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1、超声灵敏度怎样表示
您也许说,这个问题太简单了!超声灵敏度不就是用反射体尺寸+衰减器值改变量(或增益值改变量)表示吗,例如φ2×40-18dB,φ1×6-9dB,等等。但请注意,这样的说法实际上是不全面,还缺一项,那就是“最大探测深度处的波高”。
以前不使用面板曲线时,超声检测的灵敏度调节方法是:先把“最大探测深度处”反射体回波找到,调节到屏幕的较高位置,例如80%或60%,然后按照标准规定值-18dB(-9dB),就OK了;后来使用面板曲线了,制作DAC曲线时,为了使靠前一段的曲线能够显示出来,不得不把曲线末端,即“最大探测深度处的波高”降低,降低多少呢?有时降低到40%,有时降低到20%,甚至有降到10%的。
请注意,不使用DAC和使用DAC的检测灵敏度是不一样的,如果前者“最大探测深度处的波高”是80%,后者曲线末端是20%,两者的灵敏度差了多少?差12 dB!另外还要注意,即使都是使用DAC曲线,曲线末端在40%或20%,两者灵敏度也不一样,相差多少?差6 dB。
2、DAC和TCG
DAC曲线又称距离-波幅曲线,多年来一直在用,是我们最熟悉的东西;TCG又称时间-增益修正(time corrected gain),其功能是对不同声程处相同尺寸反射体的回波进行增益修正,使之达到相同幅值。修正后得到的是一条直线,即所有深度的相同直径的横孔的反射波高都是一样的。
普通数字机大多数不配置TCG功能,但也不是完全没有。记得上世纪八、九十年代我们团队研发数字超声仪时是开发了此项功能的,可能是因为标准没有提及,结果没有得到流行而渐渐消亡了。TCG比DAC好,其优点包括:(1)因为所有深度的相同直径的横孔的反射波高都是一样的,所以TCG是一条直线,不像DAC是近高远低的曲线,在屏幕上显示不完全,顾得了头就顾不了尾;(2)由于TCG直接动用增益进行补偿,所以近处的检测灵敏度自动降低,远处的检测灵敏度自动提高,不但波形观察方便,而且实际的检测灵敏度比DAC高。
3、相控阵技术使用TCG的意义
相控阵技术是要成像的,其图像中的颜色与信号波幅相关(图1)。模数转换器根据信号波幅高低把数字信号像素转换成不同彩色,从低波幅的浅蓝到高波幅的深红。这样一来,到达转换器输入端的信号必须是经过TCG处理的,请想一想,如果不进行TCG处理,图像的近处将偏红而远处将偏蓝,我们将无法根据色彩判断信号幅度的大小,图像色彩的显示就没有意义了,所以TCG对相控阵成像是至关重要的。
4、常规超声的扫查灵敏度和相控阵超声的扫查灵敏度
制订相控阵标准,相控阵超声的扫查灵敏度是否要与常规超声的扫查灵敏度规定的完全一致?
现在看来,不需要也无法使两者规定完全一致。一是相控阵的TCG与常规超声的DAC不同,无法做到两者规定一致;二是TCG的远处信号增益一般要比DAC高,无缺陷漏检或灵敏度不够之虞;三是常规超声检测时通过观察闪动的波形来发现缺陷,高波幅信号比低波幅信号在闪动中更容易被捕捉,所以设置足够高的扫查灵敏度相对重要。而相控阵检测是根据记录和图像,在离线状态下通过数据判读来检出缺陷,不存在观察闪动波形问题。对图像质量和观察效果来说,信噪比是更重要的参数。
图1 A显示中信号波幅与B显示中信号色彩的关系
2月23日补遗:由于相控阵扫查多采用沿线扫查,不采用锯齿扫查,而且采集信号过程中不寻找缺陷最高波,结果必然是:相控阵方法得到的缺陷回波信号的波幅低于(或等于,但不会大于)常规超声方法。从这一点说,相控阵标准如果规定设置扫查灵敏度,应比常规超声高。
2月29日补遗:到目前为止,所有国际国内相控阵标准都没有灵敏度设置的具体规定,说明这是一个棘手的难题。