波信號的兩靶線(xiàn)之間的最小間距。與之對應的是聲束的側向寬度。在掃描平面中，處在與聲束軸垂直的直線(xiàn)上的兩個(gè)回波目標，只有當其間距大于聲束的側向尺寸時(shí)，才能分辨出來(lái)。
(3)切片厚度的定義:在體模的指定深度處，垂直于掃描平面方向上顯示聲信息的仿組織材料的厚度。與軸向、側向分辨力明顯不同，切片厚度沒(méi)有用兩個(gè)回波目標的思路定義。其原因是:在俯仰方向上，對于間距不同的回波目標，B超圖像上只能顯示其有無(wú)，而不能顯示其距離。
三、聲束切片厚度的臨床意義
B超切片厚度偏大的主要后果是導致局部立體偽像(partial volume artifact)，或稱(chēng)切片厚度偽像、立體平均偽像。比如一囊性病灶或充液器官，當其在垂直于掃描平面方向的尺寸小于超聲波束在該方向的尺寸時(shí)，B超圖像上原本應該無(wú)回波的部位，將會(huì )有實(shí)質(zhì)性組織的散射回波覆蓋在上面，使醫生誤以為是病變。正因為其重要的臨床意義，在高檔B超，尤其是具有三維成像功能的產(chǎn)品上，其所配探頭的壓電晶片，在切片厚度方向也施行了切割，采用了電子聚焦，由1維變成了1.5維，最新的B超國家標準則將其列入強制性要求。
四、檢測手段
眾所周知，檢測二維灰階圖像的軸向、側向分辨力的標準化方法是借助于超聲體模中相應的線(xiàn)靶。但這種方法并不適用于切片厚度檢測。在IEC61390∶1996《超聲實(shí)時(shí)脈沖回波系統性能試驗方法》和國家標準GB10152-2009中，對切片厚度指標的規定檢測設備是切片厚度專(zhuān)用體模，其基本結構如圖1所示，即在超聲體模的殼體中，斜向安置一塊與聲窗成指定角度α、表面布滿(mǎn)散射體的平板，且散射回波強度明顯高于背景仿組織材料。切片厚度體模與低頻、高頻體模的另一個(gè)明顯差別是，為確保整個(gè)探頭下方均為仿組織材料，其側壁短邊的內尺寸不是50mm，而是100mm。GB10152-2009中規定，切片厚度體模所用超聲仿組織材料的聲學(xué)特性與低頻(多用型)和高頻(小器官型)體模相同，即聲速為(1540±10)m/s，聲衰減系數斜率為(0.7±0.05)dB/(cm·MHz)；并要求散射面靶層厚度小于0.4mm。
五、檢測原理
與軸向、側向分辨力檢測中直接讀取靶線(xiàn)間距不同，切片厚度檢測采用的是間接法。如圖1所示，當將B超探頭垂直耦合于聲窗表面，令其長(cháng)邊平行于聲窗的短邊時(shí)，所成二維灰階圖像的上部將是背景仿組織材料的均勻散射回波，下部將是一條強散射的亮帶。亮帶上沿對應的，是聲束俯仰剖面一側與靶面的交線(xiàn)；亮帶下沿對應的，是聲束剖面另一側與靶面的交線(xiàn)。由圖1可見(jiàn)，亮帶沿深度方向的尺寸和聲束的俯仰寬度(即切片厚度)，正好是一個(gè)直角三角形的兩個(gè)直角邊。由于面靶與聲窗平面的夾角α已知，如測得亮帶沿深度方向的尺寸x，則聲束切片厚度t為t=x/tanα (1)
六、檢測操作步驟
圖2是利用國產(chǎn)切片厚度體模檢測高頻線(xiàn)陣探頭切片厚度的照片。體模面板上的白色斜線(xiàn)所示，即散射面靶所在位置及傾斜角度。檢測的基本步驟如下:
(1)利用符合GB10152-2009要求的普通低頻、加長(cháng)低頻或帶有縱向靶群的切片厚度體模，測出配接指定探頭時(shí)的探測深度。(2)將該探頭垂直耦合于切片厚度體模散射靶上方的聲窗上，令探頭長(cháng)邊與聲窗的短邊平行，被檢B超屏幕上將顯示如圖2所示的亮帶。(3)在充分耦合狀態(tài)下，在聲窗表面上由右向左滑移，可看到亮帶沿深度方向由上向下平移。
(4)以屏幕上的縱向距離標記為參照，選擇1/3、1/2、2/3探測深度處的亮帶，分別取得圖2所示的B超圖像。
(5)利用被測B超的電子游標，分別測出3幅圖像上亮帶沿深度方向的尺寸x1、x2、x3。
(6)利用式(1)，分別算出3個(gè)深度處的聲束切片厚度t1、t2、t3。
(7)取三者中最大值作為該主機-探頭組合的切片厚度。
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