Abstract
Purpose: To ensure high quality ultrasound diagnostics, proper functioning of the devices
used is a necessary prerequisite. Ultrasound transducers have proven to be the most
failure-prone part of the signal chain. Their technical monitoring is possible in
principle with the help of tissue phantoms. The background of the present study is
to determine which type of phantoms and which measurement parameters are best suited
to a consistency test as part of routine quality assurance of ultrasound imaging systems.
Materials and Methods: A classic wire-type phantom (ATS Mod. 539, ATS Labs Bridgeport, USA) and a 3 D cyst
phantom (TCC, Timelkam, Austria) were used for the studies and comparative tests were
conducted between intact transducers and those in which faults had been simulated.
The collected measurement data show a relatively large scatter. Therefore, statistical
analysis methods were used, and the discrimination analysis proved to be a useful
tool.
Results: Local failures which arise, e. g. due to the breakdown of individual piezoelectric
elements or element groups in the transducer array, can be detected with the help
of the gray value targets of the ATS phantom, but only in those cases in which the
error-affected sound field part actually overlaps with the target under consideration.
The TCC phantom is not suitable for the detection of such errors. Global transducer
failures, i. e. those that affect the entire array, can even be detected with both
types of phantoms.
Conclusion: When the emphasis of quality assessment is on the detection of local defects in the
array that make up the largest part of the transducer faults, studies with conventional
phantoms are only of limited value.
Zusammenfassung
Ziel: Für die Gewährleistung einer hohen Qualität der Ultraschalldiagnostik ist die ordnungsgemäße
Funktion der Gerätesysteme eine notwendige Voraussetzung. Als störanfälligster Teil
in der Signalkette gelten die Schallwandler. Ihre technische Überwachung ist prinzipiell
mithilfe von Gewebephantomen möglich. Hintergrund der vorliegenden Arbeit ist die
Frage, welcher Typ von Phantomen und welche Messparameter für einen Konstanztest im
Rahmen einer routinemäßigen Qualitätskontrolle von Ultraschall-B-Systemen geeignet
sind.
Material und Methoden: Es wurde ein klassisches Fadenphantom (ATS Mod. 539, ATS Labs Bridgeport, USA) und
ein 3-D-Zysten-Phantom (TCC, Timelkam, Österreich) für die Untersuchungen verwendet
und ein Vergleich durchgeführt zwischen intakten Wandlern und solchen, bei denen bestimmte
Fehler simuliert wurden. Die erhobenen Messdaten unterliegen einer relativ großen
Streuung. Deshalb wurden statistische Auswertemethoden eingesetzt, von denen sich
die Diskriminanzanalyse als geeignetes Werkzeug erwies.
Ergebnisse: Lokale Fehler, die z. B. durch den Ausfall von einzelnen piezoelektrischen Elementen
oder Elementgruppen im Wandlerarray entstehen, können mithilfe der Grauwert-Targets
des ATS-Phantoms detektiert werden, allerdings nur, wenn der durch den Fehler beeinträchtigte
Teil des Schallfelds tatsächlich auch das betrachtete Target überdeckt. Das TCC-Phantom
ist für den Nachweis derartiger Fehler nicht geeignet. Globale Wandlerfehler, d. h.
solche, die das gesamte Array gleichmäßig betreffen, können mit beiden Phantomen nachgewiesen
werden.
Schlussfolgerung: Setzt man den Schwerpunkt der Qualitätskontrolle auf den Nachweis von lokalen Defekten
im Array, die den größten Teil der Wandlerschäden ausmachen, so sind Phantomuntersuchungen
herkömmlicher Art nur bedingt geeignet.
Key words
QA/QC - technical aspects - equipment - constancy test - tissue equivalent phantoms
