某省三甲医院超声诊断设备的分析与比较

袁 怡，丁明跃，谢 斌

某省三甲医院超声诊断设备的分析与比较

袁 怡，丁明跃，谢 斌

目的：调查某省三甲医院超声科使用超声诊断设备的总体情况，为国内超声诊断设备技术方面的发展方向和产品开发提供依据。方法：运用典型调查的方法对某省13所三甲医院超声科2012年的配置及使用情况进行调查，并采用Excel、Minitab软件对其进行分析研究。结果：某省13所三甲医院的设备配置中，进口超声诊断设备占主导地位；国产超声和进口超声之间的技术差异最突出的是彩色成像的质量和系统可靠性。结论：国产超声已基本具备进口彩超的功能，但在技术上尚存在一些不足，质量与系统可靠性方面还有待提高。

三甲医院；超声诊断设备；调查

0 引言

超声影像诊断作为医学临床四大影像技术之一，在临床上具有极其重要的地位和广阔的发展前景。超声诊断设备所具备的功能不同，医生从中获取的生理、病理信息和了解病情的程度也不同[1]。在我国三甲医院中，超声诊断设备的产品型号及技术特点[2]存在着一定的差别，这种差别会直接影响到医生对病情的判断。因此，对全省范围内的超声诊断设备进行系统调查，掌握它们的使用情况是十分必要的。

1 研究目的

为了解三甲医院超声诊断设备的使用情况，笔者在某省开展了本项调查研究，对国内外超声诊断设备进行比较与分析，调查结果与结论有助于我国发展强有力的自主开发队伍的决策，确定优先发展的重点技术与领域。

2 研究内容与方法

根据超声诊断设备的技术指标体系我们建立了标准的调查问卷，并于2012年10月至2013年2月采用典型调查的方式，调查了某省13所三甲医院的情况。调查问卷收集的数据包括以下几个方面：（1）被调查的对象是该医院超声等科室具有超声诊断资质的临床医师；（2）该医院所使用的超声诊断设备的制造厂商及型号规格；（3）该超声诊断设备的主要技术特点、使用频率和重要性；（4）国产超声设备和进口超声设备之间的差异。经过数据核对后，采用Excel 2003进行数据录入，再运用Minitab软件的双样本泊松分布来进行统计分析。当P＜0.05时，说明2个样本之间的显著性差异具有统计学意义。

3 研究结果

3.1 被调查的人员情况

本次被调查的人员是13所三甲医院超声科使用超声诊断设备的医生，从教育水平上看，学历高的

医生居多，硕士研究生及以上的占53.85%；从技术职称上来看，资历高的医生较多，副主任医师及以上技术职称人员占69.23%；从工作年限上看，经验多的医生居多，工作21 a及以上的占53.85%。

3.2 调查设备情况

本次调查的设备是13所三甲医院超声科配置的124台超声诊断设备，主要以进口设备为主，其中国产设备25台，占25%；进口设备99台，占75%。国产设备中，迈瑞品牌的有22台，占88%，占绝对主导地位；进口设备中，GE、飞利浦、西门子品牌的数量位列进口品牌的前3名。由于彩超大都已具备黑白B超的功能，因此，主要配备的都是彩超设备，其中黑白B超19台，占15%；彩超105台，占85%。

3.3 设备的使用情况

本次调查的设备在临床上主要用于腹部、浅表小器官、外周血管、心脏、介入、腔内、妇科、胎儿等部位的常规体检和疾病的筛查。在临床诊断和检查中，与其他的成像系统相比，二维灰阶成像系统、频谱多普勒成像系统和彩色血流成像系统是最常用的成像系统（所有医院都使用），38%的医院经常使用三维成像功能（P=0.038），23%的医院经常使用弹性成像技术（P=0.007），超声功能成像系统分布情况如图1所示。使用最频繁的图像处理技术是矩阵技术（61%）和TruScan平台（46%），有一些技术如减少斑点成像（23%，P=0.007）、超声波断层成像（15%，P= 0.003）、虚拟器官计算机辅助分析（15%，P=0.003）在临床上应用相对较少，超声功能图像处理技术分布情况如图2所示。

图1 超声功能成像系统分布情况

图2 超声功能图像处理技术分布情况

在二维灰阶成像系统中，数字化波束形成技术、组织多普勒被认为是最重要的技术，而复合成像技术和编码激励脉冲波控制成像技术被认为是次要的技术参数；在频谱多普勒成像系统中，脉冲波多普勒血流测量和连续波多普勒血流测量比高脉冲重复频率多普勒更为重要；在彩色血流成像系统中，除彩色增强功能即彩色多普勒能量图不经常用到（38%，P= 0.038）外，其余的包括血流成像方式、彩色血流显示方式、彩色显示帧频、彩色显示角度和彩色显示速度都是常用的技术。除此之外，还有一些技术参数如组织优化及处理技术、测量分析功能等也很关键。

超声诊断设备在临床上的诊断效果很大程度上取决于超声的图像质量。为此，本次重点对显著改善图像质量的技术进行了调查，其重要性分析具体见表1，排在前5位的分别为：成像技术、数字化波束形成技术、增加扫描线的数目、选择低噪声和高增益的放大电路、增加超声发射/接收通道数。

乔-彼 得· 威 特 金（Joel-Peter Witkin） 美国摄影师。他的作品常以死亡、尸体（或尸块）为主题，以诸如侏儒、变性人以及畸形人等各式边缘人物为拍摄对象。他创造的合成场景，常常使人联想到某些宗教故事或经典画作。其作品因题材的惊世骇俗，时常令公众舆论大惊。他的艺术作品常因挑战常规而遭受排挤。

在临床诊断和检查上不经常使用的技术有时域彩色血流图、组织应变成像和彩色多普勒能量图。

表1 改善图像质量技术的重要性分析

4 讨论和建议

4.1 国产彩超存在的不足

与国外高端彩超技术相比，国产高端彩超已基本包含国外设备的功能，但在以下几个方面尚存在不足：

（1）国产彩超二维图像的清晰度及分辨率与国外彩超有较大差距。

（2）国产彩超彩色多普勒及频谱多普勒技术与国外高端彩超尚有较大差距，尤其是低速血流、高速

血流的识别、成像、采样等。

（3）国产超声设备的图像质量随着使用年限的增加而变差。

（5）国产彩超在新技术开发应用方面，如超声造影、弹性成像、容积成像、图像融合等有待提高。

4.2 国产彩超发展的建议

（1）二维灰阶成像方面：为了提高二维图像的清晰度及分辨率，一方面，采用数字化波束形成技术，在改善空间分辨力、时间分辨力和对比度分辨力方面效果显著，多波束合成的作用包括对不同通道接收到的回波信号进行一系列的延时求和，然后进行实时动态声束变迹、实时逐点动态接收聚焦以及实时动态孔径成像，能有效地改善图像质量，获得高清晰的二维图像[3]。另一方面，在图像处理时增加扫描线的数目，声线数越多，图像越清晰细腻，分辨细节的程度愈高[4]，通过在图像显示时利用内插值电路插入扫描线数，可以弥补声线数的不足，改善图像的对比清晰度[5]。

（2）多普勒成像方面：多普勒血流成像技术采用基于多普勒效应的血流测量方法，测量结果受声波传播方向和血流方向之间的夹角影响较大[6]，难以测量低速血流。彩色多普勒能量成像技术通过检测入射超声经红血球后散射体的能量信号，能显示低速血流，但不能获得血流方向的信息[7]。多普勒组织成像技术是将多普勒频移原理应用于心肌组织，对心肌运动信息进行彩色编码，从而获得关于心肌组织运动速度、方向、时间等方面的信息技术[8]，但无法克服多普勒声束与室壁运动方向夹角所产生的影响[9]。日本东芝公司曾将多普勒血流成像技术和彩色多普勒能量成像技术二者所长结合起来，发明了一种方向能量图，既有低速血流的敏感性，又有彩色多普勒的方向性。如何将这些技术的长处完美结合、联合应用，为临床提供更精确的信息，是国产彩超要攻克的难题。

（3）探头方面：在超声诊断设备中，探头是最为关键的声学部件。首先，探头的所有阵元完好是获得高质量图像的保证。有研究结果显示，在128阵元的探头中，只有2个无效连续阵元损坏或性能下降，就会导致超声波束在人体中的传输明显不同。4个或更多的阵元失效或者性能下降，会在超声波束上产生显著的负片效果，导致图像的分辨率下降，探测深度减小[10]。其次，现在应用最广泛的压电陶瓷探头存在声阻抗大、带宽窄、脆性大等缺陷，因此，新型探头不断研制产生，从改善阻抗的压电复合材料探头到穿透能力强、信噪比高的压电单晶探头，还有实现谐波成像的宽频探头以及实时三维成像的容积探头，使超声图像更加清晰[11]。目前，国产彩超领域需要攻克的课题是研制高性能的彩超探头。

（4）新技术应用方面：超声造影成像是借助于静脉注射造影剂和超声造影谐波成像的技术，能够清楚显示微细血管和组织血流灌注，增加图像的对比度分辨力，大大提高超声检出病变的敏感性和特异性[12]。弹性成像技术是近年来医学超声成像的研究热点，目前应用最多的是超声组织弹性成像；三维超声成像经历了从静态三维到动态三维再到实时三维的发展历程，实时3D是超声技术领域的新突破，已证明其在心脏、妇产科等方面有非常重要的临床应用价值；图像融合是图像分析和处理的基本问题，将它引入医学超声影像中，以期获得更清晰的利于诊断的医学超声图像[13]。当前，我国亟须加大对高性能彩超新技术研发的支持力度，以推进国产企业开发拥有全部自主知识产权的彩超并实现产业化。

[1]陈丕基.超声诊断设备中彩色多普勒成像及谐波成像技术的若干进展[J].医疗卫生装备，2005，26（9）：6-10.

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[7]林轶翰，陈思平.医学超声影像技术及展望[J].医疗装备，2006（6）：13-15.

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（收稿：2013-03-07 修回：2013-05-20）

（栏目责任编校：李 影 傅 雳）

Comparative Analysis of Ultrasonic Diagnostic Devices of Grade 3 Class A Hospitals in Some Province

YUAN Yi1,2,DING Ming-yue2,XIE Bin3
(1.Hubei Institute for Food and Drug Control,Wuhan 430064,China;2.Key Laboratory of Image Processing amp;Intelligence of Ministry of Education,College of Life Science and Technology,Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430074,China；3.Huanggang First people's Hospital,Huanggang 438000,Hubei Province,China)

Objective To assess the current status of diagnostic ultrasound devices used in grade 3 class A hospitals in some province,and to provide

for the developmentof ultrasound imaging techniques in China.Methods Survey question- naireswere distributed to and collected from thirteen hospitals.The survey datawere summarized by Microsoft Exceland ana- lyzed by 2-sample Poisson Rate function ofMinitab.Results Exported devices achieved a dominantposition,and gained advan- tages over domestic ones in quality of colorful imaging and system reliability.Conclusion Domestic ultrasonic devices havemade great progresses,while have to be improved for the quality and system reliability.[Chinese Medical Equipment Journal，2014，35（3）：49-51]

grade 3 class A hospital;ultrasonic diagnostic equipment;survey

R318；TH774

A

1003-8868（2014）03-0049-03

10.7687/J.ISSN1003-8868.2014.03.049

国家重大科学研究计划项目（2011CB933103）；国家科技支撑计划（2012BA113B02）；国家自然科学基金委地区国际合作项目（30911120497）；湖北公益性科技研究项目（2012DCA06001）

专 利：国家发明专利（ZL 200710053757.7）

袁 怡（1982—），女，工程师，主要从事医疗器械及药品包装材料检验方面的研究工作，E-mail：i_1023@126.com；丁明跃（1961—），男，博士，教授，主要从事医学超声及医学图像处理方面的研究工作。

430064武汉，湖北省食品药品监督检验研究院（袁 怡）；430074武汉，华中科技大学生命科学与技术学院，图像信息处理与智能控制教育部重点实验室（袁 怡，丁明跃）；438000湖北黄冈，黄冈市第一人民医院（谢 斌）

丁明跃，E-mail：myding@mail.hust.edu.cn