一、声束切片厚度概念

超声成像的基本原理告诉我们:当其频率达数兆赫兹，换能元件孔径达10mm以上时，超声波将在人体组织中成束传播，因而被称为“声束”或“波束”。A超探头和机械扇形扫描式B超探头采用的是单元式换能器，其压电元件为圆片形，声束横截面为圆形；对于平面线阵、凸阵、相控阵探头，声束是由多个阵元并联成一体发射，声束横截面为矩形。我们看到的B超影像，是借助于探头的机械摆动，或借助于电子开关切换，让声束像一把无形的刀一样扫过和剖切人体组织，然后采集和处理所剖切的人体组织断面的信息，最终以图像方式予以展示。声束扫描所形成的平面，称为“扫描平面”，声传播的方向称为“轴向”，声束扫描行进的方向称为“侧向”，垂直于扫描平面的方向称为“俯仰方向”。相应地，声束在扫描方向的尺寸称为“侧向束宽”，在俯仰方向的尺寸称为“俯仰束宽”，即切片厚度。

二、声束切片厚度的定义

众所周知，在IEC文件和我国的国家标准GB10152-2009《B型超声诊断设备》中，3个空间分辨力参数的定义及其与声束参数的关系如下:

(1)轴向分辨力的定义:在体模的指定深度处，沿超声波束轴能够显示为两个回波信号的两个靶之间的最小间距。与之对应的，是发射超声脉冲的半值宽度。位于声束轴线上的两个回波目标，只有当其间距大于半个脉冲宽度时，才能分辨出来。

(2)侧向分辨力的定义:在体模的指定深度处，扫描平面中垂直于超声波束轴的方向上，能够显示两个清晰回波信号的两靶线之间的最小间距。与之对应的是声束的侧向宽度。在扫描平面中，处在与声束轴垂直的直线上的两个回波目标，只有当其间距大于声束的侧向尺寸时，才能分辨出来。

(3)切片厚度的定义:在体模的指定深度处，垂直于扫描平面方向上显示声信息的仿组织材料的厚度。与轴向、侧向分辨力明显不同，切片厚度没有用两个回波目标的思路定义。其原因是:在俯仰方向上，对于间距不同的回波目标，B超图像上只能显示其有无，而不能显示其距离。

三、声束切片厚度的临床意义

B超切片厚度偏大的主要后果是导致局部立体伪像(partial volume artifact)，或称切片厚度伪像、立体平均伪像。比如一囊性病灶或充液器官，当其在垂直于扫描平面方向的尺寸小于超声波束在该方向的尺寸时，B超图像上原本应该无回波的部位，将会有实质性组织的散射回波覆盖在上面，使医生误以为是病变。正因为其重要的临床意义，在高档B超，尤其是具有三维成像功能的产品上，其所配探头的压电晶片，在切片厚度方向也施行了切割，采用了电子聚焦，由1维变成了1.5维，最新的B超国家标准则将其列入强制性要求。

四、检测手段

众所周知，检测二维灰阶图像的轴向、侧向分辨力的标准化方法是借助于超声体模中相应的线靶。但这种方法并不适用于切片厚度检测。在IEC61390∶1996《超声实时脉冲回波系统性能试验方法》和国家标准GB10152-2009中，对切片厚度指标的规定检测设备是切片厚度专用体模，其基本结构如图1所示，即在超声体模的壳体中，斜向安置一块与声窗成指定角度α、表面布满散射体的平板，且散射回波强度明显高于背景仿组织材料。切片厚度体模与低频、高频体模的另一个明显差别是，为确保整个探头下方均为仿组织材料，其侧壁短边的内尺寸不是50mm，而是100mm。GB10152-2009中规定，切片厚度体模所用超声仿组织材料的声学特性与低频(多用型)和高频(小器官型)体模相同，即声速为(1540±10)m/s，声衰减系数斜率为(0.7±0.05)dB/(cm·MHz)；并要求散射面靶层厚度小于0.4mm。

五、检测原理

与轴向、侧向分辨力检测中直接读取靶线间距不同，切片厚度检测采用的是间接法。如图1所示，当将B超探头垂直耦合于声窗表面，令其长边平行于声窗的短边时，所成二维灰阶图像的上部将是背景仿组织材料的均匀散射回波，下部将是一条强散射的亮带。亮带上沿对应的，是声束俯仰剖面一侧与靶面的交线；亮带下沿对应的，是声束剖面另一侧与靶面的交线。由图1可见，亮带沿深度方向的尺寸和声束的俯仰宽度(即切片厚度)，正好是一个直角三角形的两个直角边。由于面靶与声窗平面的夹角α已知，如测得亮带沿深度方向的尺寸x，则声束切片厚度t为 t=x/tanα(1)

六、检测操作步骤

图2是利用国产切片厚度体模检测高频线阵探头切片厚度的照片。体模面板上的白色斜线所示，即散射面靶所在位置及倾斜角度。检测的基本步骤如下:

(1)利用符合GB10152-2009要求的普通低频、加长低频或带有纵向靶群的切片厚度体模，测出配接指定探头时的探测深度。 (2)将该探头垂直耦合于切片厚度体模散射靶上方的声窗上，令探头长边与声窗的短边平行，被检B超屏幕上将显示如图2所示的亮带。 (3)在充分耦合状态下，在声窗表面上由右向左滑移，可看到亮带沿深度方向由上向下平移。

(4)以屏幕上的纵向距离标记为参照，选择1/3、1/2、2/3探测深度处的亮带，分别取得图2所示的B超图像。

(5)利用被测B超的电子游标，分别测出3幅图像上亮带沿深度方向的尺寸x₁、x₂、x₃。

(6)利用式(1)，分别算出3个深度处的声束切片厚度t₁、t₂、t₃。

(7)取三者中最大值作为该主机-探头组合的切片厚度。