十年之后議規(guī)程—復(fù)習(xí)JJG 639—1998 (牛鳳岐)

JJG639—1998《醫(yī)用超聲診斷儀超聲源》檢定規(guī)程至今雖已十年，但由于絕大多數(shù)檢定人員主要靠自學(xué)和單位內(nèi)部的“老帶新”，未曾接受過正規(guī)、系統(tǒng)的技術(shù)培訓(xùn)，關(guān)于規(guī)程理解和實(shí)際操作中的問題相當(dāng)普遍。作為該規(guī)程的主要起草人，在其發(fā)布實(shí)施十年之后，結(jié)合實(shí)踐體驗(yàn)與大家一道復(fù)習(xí)其中各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)的定義、涵義及實(shí)際操作精要，是很有意義的。

一．JJG639—1998的適用范圍
1．        設(shè)備類型
目前生產(chǎn)、銷售和臨床應(yīng)用的B超儀器分為通用、心臟專用、眼科專用(大多為A、B超)三大類，本規(guī)程不含眼科專用設(shè)備。此外，與GB10152相對(duì)應(yīng)，JJG639—1998的適用對(duì)象除單純的B超外，還包括彩超中的“黑白超”即二維灰階成像功能。事實(shí)上，彩超在不開啟頻譜多普勒和彩色血流圖功能時(shí)，就是一臺(tái)“黑白超”。
當(dāng)今的通用B超儀器大多是多探頭的，高檔產(chǎn)品可配十幾種。但與GB10152相對(duì)應(yīng)，JJG63—1998的檢定范圍僅涉及腹部、心臟、小器官檢查診斷所用機(jī)械扇掃(含環(huán)陣)、平面線陣、凸陣、相控陣，而不包括腔內(nèi)(陰道、直腸、食道、血管)探頭、術(shù)中探頭和活檢穿刺探頭。
機(jī)械扇掃、凸陣、相控陣三者所成圖像都呈扇形，但形成機(jī)制不同。機(jī)械扇掃是因安裝在油腔中的超聲換能器在機(jī)械驅(qū)動(dòng)下擺動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)形成，其換能器為單元式，聲束聚焦靠聲透鏡，僅有一個(gè)焦點(diǎn)；采用環(huán)陣時(shí)，聚焦靠延遲線，可有多個(gè)焦點(diǎn)切換，分辨力和探測(cè)深度均有明顯改善。凸陣的扇形圖像是因其換能器陣元呈扇形分布所致，探頭的長(zhǎng)邊方向?yàn)殡娮泳劢梗捎卸鄠€(gè)焦點(diǎn)切換，短邊為聲透鏡聚焦，僅有一個(gè)焦點(diǎn)。相控陣也稱電子扇掃探頭，外形好像是從線陣上切下來的一段，端面接近方形，其陣元不像線陣、凸陣那樣分區(qū)、分時(shí)工作，而是所有陣元同時(shí)工作，依靠聲束的偏轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)扇形掃描，沿掃描平面方向?yàn)殡娮泳劢梗怪庇趻呙杵矫娣较驗(yàn)槁曂哥R聚焦。為了提高俯仰方向的空間分辨力(縮小切片厚度)，進(jìn)口設(shè)備已有配備1.25、 1.5、 1.75維探頭者，其主要特點(diǎn)是將壓電元件沿俯仰方向做適當(dāng)切割并采用電子聚焦，對(duì)提高三維成像的質(zhì)量尤有意義。應(yīng)該注意的是，雖然機(jī)械扇掃、凸陣和相控陣的圖像都呈扇形，但各有特點(diǎn)，機(jī)械扇形是“沒有扇軸的扇形“，凸陣扇形是“沒有扇骨的扇形”，電子扇形是“完整的扇形”。

二．JJG639—1998中的幾個(gè)劃分
1．劃分檔次
同為B超(含彩超內(nèi)的“黑白超”)儀器，但功能、性能、價(jià)格相差懸殊，用同樣的“杠杠”要求顯然是不合理的。為此，GB10152創(chuàng)立了“分檔法”，依照產(chǎn)品的總體構(gòu)成、功能設(shè)置劃分為四個(gè)檔次分別要求，即：
    (1)A檔
依照附錄2所列條件，系指彩超，正式名稱為“彩色多普勒血流成像系統(tǒng)”，由二維灰階成像、頻譜多普勒和彩色血流圖三大部分構(gòu)成，診斷信息表達(dá)方式除關(guān)于解剖結(jié)構(gòu)的二維灰階圖像、關(guān)于血流方向-速度-加速度-節(jié)律等的多普勒頻譜、關(guān)于血流方向-空間分布-信號(hào)強(qiáng)弱的彩色血流圖、關(guān)于多普勒頻移信號(hào)強(qiáng)弱-節(jié)律的音頻(可聽聲)輸出。
    (2)B檔
依照附錄2所列條件，系指帶有脈沖多普勒功能的B超儀器。該類儀器在彩超問世之前曾有進(jìn)口，國(guó)內(nèi)則從未生產(chǎn)過，自然不會(huì)出現(xiàn)在檢定現(xiàn)場(chǎng)。
    (3)C檔
  依照附錄2所列條件，系指“純粹B超”中的檔次較高者，而“較高”的體現(xiàn)包括：掃描方式為一種或以上，圖像顯示模式為一種或以上，探頭頻率為一種或更多，單點(diǎn)或分段聚焦，帶有DSC(數(shù)字掃描變換器)，具有游標(biāo)測(cè)距功能。
  (4)D檔
    依照附錄2所列條件，系指上世紀(jì)90年代初國(guó)內(nèi)所產(chǎn)，僅有一種顯示模式、一種工作頻率、探頭為聲透鏡單點(diǎn)聚焦、沒有DSC和電子游標(biāo)測(cè)距功能的機(jī)械扇掃式B超，現(xiàn)已無生產(chǎn)。
    需要說明的是，對(duì)被檢儀器檔次的判斷，是由檢定員依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)所見(包括向醫(yī)生了解)并對(duì)照附錄2中條件做出的，那種以“檔次未標(biāo)在儀器上”為由將被檢設(shè)備判為“不合格”的做法是錯(cuò)誤的。
2．劃分頻段
    超聲探頭中的壓電陶瓷元件是有諧振頻率的，按照主觀愿望，人們希望探頭具有寬頻帶和高靈敏度，但實(shí)際上二者是互相矛盾的，必須兼顧之。人體組織對(duì)超聲波的衰減是隨頻率單調(diào)升高，且與頻率呈近似直線關(guān)系，低頻探頭探測(cè)深度大但空間分辨力差；高頻探頭分辨力好但探測(cè)深度偏低，故對(duì)儀器性能的要求必須隨頻率而異。
3．劃分探頭種類(掃描方式)
同一陣列式超聲換能器，與陣元呈平面分布時(shí)相比，扇形分布有擴(kuò)展遠(yuǎn)場(chǎng)視野的優(yōu)點(diǎn)，但也有因聲線呈發(fā)散分布，探測(cè)深度和遠(yuǎn)場(chǎng)空間分辨力變差(需靠插補(bǔ)線加以彌補(bǔ))的缺點(diǎn)。機(jī)械扇掃和相控陣也有同樣的問題。為科學(xué)合理，GB10152—1997和JJG639—1998中都是將提供扇形圖像的機(jī)械扇掃、相控陣和探頭輻射面曲率R＜60mm的凸陣歸為一類，把圖像呈矩形的線陣和圖像接近矩形的R≧60mm凸陣歸為另一類，對(duì)各項(xiàng)指標(biāo)分別要求。
據(jù)了解，有些基層檢定員至今不知如何確定凸陣探頭曲率；有的將其弧線描在紙上，利用幾何關(guān)系計(jì)算其曲率半徑，結(jié)果均非整數(shù)，頗感困惑。其實(shí)，探頭系標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，輻射面曲率R已統(tǒng)一為10、20、30、40、50、60、76mm系列值。最簡(jiǎn)單易行的判別辦法是：預(yù)先在紙上畫好半徑為前列數(shù)值的一系列同心圓弧線并標(biāo)上數(shù)值，在檢定現(xiàn)場(chǎng)，將凸陣探頭平攤在紙面上，以其輻射面弧面與所畫弧線對(duì)照，二者最吻合者所標(biāo)數(shù)值即是。還需說明的是，實(shí)際上目前臨床所用的腹部凸陣探頭，其輻射面曲率絕大部分為R50，少數(shù)為R40，而R60幾乎沒有；心臟檢查診斷所用的“微凸陣”，絕大部分為R20，少數(shù)為R10。
4．空間分辨力按深度分段
    超聲波實(shí)用價(jià)值的一個(gè)重要緣由是其束射性，但有兩點(diǎn)需要注意。其一是，這種束射性的前提是聲源的孔徑足夠大，一般應(yīng)在10個(gè)波長(zhǎng)以上。其二是，聲束橫斷面并非沿軸向不變的圓形或方形，單元式非聚焦和聚焦換能器的聲束最細(xì)處只有一個(gè)，分別稱為自然焦點(diǎn)和焦點(diǎn)；陣列式探頭普遍為電子聚焦，分段聚焦者焦點(diǎn)數(shù)不少于兩個(gè)，采用連續(xù)動(dòng)態(tài)聚焦的數(shù)字化機(jī)型，其焦點(diǎn)數(shù)理論上有無限多個(gè)，但實(shí)際產(chǎn)品一般是每cm一個(gè)；而且，無論怎樣調(diào)節(jié)，“離探頭越遠(yuǎn)處空間分辨力越差”的自然規(guī)律是無法違背的。因此，GB10152—1997和JJG639—1998中對(duì)空間分辨力的要求分成兩段處理是科學(xué)合理的。
三．各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)的定義和檢測(cè)操作要點(diǎn)
1．耦合媒質(zhì)的選擇和使用
JJG639—1998中允許采用水性凝膠型醫(yī)用超聲耦合劑或除氣水。但在實(shí)踐中，由于檢定時(shí)間很短且所用為低聲強(qiáng)，采用清潔的自來水亦無問題。但需要強(qiáng)調(diào)的是，檢定結(jié)束后需將水倒出并擦干聲窗，否則水垢的沉積層將影響聲波透射且磨損探頭。至于凝膠型醫(yī)用超聲耦合劑，在探頭有破損時(shí)最好選用。但需注意，檢定結(jié)束后應(yīng)將將其輕輕擦去，并用油畫筆之類小刷子將邊角處殘留物清除。
2．盲區(qū)概念及其檢測(cè)
(1)定義
超聲體模聲窗與盲區(qū)靶群中能明確成像的最近靶線之間的距離。
(2)檢測(cè)操作要點(diǎn)
   (a)近場(chǎng)(盡可能靠近聲窗)聚焦；
   (b)中等增益，抑制背景圖像，凸顯盲區(qū)靶線；
   (c)高對(duì)比度；
   (d)中等或高亮度；
   (e)探頭置于盲區(qū)靶群上方，線陣探頭在一幅圖像上完成判讀，機(jī)械扇掃、凸陣、相控陣探頭沿聲窗表面平移，由深至淺將盲區(qū)靶線逐步涵蓋，讀取其中能夠清晰成像的最淺處靶線至聲窗的距離，即為盲區(qū)。
3．探測(cè)深度概念及其檢測(cè)
(1)定義
超聲體模縱向靶群中能夠明確成像的最遠(yuǎn)靶線與聲窗之間的距離。
(2)檢測(cè)操作要點(diǎn)
   (a)功率輸出置最大；
   (b)高對(duì)比度、高亮度，但以不出現(xiàn)光暈、散焦為限；
   (c)高增益(注意：總增益調(diào)滿時(shí)，TGC或STC將失去作用)；
   (d)遠(yuǎn)場(chǎng)或全程聚焦；
   (e)線陣耦合于縱向靶群上方，機(jī)械扇掃、凸陣、相控陣探頭的縱向軸線必須對(duì)準(zhǔn)縱向靶群，以確保在靶線遮擋作用方面的可比性；
   (f)讀取縱向靶群中能夠明確成像靶線至聲窗的距離，即為(最大)探測(cè)深度。
(3)附加說明
   (a)定義中雖無“最大”二字，但實(shí)際是指“最大探測(cè)深度”，并已蘊(yùn)涵在上述各項(xiàng)控制鍵鈕調(diào)節(jié)中；
   (b)由于國(guó)產(chǎn)B超已大多實(shí)現(xiàn)數(shù)字化，探測(cè)深度有顯著提高，2.5~3.5MHz工作頻率下達(dá)到240mm者常見。鑒于這一情況，國(guó)產(chǎn)低頻超聲體模在幾年前即已有加長(zhǎng)型(KS107BDL)供應(yīng)。
4．軸向分辨力概念及其檢測(cè)
(1)定義
在超聲體模的指定深度處，沿超聲波束軸向能夠清晰顯示為兩個(gè)回波信號(hào)的兩靶線之間的最小距離。
(2)檢測(cè)操作要點(diǎn)
(a)從體模中最淺處靶群開始，對(duì)可見的各分辨力靶群由淺至深逐一進(jìn)行；
(b)將探頭耦合于所測(cè)靶群正上方聲窗表面；
(c)采用高對(duì)比度，降低增益并適當(dāng)降低亮度，隱沒超聲仿組織材料產(chǎn)生的背向散射光點(diǎn)(背景圖像)，只剩靶線圖像并保持其清晰可見；
  (d)將焦點(diǎn)置于被測(cè)靶群所在深度處；
  (e)讀取該靶群軸向分支(低頻體模)或軸向分辨力靶群(高頻體模)中能夠分辨出的最小靶線間隙，即為該靶群處的軸向分辨力。
(3)附加說明
  (a)雖未表為文字，但GB10152—1997和JJG639—1998中所指的都是閾值分辨力，并已蘊(yùn)涵在前述的控制鍵鈕調(diào)節(jié)中；
  (b) 軸向分辨力主要取決于發(fā)射超聲脈沖的寬度，儀器焦點(diǎn)位置、增益及亮度調(diào)節(jié)的影響遠(yuǎn)小于側(cè)向分辨力，且由淺至深變化不大。
5．側(cè)向分辨力概念及其檢測(cè)
(1)定義
在超聲體模的指定深度處，掃描平面中垂直于超聲波束軸線的方向上，能夠清晰顯示為兩個(gè)回波信號(hào)的兩靶線之間的最小距離。
(2)檢測(cè)操作要點(diǎn)
(a)從體模中最淺處靶群開始，對(duì)可見的各分辨力靶群由淺至深逐一進(jìn)行；
(b)將探頭耦合于所測(cè)靶群正上方聲窗表面；
(c)采用高對(duì)比度，降低增益并適當(dāng)降低亮度，隱沒超聲仿組織材料產(chǎn)生的背向散射光點(diǎn)(背景圖像)，只剩靶線圖像并保持其清晰可見；
  (d)將焦點(diǎn)置于被測(cè)靶群所在深度處；
  (e)將探頭沿聲束掃描方向(體模水槽長(zhǎng)邊方向)，由靶線間隙較大的一側(cè)向較小的一側(cè)緩慢平移，讀取該靶群側(cè)向分支(低頻體模)或側(cè)向分辨力靶群(高頻體模)中能夠分辨出的最小靶線間隙，即為該靶群處的側(cè)向分辨力。
(3)附加說明
(a)雖未表為文字，但GB10152—1997和JJG639—1998中所指的都是閾值分辨力，并已蘊(yùn)涵在前述的控制鍵鈕調(diào)節(jié)中；
  (b)側(cè)向分辨力主要取決于聲束寬度，但靶線圖像的橫向鋪展表現(xiàn)與儀器的焦點(diǎn)位置、增益及亮度條件關(guān)系極大，是各種操作錯(cuò)誤中發(fā)生概率最大者；
  (c)靶線間隙的讀取必須在其圖像為“橫線”的情況下進(jìn)行；將探頭置于靶群斜上方，在靶線圖像為“斜線”的情況下讀取分辨力數(shù)值是嚴(yán)重的操作錯(cuò)誤；
(d)相鄰靶線圖像必須是完全斷開才算是“可分辨”，“藕斷絲連”者不可；
  (e)側(cè)向分辨力表現(xiàn)的總體規(guī)律是：焦點(diǎn)處優(yōu)于非焦點(diǎn)處，中場(chǎng)優(yōu)于近場(chǎng)和遠(yuǎn)場(chǎng)(遠(yuǎn)近概念須視工作頻率而異)。
6．縱向幾何誤差概念及其檢測(cè)
(1)定義
B超儀器測(cè)量并顯示的超聲體模內(nèi)靶標(biāo)縱向(深度方向)尺寸(距離)相對(duì)于實(shí)際尺寸(距離)百分誤差的絕對(duì)值。
(2)檢測(cè)操作要點(diǎn)
(a)采用中等增益、高對(duì)比度、高亮度，聲束聚焦置遠(yuǎn)場(chǎng)或全程，顯示盡可能多的縱向靶線；
(b)調(diào)出電子游標(biāo)符號(hào)“＋”或“×”，將其置于縱向靶群中靶線旁側(cè)，如為“＋”，令其橫向?qū)?zhǔn)靶線；如為“×”，令其交叉點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)靶線；
(c)啟動(dòng)儀器的測(cè)距功能，操作有關(guān)鍵鈕，自上至下依次測(cè)量每20mm段的兩靶線間距；
  (d)從所得系列測(cè)量結(jié)果中找出與20mm相差最大者，求出其相對(duì)于20mm的百分誤差的絕對(duì)值(計(jì)算公式見JJG639-1998文本)，即為縱向幾何誤差。
(3)附加說明
  (a)強(qiáng)調(diào)每20mm一測(cè)，即不允許累計(jì)、差減或改換為更大或更小數(shù)值；
  (b)強(qiáng)調(diào)將電子游標(biāo)符號(hào)置于靶線旁側(cè)，即不要將其疊加在靶線圖像上。
7．橫向幾何誤差概念及其檢測(cè)
(1)定義
    B超儀器測(cè)量并顯示的超聲體模內(nèi)靶標(biāo)橫向尺寸(距離)相對(duì)于實(shí)際尺寸(距離)百分誤差的絕對(duì)值。
(2)檢測(cè)操作要點(diǎn)
  (a)采用中等增益、高對(duì)比度、高亮度，聲束聚焦置橫向靶群所在深度，清晰顯示橫向靶群，選擇其中呈水平取向者用于測(cè)量；
(b)調(diào)出電子游標(biāo)符號(hào)“＋”或“×”，將其置于靶線圖像上方或下方，如為“＋”，令其豎線對(duì)準(zhǔn)靶線圖像中央；如為“×”，令其交叉點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)靶線圖像中央；
(c)啟動(dòng)儀器的測(cè)距功能，操作有關(guān)鍵鈕，自左至右依次測(cè)量每20mm間隔的兩靶線間距；
  (d)從所得系列測(cè)量結(jié)果中找出與20mm相差最大者，求出其相對(duì)于20mm的百分誤差的絕對(duì)值(計(jì)算公式見JJG639-1998文本)，即為橫向幾何誤差。
(3)附加說明
  (a)強(qiáng)調(diào)每20mm一測(cè)，即不允許累計(jì)、差減或改換為更大或更小數(shù)值；
  (b)強(qiáng)調(diào)將電子游標(biāo)符號(hào)置于靶線上方或下方，即不要將其疊加在靶線圖像上。
  (c)強(qiáng)調(diào)靶線圖像呈水平取向，即不可采用斜線圖像。
8．關(guān)于仿病灶直徑的讀取和測(cè)量誤差計(jì)算
(1)在迄今的B超國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中，并無關(guān)于仿病灶直徑測(cè)量的內(nèi)容，當(dāng)初寫入規(guī)程主要是吸收了國(guó)外的經(jīng)驗(yàn)。但后來的實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，對(duì)于直徑僅2mm的囊性病灶，靠人的手眼操作電子游標(biāo)達(dá)到精確測(cè)量是勉為其難的。因此，該項(xiàng)指標(biāo)應(yīng)是“測(cè)而不判”。
(2)測(cè)量?jī)H限于囊性病灶，不可擴(kuò)展至腫瘤。
(3)測(cè)量應(yīng)在中等增益下進(jìn)行，否則會(huì)由于“充入”效應(yīng)而偏小。
(4)焦點(diǎn)應(yīng)設(shè)定在病灶所在深度處。
9．聲輸出概念及其檢測(cè)
關(guān)于超聲生物學(xué)效應(yīng)的研究表明，當(dāng)其超過一定劑量時(shí)會(huì)使人體組織發(fā)生狀態(tài)、功能甚至結(jié)構(gòu)的改變。從這一意義上說，超聲診斷與治療的差異就在于，前者要極力避免生物效應(yīng)以確保安全，而后者則必須產(chǎn)生生物效應(yīng)以確保有效。
在與臨床安全性密切相關(guān)的聲輸出參數(shù)中，最重要的是空間峰值時(shí)間平均聲強(qiáng)Ispta和負(fù)峰值聲壓P_，并非現(xiàn)行檢定規(guī)程中要求的空間平均時(shí)間平均聲強(qiáng)及其限定值Isata＜10mW/cm2。而且，由于國(guó)際文件的缺陷，導(dǎo)致國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB10152和計(jì)量檢定規(guī)程JJG639中存在兩個(gè)突出的問題：一是不能保證全部聲能都射在輻射力天平的靶上而無遺漏；二是凸陣、相控陣探頭發(fā)射的聲波主要為斜入射，此時(shí)由輻射力計(jì)算聲功率的公式不能成立。
    現(xiàn)在，這一問題已由國(guó)際電工委員會(huì)(IEC)通過“1cm有界聲功率”概念比較完滿地解決。所謂“1cm有界輸出功率”，即利用一特制的擋板(掩模)將凸陣、相控陣探頭兩端的超聲波擋住，只讓中央1cm寬度內(nèi)的非偏轉(zhuǎn)及接近非偏轉(zhuǎn)聲束入射到靶上。將此有界功率除以1cm寬度內(nèi)的探頭輻射面積，所得商數(shù)即為空間平均時(shí)間平均聲強(qiáng)。為配合這一工作，我們已經(jīng)研制了分別適用于進(jìn)口和國(guó)產(chǎn)兩類不同形式功率計(jì)的掩模，近期即可正式供應(yīng)。

輸出聲強(qiáng)項(xiàng)目的分量和探頭有效輻射面積問題一.輸出聲強(qiáng)檢定的份量
    由于認(rèn)識(shí)原因，系統(tǒng)中一直將聲輸出視為首要理由和檢定重點(diǎn)，是對(duì)計(jì)量、計(jì)量?jī)x器、計(jì)量檢定概念的誤解和誤導(dǎo)。按照國(guó)際公認(rèn)的原則，“具有計(jì)量功能的醫(yī)療器械”必須具備的條件是：在臨床上對(duì)人體的生理或/和病理指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)并有屏幕顯示，或者向人體輸入/自人體輸出能量或物質(zhì)并顯示、控制其量值，而且所稱檢測(cè)、控制及顯示直接關(guān)系診斷或治療的安全有效性。按照這一原則，屬于計(jì)量的B超性能參數(shù)是一維、二維及三維幾何測(cè)量的準(zhǔn)確度，屬于計(jì)量的彩超性能參數(shù)是血流速度測(cè)量準(zhǔn)確度，而聲輸出的高低屬于安全問題，并非B超和彩超的計(jì)量特征，只有治療設(shè)備的聲輸出才可與計(jì)量概念掛勾。對(duì)此，我在2007年的《中國(guó)計(jì)量》上已有專文論述，題目是“計(jì)量—三源強(qiáng)檢不可模糊的旗幟”。
二.探頭有效輻射面積計(jì)算
    關(guān)于這一問題,首先必須弄清一個(gè)大前提，即由于國(guó)際原因，現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)程中的處理是有原則錯(cuò)誤的，但國(guó)際上及已經(jīng)修訂的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中已經(jīng)糾正，作為其中關(guān)鍵一環(huán)的“有界聲功率”概念及測(cè)量方法、所需附加手段等，請(qǐng)參見我剛剛發(fā)到網(wǎng)上的文章“十年之后議規(guī)程—復(fù)習(xí)JJG639-1998”。

[ 本帖最后由 duomeiti 于 2009-3-22 23:36 編輯 ]

每次看到牛老的文章，敬佩之情油然而生。在此高齡仍然堅(jiān)守在科學(xué)技術(shù)第一線，毫不保留地為醫(yī)學(xué)計(jì)量服務(wù)，實(shí)在令人欽佩。注意保重身體，大家需要您。
本人八十年代時(shí)，曾經(jīng)參與過毫瓦級(jí)、瓦級(jí)超聲功率計(jì)、超聲換能器綜合測(cè)試系統(tǒng)等計(jì)量工作標(biāo)準(zhǔn)的研發(fā)工作，其中就用到您研發(fā)的吸聲尖壁。現(xiàn)在由于客觀原因，沒有繼續(xù)從事此項(xiàng)專業(yè)，但是對(duì)有關(guān)聲學(xué)技術(shù)的新進(jìn)展仍然關(guān)注和感到高興。你讓大家重新學(xué)習(xí)JJG639—1998，對(duì)于從事醫(yī)學(xué)計(jì)量的同行很有指導(dǎo)和現(xiàn)實(shí)意義。謝謝提供這樣詳實(shí)的資料。

喬浩同志：
    你好！掛在網(wǎng)上的文章“十年之后議規(guī)程—復(fù)習(xí)JJG639—1998”就是我發(fā)表在《中國(guó)計(jì)量》雜志2009年第2期的那篇文章，上網(wǎng)時(shí)我將題目改成了現(xiàn)在的樣子。該文對(duì)基層計(jì)量所的專業(yè)人員很有價(jià)值，請(qǐng)將其納入你搞的資料匯總中，并希望計(jì)量傳播，讓更多的人知道和閱讀。另外，你是河南省平頂山市所的嗎？如是，請(qǐng)問劉印海先生現(xiàn)狀如何，望告。                            牛鳳岐               2009-04-22

在中國(guó)計(jì)量上已拜讀過多篇牛教授文章.研讀這樣的計(jì)量精品文章,是一種享受.

哦，以前檢定時(shí)還是有很多不規(guī)范的地方，還得不斷跟老前輩學(xué)習(xí)啊！謝謝啦，有提高！！

B超-彩超儀器中目前所配超聲探頭的用途、外形、結(jié)構(gòu)、工作方式和圖像特征
(對(duì)計(jì)量論壇中相關(guān)提問的答復(fù)，請(qǐng)下載閱讀，不清再問)—牛鳳岐，2009-4-12

一.機(jī)械扇(形)掃(描)探頭
1.用途：早期通用于腹部和心臟超聲檢查，現(xiàn)幾乎僅用于眼科A/B超。
2.外形：手持柄部為圓柱形，接觸人體的部分為半球形。為表示其內(nèi)換能器掃描方向，往往將球冠兩側(cè)切成較淺的平臺(tái)。因有電機(jī)機(jī)械驅(qū)動(dòng)，會(huì)有不同程度的震動(dòng)感和噪聲。
3.結(jié)構(gòu)：端部為一用透聲塑料制成的充油腔體，其內(nèi)為一個(gè)或多個(gè)（不超過三個(gè)）單元式超聲換能器；柄內(nèi)為驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
4.工作方式：采用一個(gè)單元式換能器時(shí)，系由電機(jī)驅(qū)動(dòng)其作機(jī)械擺動(dòng)，使聲束掃描而成平面，從而實(shí)現(xiàn)超聲波束對(duì)耦合位置下方組織、器官的發(fā)射和接收，采集、處理回波信號(hào)，并以圖像形式顯示掃描平面內(nèi)的生理結(jié)構(gòu)。采用三個(gè)單元式換能器時(shí)，則由電機(jī)驅(qū)動(dòng)繞軸旋轉(zhuǎn)，輪流發(fā)射-接收超聲波，其聲線更均勻，但造價(jià)更高，故很少采用。
5.圖像特征：稍有缺損的扇形，缺損表現(xiàn)為無“扇軸”部分。
6．關(guān)于環(huán)陣：是最高檔的機(jī)械扇掃探頭，其晶片被切割成若干同心圓，按照陣列方式工作實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)聚焦，因制造復(fù)雜、價(jià)格較貴且已有更先進(jìn)探頭，很少使用。
二．平面線陣
1.用途：凸陣出現(xiàn)之前，是腹部檢查的主力，頻率大多為3.5MHz；凸陣出現(xiàn)并成為腹部檢查主力后，主要用于小器官和表淺組織檢查，頻率一般在5MHz~7.5MHz(甚至9MHz)。
2.外形：幾乎均為長(zhǎng)方形，其長(zhǎng)邊為輻射面(晶片)長(zhǎng)邊方向。
3.結(jié)構(gòu)：與人體耦合的一面為其核心部分，表層為聲透鏡，向里依次為匹配層(幾乎均為兩層)、壓電晶片、背襯，殼內(nèi)大多有前放電路，外殼為塑料鑄塑，內(nèi)有電屏蔽層。壓電晶片不是整片，而是被切割成數(shù)十至數(shù)百個(gè)小窄條，稱為陣元，陣元間以吸聲較強(qiáng)的橡膠相隔。
在普通的一維探頭中，沿晶片短邊方向不作切割；但在1.25、1.5、1.75維探頭中，沿晶片短邊方向也切成若干條，也有電子聚焦。
4.工作方式：以多個(gè)(一般是10個(gè))陣元為一組發(fā)射和接收超聲波束，通過遞推錯(cuò)位組合和電子開關(guān)切換，實(shí)現(xiàn)聲束沿晶片長(zhǎng)邊方向的掃描，利用人眼的“視覺暫留”特性，看似所有陣元都在發(fā)射和接收，由聲線構(gòu)成掃描平面。
5.圖像特征：圖像均為矩形，其中顯示的是耦合位置下方組織和器官的解剖結(jié)構(gòu)。
三．凸陣
1．用途：R(晶片曲率半徑)在30mm以上者，用于腹部檢查；小R(10~20mm，醫(yī)生們多稱微凸)者用于心臟檢查。
2．外形：輻射面(與人體的耦合面)為向外凸出的弧形，R指其曲率半徑(具體取法見我在2009年第2期《中國(guó)計(jì)量》上的文章)。
3．結(jié)構(gòu)：從表層聲透鏡至內(nèi)部結(jié)構(gòu)均與線陣相同，差別僅在晶片形狀。
4．工作方式：工作方式與線陣相同。
5．圖像特征：因陣元呈弧形分布，致使圖像成為扇形，目的在擴(kuò)大中遠(yuǎn)區(qū)視野。該扇形的特征是“無扇骨部分，只有扇面”。
四．相控陣
1．用途：用于彩超中作心血管彩色血流成像，因該圖像是鑲嵌(疊加)在解剖結(jié)構(gòu)的灰階圖像上的，故黑白、彩色圖像及多普勒頻譜是利用該同一探頭的不同工作模式獲得。
2．外形：其外形很像是輻射面接近正方形的平面線陣。
3．結(jié)構(gòu)：從表層的聲透鏡至內(nèi)部結(jié)構(gòu)均與線陣相似。
4．工作方式：在灰階成像和脈沖多普勒彩色血流成像中，其所有陣元同時(shí)參與聲束發(fā)射和接收。在連續(xù)波頻譜多普勒工作模式中，是半數(shù)并聯(lián)發(fā)射，另半數(shù)并聯(lián)接收。與線陣、凸陣只有電子聚焦中采用延遲線不同，相控陣有兩組延遲線，一組負(fù)責(zé)多段電子聚焦，另一組負(fù)責(zé)波束方向偏轉(zhuǎn)(類似汽車的方向盤和艦船的舵)，從而實(shí)現(xiàn)聲束的扇形掃描，故稱電子扇掃。
5．圖像特征：圖像呈扇形，突出特征是“無缺損”。
五．彩超中彩色血流成像所用探頭
    相控陣、凸陣、線陣乃至機(jī)械扇掃探頭都能實(shí)現(xiàn)脈沖多普勒彩色血流成像和獲得脈沖多普勒頻譜，但只有相控陣能夠獲得連續(xù)波多普勒頻譜，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)高速(超過奈奎斯特極限)血流信號(hào)的檢出和測(cè)量。

牛鳳岐：有關(guān)醫(yī)用超聲儀器檢定規(guī)程制修訂的兩條重要消息

最近，有兩項(xiàng)涉及醫(yī)用超聲儀器計(jì)量檢定規(guī)程制定和修訂的計(jì)劃獲得國(guó)家主管部門批準(zhǔn)。其中，一項(xiàng)是超聲經(jīng)顱多普勒血流儀(TCD)檢定規(guī)程的制定，另一項(xiàng)是B超(含彩超中黑白超部分)檢定規(guī)程JJG639—98的修訂。前者起草單位為中國(guó)科學(xué)院聲學(xué)所、解放軍總后藥械檢驗(yàn)所、武漢國(guó)家醫(yī)用超聲儀器監(jiān)督檢測(cè)中心(現(xiàn)已劃入湖北醫(yī)療器械監(jiān)督檢測(cè)所)，由牛鳳岐教授牽頭；后一項(xiàng)的主要起草單位為中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院和中科院聲學(xué)所，參加起草單位有湖北、河南、吉林三省計(jì)量院。需要告知計(jì)量界同道們的是：
(1)對(duì)于前一項(xiàng)，涉及被檢儀器性能部分，可資參考的技術(shù)文件為對(duì)應(yīng)的醫(yī)藥行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YY0593—2005(武漢檢測(cè)中心等起草)和彩超醫(yī)藥行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(武漢檢測(cè)中心、中科院聲學(xué)所與幾家企業(yè)起草)報(bào)批稿。由于彩超儀器是由二維灰階成像(黑白超)、頻譜多普勒和彩色血流圖三大部分構(gòu)成，故TCD所用標(biāo)準(zhǔn)器“多普勒體模與仿血流控制系統(tǒng)”(如KS205D-1型)，也就是彩超檢測(cè)所用，技術(shù)條件建設(shè)具有長(zhǎng)遠(yuǎn)意義。
(2)對(duì)于后一項(xiàng)，涉及被檢儀器性能部分，可資參考的技術(shù)文件為B超國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB10152的2008年修訂本報(bào)批稿和醫(yī)藥行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YY/T0162.1的2008年修訂本報(bào)批稿。值得注意的是，在GB1052的2008年報(bào)批稿中，比1997年版本更加詳盡地規(guī)定了對(duì)多用超聲體模(如KS107BD和KS107BG型)的技術(shù)要求，同時(shí)規(guī)定了對(duì)切片厚度體模、二維-三維體模的技術(shù)要求，它們既與國(guó)際接軌，又已在國(guó)內(nèi)形成體系，標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)被檢設(shè)備的各項(xiàng)量化要求，都是指采用國(guó)產(chǎn)體模的測(cè)量結(jié)果，故不存在KS107系列多用體模報(bào)廢、過時(shí)的問題。如有變化，只會(huì)是增加技術(shù)指標(biāo)，從而相應(yīng)地添置新類型(如切片厚度和二、三維)體模。
(3)在被檢設(shè)備的聲輸出方面，兩項(xiàng)規(guī)程都是以GB9706.9—2008和GB16846為參照。但比較難辦的是，兩項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)中要求的峰值負(fù)聲壓、空間峰值時(shí)間平均聲強(qiáng)和輸出波束聲強(qiáng)，都不是利用功率計(jì)及在醫(yī)院現(xiàn)場(chǎng)所能檢測(cè)的。即使將功率計(jì)都改購(gòu)國(guó)外開放式水槽的(如DT-1型)并加裝掩模，自作主張地將目前所測(cè)的“空間平均時(shí)間平均聲強(qiáng)”改稱為“輸出波束聲強(qiáng)”，測(cè)完了也頂多對(duì)低輸出和中輸出者給個(gè)不痛不癢的說法，而對(duì)高輸出的、具有聲輸出指數(shù)顯示功能者則無話可說。對(duì)此，計(jì)量界都應(yīng)予以考慮。
(4)對(duì)于這兩類設(shè)備乃至彩超，按照技術(shù)監(jiān)督部門所給定義，真正屬于計(jì)量問題的技術(shù)參數(shù)是縱向-橫向幾何誤差、二維-三維測(cè)量誤差和血流速度準(zhǔn)確度(即在臨床上對(duì)人體生理、病理參數(shù)進(jìn)行測(cè)量的那些)。而醫(yī)院和醫(yī)生關(guān)心的，對(duì)于黑白超，是空間分辨力、探測(cè)深度和幾何測(cè)量準(zhǔn)確度，對(duì)于彩超和頻譜多普勒，是(血流)探測(cè)深度和流速準(zhǔn)確度。在歐美國(guó)家的在用醫(yī)療器械質(zhì)量保證檢測(cè)中，都是只測(cè)性能，從未聞帶著功率計(jì)到醫(yī)院現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)聲輸出的。其原因，一是無法在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)現(xiàn)，二是儀器越舊者聲輸出越低，既然新的合格，舊的更沒問題，而性能恰恰相反，儀器越舊的越差，必須予以檢測(cè)監(jiān)管。

JJG639規(guī)程修訂必須考慮的一個(gè)重要問題
    前些時(shí)候我曾向大家通報(bào)說，國(guó)家主管部門已經(jīng)批準(zhǔn)了對(duì)B超檢定規(guī)程JJG639進(jìn)行修訂的計(jì)劃。但其制定、修訂和執(zhí)行是涉及全國(guó)的問題，不能捂起來進(jìn)行，而其中首先需要考慮的就是聲輸出的測(cè)量。如以前所告，現(xiàn)行規(guī)程中的這一部分在制定時(shí)就已經(jīng)落后于國(guó)際和國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)，歷經(jīng)十年之后更加嚴(yán)重。按照道理和慣例，規(guī)程是從標(biāo)準(zhǔn)借用來的，而今日能夠供JJG639修訂借用的，就是GB16846《超聲診斷設(shè)備聲輸出公布要求》和GB9706.9—2008《超聲診斷和監(jiān)護(hù)設(shè)備專用安全要求》，于是就出現(xiàn)了如下的問題：(1)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定測(cè)量的主要項(xiàng)目是峰值負(fù)聲壓、空間峰值時(shí)間平均聲強(qiáng)和輸出波束聲強(qiáng)，其測(cè)量手段是作為大型固定設(shè)備的水聽器聲場(chǎng)掃描系統(tǒng)；而現(xiàn)行規(guī)程中規(guī)定和利用功率計(jì)測(cè)量的，實(shí)際是空間平均時(shí)間平均聲強(qiáng)，幾乎不見于現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，測(cè)了也不能說明任何問題和作出任何結(jié)論；(2)當(dāng)今普遍應(yīng)用的凸陣和相控陣，其各條聲束是扇形分布的，是不符合輻射力法測(cè)量聲功率的基本原理的，為糾正這一錯(cuò)誤，IEC基于美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)提出了測(cè)量“有界聲功率”的概念，并借助于掩模測(cè)量之，而國(guó)內(nèi)用量最大的封閉和側(cè)入式功率計(jì)卻無法進(jìn)行這種“改造”，而且即使改造了，更換為進(jìn)口的了，也因不能測(cè)量規(guī)定的指標(biāo)而歸為無用。(3)近聞，有的省級(jí)計(jì)量院所正在招標(biāo)采購(gòu)由國(guó)家基準(zhǔn)向省內(nèi)工作功率計(jì)進(jìn)行傳遞和校準(zhǔn)的專用系統(tǒng)，從上述情況看，顯然應(yīng)該慎重從事。

全國(guó)醫(yī)用超聲計(jì)量界的朋友們：
    大家好！在新年、春節(jié)即將來臨之際，請(qǐng)?jiān)试S我向大家表示衷心的祝福！祝各位身體健康、事業(yè)興旺、闔家幸福安康！祝咱們的民間計(jì)量論壇辦得更加紅火，吸引更多參與者，發(fā)揮更大作用，成為名副其實(shí)的中國(guó)第一公眾計(jì)量園地！

                                            牛鳳岐              2009-12-20

雖未見過牛教授，但牛教授的敬業(yè)精神和熱心傳播專業(yè)知識(shí)的態(tài)度很是讓人欽佩，牛教授的博客我也常看，學(xué)到了不少專業(yè)知識(shí)，對(duì)我們這些工作在計(jì)量檢定一線的檢定員來說，真正是受益非淺！

希望多看到牛教授的帖子！

牛教授的敬業(yè)精神和熱心傳播專業(yè)知識(shí)的態(tài)度很是讓人欽佩！

回復(fù) 1# 牛鳳岐


    我是計(jì)量檢定方面一個(gè)新兵，看到牛老師的帖子，我真是像獲得寶貝一樣，解決了我太多的疑惑，謝謝牛老師了！！希望您在百忙中多發(fā)一些帖子，讓我們得到提高！

感謝老前輩的文章，學(xué)習(xí)了。

謝謝牛老的文章，讓像我這樣的新手可以一步一步的走進(jìn)計(jì)量的大家庭中

看了您的文章，我能解決不少懵懂的問題

有幸和牛老師有過一次會(huì)面。 。 。   還要感謝牛老師的悉心指導(dǎo)。

看過新的規(guī)程的討論稿。。。 覺得太浮云了，，，幾乎沒有操作性。。。按新規(guī)程討論稿來看的話，B超現(xiàn)場(chǎng)是不可以檢了。
缺少牛老師執(zhí)刀的規(guī)程變得不倫不類。

我們計(jì)量所正準(zhǔn)備上項(xiàng)目，規(guī)程改了，這設(shè)備上啥就難說了，令人郁悶的政府采購(gòu)，效率低下，等來設(shè)備了就到了2012下半年了，那時(shí)候新的B超檢定規(guī)程無論合理的也好，不合理的也罷應(yīng)該出臺(tái)了，買了這堆儀器能用的上么？

牛教授，牛人 學(xué)習(xí)謝謝

看了之后，受益匪淺啊，在計(jì)量這條道路上要更加努力地走下去！

受益匪淺 非常感謝！

牛教授很敬業(yè)。。非常佩服。

記得很多年年，王二小就被日本鬼子殺害了！····~~~~~

哦，他是王小二！

向牛教授問好！