基于图像质量评估的医院超声诊断仪报废申请评价方法研究
引言
超声诊断仪是妇产科医院主要影响诊断设备之一。自国家“二胎”政策开放以来，我院分娩量连续两年居于全国首位，每年分娩量达三万以上。这是我院的责任，也是全院员工共同努力获得的荣耀，同时这更是对我院医疗设备的一种考验，虽然我们经受住了这波考验的冲击，但是对医疗设备也造成了大量损耗，首当其冲的就是作为主要影像诊断设备的超声诊断仪。面对使用部门的超声诊断仪报废申请，我们需要严谨对待，以比较合理的方法做出报废申请评价，让超声诊断仪的报废更加合理化，同时也弥补超声诊断仪报废申请评价方法的不足。超声诊断仪作为医院较大型的医疗设备，报废管理是非常重要的，也是目前医院管理领域相对薄弱的环节[1-3]。
1 报废申请评价方法的总体框架
超声诊断仪资产价值昂贵，高端机甚至达到几百万元，其报废申请评价方法更应该合理化。报废申请评价方法是通过头脑风暴和德尔菲专家咨询法，建立三个一级评价指标和十二个二级评价指标及相应的指标权重，并利用本研究验证评价过程。一级评价指标是对设备运行状况、图像质量检测、临床应用三个层面进行评价。二级评价指标中设备运行层面，共有3 个指标，分别为设备主机和附件外观齐全度、开机运行效率、设备已用年限，按重要性赋予相应的权重分值。图像质量层面，共有6 个指标，分别为
图像处理电路、最大探测深度、深度分辨力、几何误差、盲区、囊性病灶误差，按照医用超声诊断仪超声源检定规程评价实施。临床应用层面，共有3 个指标，分别是图像处理软件、操作便宜性、超声探头采集显示图像。报废申请评价方法中评价指标及对应权重分值，见表1。
表1 超声诊断仪报废申请评价方法中评价指标及对应权重分值
评价层面 权重分值 评价指标 权重分值外观齐全度 5设备运行层面 30运行效率性 5设备已用年限 20图像处理电路 10最大探测深度 4图像质量层面 40几分何辨误力差 86盲区 5囊性病灶误差 7图像处理软件 10临床应用层面 30操作便宜性 10探头采集图像 10
超声诊断仪报废申请评价总分＜60 时，为通过报废申请，建议更新；评价总分在60～80 分之间，建议科室继续使用，但必须告知使用科室可能影响超声影像诊断质量；评价总分＞80 分，不通过报废申请，请科室继续使用，整机质量满足诊断需求。
2 设备运行层面
2.1 外观齐全度
外观齐全度是反映超声诊断仪设备整体质量的指标，涵盖设备外观、主机、控制面板、显示器及附件、超声探头，设备电源线、状态指示功能、所有必备的标签、部分便携式设备的蓄电池等，检查有无老化、褪色、破损、丢失、或存在异物、正常充放电等。
2.2 运行效率性
运行效率性是反映设备日常使用质量的指标，涵盖设备开关机耗时、转运机动性、数据存取、图像传输、报告打印等。
2.3 设备已用年限
设备已用年限是反映设备老化程度的指标，设备随着使用，每年逐渐老化，我们根据使用年限设定了评价权重。使用年限为1、2、3、4、5、6、7、8、9、10 年以及10 年以上的设备，其权重分值分别设置为20%、18%、16%、14%、12%、10%、8%、6%、4%、2%、0。
3 图像质量层面
3.1 图像处理电路
超声诊断仪但随着使用年限增加，其图像质量会下降，图像失真情况也会较严重[4]。对超声诊断仪的图像质量做出评价，先取下超声诊断仪上的探头，将主机控制面板上的局部增益调至最大位置。再调节总增益至最大位置，如飞利浦超声诊断仪设备还可以调节GPR 旋钮，查看超声屏幕上的显示区域是否随着增益加大出现细腻图像且噪声加大的情况，若存在这种情况，说明诊断仪主机图像处理电路良好[5]。
3.2 医用超声诊断仪超声源评价
按照超声诊断仪电路构成原理可知，超声诊断仪图像信息获得来源主要包括两个部分，一是来源于主机，二是来源于探头，即超声源[6]。因此，超声图像质量评价还涉及医用超声诊断仪超声源的评价。
评价专用工具为ATS 549-超声综合性能检测模体（进口）。评价时所用标准JJG 639-1998《医用超声诊断仪超声源检定规程》的A 档探头类型，其评价方法，见表2。规定检测项目合格得到对应权重分值，不合格不得分。
表2 医用超声诊断仪超声源评价方法
评价项目 探头合格标准 (mm) 对重应 (%权)最大探测深度 腹部≥180；高频≥80 4腹部≤2（深度≤130），侧（横）分辨力 ≤3（130＜深度≤160）；腹高部频≤≤1（1（深深度度≤≤1 3 600））， 8轴（纵）分辨力 ≤2（130＜深度≤170）；高频≤1（深度≤80）几何误差 腹高部频横横向向≤≤1 05%%，，纵纵向向≤≤55%%； 6盲区 腹部≤3；高频≤2 5囊性病灶误差 纵向和横向均不超过±10% 7
3.3 评价项目内容
分辨力，轴向分辨力指沿声束轴线方向，能够肉眼分辨出的2 个回波目标间的最小距离。检定时，探头对准体模靶群，降低总增益，根据靶群所在深度调节增益，降低亮度，保持较高的对比度，聚焦于被检靶群所在深度[7]。轴向分辨力无法识别，中间有明显暗区，见图1。
图1 轴向分辨力评价图
盲区，指能够肉眼识别的距离探头表面最近的回波目标深度。该参数主要受超声放大器的特性影响[8]。
几何位置误差，指图像显示目标的尺寸或距离与测量实际值之间的误差值，也可认为是测量体内病灶尺寸的准确性。囊性病灶形变，存在伪影，见图2。影响几何位置误差的因素有声速设定及扫描规律形式等[9]。其计算公式为：
几何位置误差=（测量值-实际值）/实际值×100% (1)
图2 囊性病灶评价图
4 临床应用层面
超声诊断仪临床应用质量，主要体现在科室操作人员对设备使用的满意度，评估方法需要至少十年以上的B 超师对设备应用质量做出评价，同时必须要收集至少三名以上B 超师的评价结果，将均值计算值作为评判依据。
图像处理软件反映的是临床操作者对超声图像处理软件的满意度指标，涵盖软件设计布局、区域显示、常用设置、模式设置、图像颗粒状、组织结构、图像分辨力、探测深度、图像噪声、三维成像等。
操作便宜性反映的是临床操作者对超声日常操作的满意度指标，涵盖探头切换、模式切换、各按键功能、轨迹球、显示转换、报告打印操作、数据存导清理、日常一级保养等。
超声探头采集图像反映的是临床操作者对各配置超声探头采集图像的满意度指标，涵盖探头探测深度、横纵向分辨力、盲区、组织结构、轮廓、图像暗区等。
图像处理软件、操作便宜性、超声探头采集图像满意度按五个程度评价，权重分值分别为非常满意10 分，满意8 分，一般6 分，不满意4 分以及极不满意2 分。
5 评价结果汇总
整理超声诊断仪三个层面的评价权重值，得出超声诊断仪报废申请评价汇总表。表3 为我院一次开展实施的超声诊断仪设备的评价汇总结果，表内可见一台设备虽然使用年限只有6 年，但是评价分值已经很低，经调查该台设备为门诊超声科使用，日常检查使用体量大，相应设备损耗大，又因设备环境比较潮湿对电路板损耗也相对更加严重，按照这个报废申请评价方法，可以作为允许这台设备报废申请的依据。
相较以往的使用年限为主要报废依据的方法，本研究方法有凭有据更具备说服力。以表4 中第5 台设备为例，从评价结果可知，将这台超声诊断仪的探头做相应维修或者换新，设备可以继续服役至少一年。探头与检测体膜合计成本不超过15 万，以一台超声诊断仪200 万算，可以极大节省医院自筹资金和采购成本。检测体膜还能用于装机验收，年度检测，设备修后检测等多处使用。同时也提升了临床医学工程师的管理水平，加强了和一线工作者之间的沟通。
6 多元化评估方式
6.1 联合评估法
为使报废申请评估更具备说服性，有时候可以增加更多维度，多方面联合的报废评估方法[10-11]。如图3 超声探头检测仪，可以检查超声探头灵敏度及电缆电容测试。图4 为某一根腹部探头检测结果，如图可见该探头有三处通道灵敏度差，图中绿线以上表示通道灵敏度良好，黄线为基本可同，红线以下为无法使用。同时，通过电缆电容测试，验证得出该三处通道故障，图中蓝线上下区域内为电缆电容测试合格区间。
图3 超声探头检测仪
6.2 效益效率评估法
此类报废评估方法，是评估临床科室是否有合理的申购置换能力，报废评估结果可以辅助决定超声诊断仪是维修继续使用，还是报废不建议购买，或者是从其他科室调配旧机器，暂时不给予购置新设备。方法是通过对使用科室的超声诊断仪的使用效率和设备效益分析角度入手，评估科室日常业务量及创收能力。临床科室超声诊断仪设备效益效率分析图，见图5。
表3 超声诊断仪报废申请评价汇总表
序号 超声诊断仪 外全观度齐运率行设 性效备运已年行用限层权小面重计 图理像电处路最测大深检度分图 力辨像质几误量何差层 盲面 区 囊病性灶权小重计图像软处件理临床操应作用 性便层宜面 探头图 采像集权小重计总分1 麦迪逊V20 2 2 6年 14 5 × × √ √ × 16 不满意 不满意 不满意 12 42 2 麦迪逊XQ 2 2 7 年 12 5 √ × √ √ × 20 不满意 不满意 一般 14 46 3 麦迪逊V10 2 1 9 年 7 0 √ × √ √ × 15 极不满意 极不满意 极不满意 6 28 4 GE E8 2 2 8 年 10 5 √ × √ √ × 20 极不满意 不满意 不满意 10 40 5 H飞D利1 1浦XE 3 3 6 年 16 6 √ × √ √ × 21 不满意 不满意 一般 14 51
图4 超声探头灵敏度和电缆电容测试
图5 临床科室超声诊断仪设备效益效率分析图
图5 中横向直线反映的是临床科室的平均效益成本比，纵向直线为平均使用效率，直线交叉将图形划分为ABCD四个象限。A 象限使用效率低，但效益成本比高。B 象限使用效率和效益成本比双赢。C 象限使用效率和效益成本比双亏。D 象限使用效率高，但效益成本比较低。因此，如果是属于B 象限的临床科室要申请报废设备，其报废申请获批的概率更大，领导会偏向收益更好的科室，择优先通过报废申请，此类报废申请评价方法效果可见一斑。
7 讨论
7.1 影响因素
目前超声成像质量检测，主要依据检测人员操作设备对仿组织模块成像，采用人眼判断成像质量的检测方式，无法量化性的判断，容易导致操作方法的不规范，检测的重现性难以保障，同时也无溯源性。比如分辨力的判断，如何判断两靶点分开，需要以人眼视觉特性为判断依据，对评判的标准做出规定。
从超声诊断仪在临床上的应用也可以验证这个问题，丰富经验的操作者能准确判断被检查者的身体情况，新手不熟练的操作手法容易对看到的伪像做出错误判断[12-14]。
7.2 人员因素
评估方法，还有较多融合工作要做，需要建立一个专业技术队伍。实施的人员包括有超声检测方面专家、资深临床工作操作者、临床应用工程师、设备管理人员，实施人员需熟练操作设备进行规范化的检测，能够操作超声诊断仪，具备基础的超声诊断仪应用能力[15-16]。
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Research on Evaluation Method of Scrapping Application for Hospital Ultrasonic Diagnostic Equipment Based on Image Quality Assessment