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一．概述
KS107QN-4B型腔內(nèi)掃查超聲體模，系超聲傳播特性方面模仿組織的人體物理模型。由超聲仿組織材料(Ultrasonically Tissue-Mimicking Material，簡稱TM材料)和嵌埋于其中的多種測試靶標(biāo)（包括靶線、仿囊腫、仿結(jié)石、仿腫瘤）以及聲窗、外殼、指示性裝飾面板等構(gòu)成的測試裝置。
體模上面板中心位置開有兩個內(nèi)徑為10mm的腔內(nèi)探頭掃查通孔，用以插入腔內(nèi)探頭進(jìn)行超聲掃查，專用于考察配接腔內(nèi)超聲探頭的B超影像裝置的影像特性參數(shù)，包括盲區(qū)、側(cè)向（橫向）分辨力、軸向（縱向）分辨力、側(cè)向幾何位置精度、軸向幾何位置精度以及仿病灶的直徑誤差。體模左右側(cè)面板開有用于進(jìn)行回撤方向分辨力及回撤方向幾何位置精度測量的探查孔通道，內(nèi)徑為10mm。體模外觀及內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。
二．基本結(jié)構(gòu)
圖1 KS107QN-4B型超聲體模外觀及內(nèi)部示意圖
1．四壁和底由有機玻璃加工組裝而成，四壁外表面貼有指示和裝飾用的塑料薄膜面板；
2．外形尺寸為210mm（長）×140mm（寬）×66mm（高）；
3．底板開有直徑36mm的圓孔并用直徑為50mm、厚度為2mm的橡膠薄片封閉，作為注射保養(yǎng)液和除氣的通道；
4. 體模內(nèi)充有符合國家標(biāo)準(zhǔn)要求的TM材料作為標(biāo)準(zhǔn)傳聲媒質(zhì)。
5. 體模上面板距離聲窗60mm及120mm處中心開直徑均為φ10mm的腔內(nèi)探頭探查孔通道，該通道為通孔通道，探頭可以插入孔內(nèi)進(jìn)行超聲掃查。體模左右側(cè)面板開有用于可以進(jìn)行回撤方向分辨力及回撤方向幾何位置精度測量的內(nèi)徑為10mm的探查孔通道。該通道為貫穿左右面板的通道，腔內(nèi)探頭可以從左右側(cè)面板插入進(jìn)行掃查。
6．線靶系統(tǒng)
TM材料中嵌埋有以下靶群，其分布如圖2所示，計有：
（1） O1-O3探查孔。
體模上面板開有兩個直徑為φ10mm的探查孔，其位置分別位于面板的上半部分中心及下半部分中心。探查孔O1周圍布置有軸側(cè)向分辨力靶群，側(cè)向靶群，縱向靶群。探查孔O2周圍布置有盲區(qū)靶群、成像幾何畸變靶群、仿囊性病灶、仿腫瘤病灶、仿囊與仿結(jié)石病灶。探查孔O3位于體模左右兩側(cè)面板，用于回撤方向分辨力及回撤方向幾何位置精度測量。該通道為貫穿左右面板的通道，腔內(nèi)探頭可以從左右側(cè)面板插入進(jìn)行掃查。
（2） A：盲區(qū)靶群。
盲區(qū)靶群布置在探查孔O2周圍，共8根靶線，每隔45°設(shè)置一個，設(shè)置深度由中心探頭探查孔O2邊緣正上方1 mm開始，以1mm為步徑，分別為1、2、3、4、5、6、7、8mm。
（3） B1—B4: 軸側(cè)向分辨力靶群。
軸側(cè)向分辨力靶群布置在探查孔O1周圍，其側(cè)向分支分別距中心探查孔O1邊緣5，10，20，30mm的圓弧上，即B1和B2、B3、B4四組靶群，各靶線分布于圍繞探查孔中心半徑為10mm、15mm、25mm、35mm的圓弧上。兩相鄰靶線中心側(cè)向間距（兩靶線之間的間距弦長）依次為3，2，1，0.5mm。
該靶群其軸向分支中兩相鄰靶線均在以中心探查孔圓心為圓心的半徑上，相鄰靶線靶線中心距探查孔中心半徑差值分別為0.5，1，2，3mm。以位于探查孔中心半徑為10mm即探查孔邊緣5mm的軸側(cè)向分辨力為例，軸側(cè)向分辨力靶群分布示意圖如圖3所示。此處軸測向分辨力靶群中靶線間隔均為靶線直線距離，側(cè)向分辨力靶群中靶線間隔為弦長（非圓弧弧長）。
（4） C1─C3：側(cè)向靶群(用于考察側(cè)向（橫向）幾何位置精度)
側(cè)向靶群布置在探查孔O1周圍，分別位于距中心探查孔上半部邊緣5mm，10mm，30mm處，其中C2─C3靶群中靶線中心側(cè)向距離（兩靶線之間的直線距離）為10mm。C1靶群中靶線中心側(cè)向距離（兩靶線之間的直線距離）為5mm。靶線分布于圍繞探查孔中心半徑為10mm、15mm、35mm的圓弧上。5mm處的側(cè)向靶群由探查孔左側(cè)水平位置起呈半圓狀分布，共5個靶點，10mm處的側(cè)向靶群C2由探查孔左側(cè)水平位置起呈半圓狀分布，共4個靶點。30mm處的側(cè)向靶群C3由探查孔左側(cè)水平位置起呈半圓狀分布，共10個靶點。
（5） D1─D2：縱向靶群
縱向靶群D1布置在探查孔O1周圍，位于含靶線6條，位于距中心探查孔O1左側(cè)邊緣5、10、20、30、40、50mm處。
縱向靶群D2布置在探查孔O1周圍，共含靶線4條，位于距中心探查孔O1正下方邊緣5、10、20、30mm處。
（6） J：圖像幾何畸變靶群
圖像幾何畸變靶群布置在探查孔O2周圍，位于含靶線4條，分別位于距中心探查孔O2邊緣10mm處上下左右成正方形的四個頂點上。
（7） H1─H4：探查孔回撤方向分辨力靶群
回撤方向分辨力為了考察換能器沿探查孔軸向方向回撤時，能夠顯示出兩個清晰回波信號的兩靶線之間的最小間距。回撤分辨力靶群布置在探查孔O3附近。H1─H4靶群位于距中心探查孔O3邊緣5、10、15、20mm處。每組靶群的分辨力自探查孔從內(nèi)向外分別為3，2，1，0.5mm。
（8） H5─H6：聲窗回撤方向分辨力靶群
聲窗回撤方向分辨力靶群H5─H6靶群分別布置在聲窗下5mm及10mm深度處。H5靶群的分辨力自聲窗從右向左分別為3，2，1，0.5mm，H6靶群的分辨力自聲窗從左向右分別為3，2，1，0.5mm。該組靶群也可作為線陣超聲探頭的側(cè)向分辨力靶群使用。
（9） I1─I2：探查孔回撤方向幾何位置精度靶群
回撤方向幾何位置精度靶群布置在探查孔O3附近。I1靶群位于距中心探查孔O3通道邊緣5、10mm處，I2靶群位于距中心探查孔O3通道邊緣15、20mm處。每組靶群的靶線間距為5mm。
（10） I3：聲窗回撤方向幾何位置精度靶群
聲窗回撤方向幾何位置精度靶群I3靶群布置在聲窗下5mm、15mm、25mm深度處。I3靶群的靶線間距為5mm。
圖2 KS107QN-4B型體模探查孔、靶線及模擬病灶分布
7．模擬病灶
（1）E1—E3：仿囊
仿囊E1—E3布置在探查孔O2周圍，嵌埋有囊性模擬病灶3個，均為圓柱形，直徑分別為2，4，6mm，柱軸均與靶線平行，軸心分別位于距離中心掃查孔正上方邊緣5，10，30mm處。
（2）F仿腫瘤，
仿囊E1—E3布置在探查孔O2周圍，位于中心掃查孔O2右下側(cè)位置，仿腫瘤軸心距離中心掃查孔邊緣10mm處，呈圓柱形，直徑5mm，柱軸與靶線平行。
（3）G仿囊與結(jié)石，
仿囊與結(jié)石，布置在探查孔O2周圍。仿囊呈圓柱形，位于中心掃查孔O2左下側(cè)水平位置，距離中心掃查孔邊緣5~15mm之間，直徑10mm，柱軸與靶線平行。仿結(jié)石為不規(guī)則形，位于囊之中腰，最大尺寸約4─6mm。
圖3 KS107QN-4B型體模 軸側(cè)向分辨力靶群分布示意圖
三．技術(shù)特性
參照國家標(biāo)準(zhǔn)GB10152—2009中通用體模技術(shù)要求本體模技術(shù)參數(shù)為：
1.TM材料聲速：(1540±10)m/s(23±3℃)
2.TM材料聲衰減系數(shù)斜率：(0.70±0.05)dB/cm/MHz(23±3℃)
3.尼龍靶線直徑：(0.1±0.02)mm
4.尼龍靶線位置公差：±0.05mm
四．使用方法
1. KS107QN-4B型腔內(nèi)掃查超聲體模由于其掃查結(jié)構(gòu)為介入式掃查，所以需特別注意垂直插入探頭，以免損毀掃查腔內(nèi)TM材料。
因其探查孔為通孔，所以推薦兩種準(zhǔn)備模式備選。
（1） 可以待腔內(nèi)超聲探頭插入后，將一側(cè)體模的孔用透明膠帶封住，平置于水平桌面，在掃插孔周圍倒入適量保養(yǎng)液。或先用膠帶封住一側(cè)體模探查孔，在另一側(cè)倒入保養(yǎng)液，再緩緩插入探頭。以不損傷內(nèi)部材料為原則，選取適宜方式進(jìn)行掃查。
（2） 選取一大小適宜的容器，倒入大量超聲保養(yǎng)液，將體模整體水平置于容器內(nèi)，底部略微架空，保養(yǎng)液液面超過體模上表面。此時再垂直緩緩插入腔內(nèi)超聲探頭，準(zhǔn)備開始超聲掃查。
2.按規(guī)定程序開啟被測儀器。
3.將被測儀器探頭插入探查孔，并保持保養(yǎng)液充盈，掃查聲路良好耦合。記下探頭型號、掃描方式和工作頻率。
4.(最大)探測深度測量
(1)將探頭對準(zhǔn)縱向靶群。
(2)提高總增益，調(diào)高STC，提高遠(yuǎn)場增益，近場增益調(diào)至適當(dāng)。
(3)提高對比度（對可調(diào)者，下同）至適當(dāng)程度。
(4)提高亮度（對可調(diào)者，下同），但以全屏幕上無散焦和光暈
為限。
(5)聚焦調(diào)節(jié)（對可調(diào)者，下同）置遠(yuǎn)場聚焦或多段、全深度同時聚焦?fàn)顟B(tài)。
(6)通過上述調(diào)節(jié)，獲得被檢儀器所能達(dá)到的最大深度范圍內(nèi)的均勻畫面。
(7)微動探頭，讀取所觀測到的最大深度靶線所在深度(mm)，即為（最大）探測深度。
5.盲區(qū)測量
(1)將探頭對準(zhǔn)盲區(qū)靶群，若不能一次覆蓋全部，則轉(zhuǎn)動探頭分段觀測之。
(2)適當(dāng)降低總增益、近場增益和亮度，減弱TM材料背向散射點，使靶線圖像清晰可見。
(3)聚焦調(diào)節(jié)置近場聚焦?fàn)顟B(tài)。
(4)讀取所能觀測到的最小深度靶線所在深度(mm)，即為盲區(qū)。
6.(閾值)側(cè)向分辨力測量
(1)將探頭對準(zhǔn)某個側(cè)向分辨力靶群或軸側(cè)向分辨力靶群的側(cè)向分支。
(2)降低總增益，根據(jù)靶群所在深度減弱TGC(或STC、DGC)。
(3)降低亮度。
(4)保持較高的對比度。
(5)聚焦調(diào)節(jié)置于或靠近被檢靶群所在深度或置于多段、全深度同時聚焦?fàn)顟B(tài)。
(6)通過上述調(diào)節(jié)，將所測深度附近TM材料背向散射光點隱沒，并保持靶線圖像清晰可見。
(7)讀取所能分辨(即靶線圖像之間亮度與背景相同)的最小靶線間隙(mm)，即為該深度處的(閾值)側(cè)向分辨力。
7.(閾值)軸向分辨力測量
(1)將探頭對準(zhǔn)某個軸向分辨力靶群或軸側(cè)向分辨力靶群的軸向分支。
(2)被檢儀器調(diào)節(jié)同“(閾值)側(cè)向分辨力測量"，在檢測完某深度側(cè)向分辨力后，即刻檢測同深度軸向分辨力。
(3)讀取所能分辨的最小靶線間隙(mm)，即為該深度處的軸向分辨力。必須注意，由于遮擋效應(yīng)的存在，有時需將增益、亮度適當(dāng)提高，方可看清KS107QN-4B型體模中的1mm及0.5mm間隙。
8.軸向幾何位置示值誤差(精度)測量
(1)將探頭對準(zhǔn)縱向靶群。
(2)將總增益、TGC(或STC、DGC)、對比度、亮度均調(diào)至中等。
(3)聚焦調(diào)節(jié)置多段或全深度聚焦?fàn)顟B(tài)。
(4)通過上述調(diào)節(jié)，在較弱的TM材料背向散射光點背景上獲得清晰的縱向靶群圖像。
(5)將圖像凍結(jié)，在有效探測深度范圍內(nèi)，用電子游標(biāo)依次測量每相距20mm（因整體掃查范圍較小，也可考慮10mm間距測量）的兩靶線圖像中心距離(mm)，以其中與20mm（10mm）偏差最大者求取相對誤差(％)，即為軸向幾何位置示值誤差(精度)。
9.側(cè)向幾何位置示值誤差(精度)測量
(1)將探頭對準(zhǔn)側(cè)向靶群C1\C2。
(2)將總增益、TGC(或STC、DGC)、對比度、亮度調(diào)至中等。
(3)聚焦調(diào)節(jié)置于或靠近橫向靶群所在深度或置于多段、全深度聚焦?fàn)顟B(tài)。
(4)將圖像凍結(jié)，用電子游標(biāo)依次測量每相距20mm（或10mm）的兩靶線圖像中心間距(mm)，以其中與20mm（或10mm）偏差最大者求取相對誤差(％)，即為橫向幾何位置示值誤差(精度)。
10.觀察模擬病灶
(1)將探頭對準(zhǔn)感興趣的模擬病灶。
(2)調(diào)節(jié)增益、TGC(或STC、DGC)、對比度、亮度調(diào)至最佳狀態(tài)。
(3)聚焦調(diào)節(jié)置于或靠近該病灶所在深度聚焦或多段、全深度聚焦?fàn)顟B(tài)。
(4)通過上述調(diào)節(jié)，獲得與臨床診斷相似的TM材料背向散射圖像，并在此背景上觀察模擬病灶圖像，其特征分別為：
a.囊腫：內(nèi)部為沒有光點的黑洞，臨床上稱為“無回波區(qū)"；后方背向散射光點比同深度兩側(cè)圖像更亮，臨床上稱為“后方增強"。必要時可用電子游標(biāo)測量其縱向或橫向直徑(mm)，并與設(shè)計值比較，求取相對誤差(％)。
b.結(jié)石：本身圖像為強反射光團，后方背向散射光點被隱沒于一黑暗帶中，臨床上稱為“后方聲影"。
c.腫瘤：圖像為比背景更粗、更亮的光點區(qū)，輪廓呈圓形。
11.測量完畢，如果體模背面粘貼膠紙，請先去除膠紙后再緩緩拔出體模內(nèi)掃查的超聲腔內(nèi)探頭。如果采用的是大容器掃查的，體模背面沒有膠紙，可直接緩緩拔出體模內(nèi)掃查的超聲腔內(nèi)探頭，收集好所用的超聲保養(yǎng)液以便下次掃描再次使用。擦干體模表面，將探查孔的兩側(cè)用膠紙粘貼封閉完整，以免內(nèi)部漏液。
注：為避免超聲保養(yǎng)液損傷皮膚（長期大量接觸會使皮膚去油粗糙），如經(jīng)常接觸，建議穿戴薄乳膠手套進(jìn)行操作。超聲保養(yǎng)液嚴(yán)禁入口，少量接觸請盡快用清水洗凈即可。
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