醫(yī)用診斷X射線輻射源檢定裝置測量結(jié)果不確定度的評定

張艷秋

【摘要】 本文依照檢定規(guī)程JJG 744-2004《醫(yī)用診斷X射線輻射源》和JJF 1059.1-2012《測量不確定度評定與表示》校準(zhǔn)規(guī)范，通過建立的數(shù)學(xué)模型，具體分析不確定度的來源，評定X射線輻射源空氣比釋動能率測量結(jié)果不確定度。

【關(guān)鍵詞】 空氣比釋動能率;校準(zhǔn)因子;不確定度;擴(kuò)展不確定度

【DOI編碼】 10.3969/j.issn.1674-4977.2019.01.008

Abstract： In accordance with the verification regulation of JJG 744-2004 Medical Diagnostic X-ray Radiation Source and JJF 1059.1-2012 Evaluation and Expression of Uncertainty in Measurement calibration standard，By the established mathematical model，the source of the uncertainty is analyzed in detail，and the uncertainty of the measurement result of the kerma rate of the X-ray source is evaluated.

Key words： air kerma;calibration factor;uncertainty;extended uncertainty

醫(yī)用診斷X射線輻射源的檢定是國家強(qiáng)制性檢定項(xiàng)目。空氣比動能率是醫(yī)用診斷X線機(jī)連續(xù)運(yùn)行時(shí)輻射輸出線束的主要測量性能指標(biāo)之一。

1 測量依據(jù)

根據(jù)檢定規(guī)程JJG 744-2004《醫(yī)用診斷X射線輻射源》。

1）環(huán)境條件：溫度（20±10） ℃，相對濕度小于85%。

2）測量標(biāo)準(zhǔn)器：電離室劑量儀。

3）測量對象：醫(yī)用診斷X射線輻射源的空氣比釋動能率。

4）測量方法：將診斷水平計(jì)量計(jì)放置于X射線照射野中心，調(diào)到照射野最大，設(shè)置焦點(diǎn)到探測器中心距離為300 mm，在合適條件下曝光，進(jìn)行數(shù)據(jù)的整理及處理后得到該醫(yī)用診斷X射線輻射源的空氣比釋動能率。

2 數(shù)學(xué)模型

3 由測量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度[u（x）]

測量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度[u（x）]采用A類方法進(jìn)行評定。

選管電壓70 kV，管電流10 mA為輸出條件，對一臺醫(yī)用診斷X射線輻射源的空氣比釋動能率進(jìn)行10次測量后見表1（單位是[mGy?min-1]）。

4 輸入量標(biāo)準(zhǔn)不確定度的評定

4.1 輸入量M標(biāo)準(zhǔn)不確定度[u（M）]的評定

輸入量M標(biāo)準(zhǔn)不確定度[u（M）]主要來源于兩個(gè)方面：一個(gè)是標(biāo)準(zhǔn)器位置放置誤差引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度[u（M1）];另一個(gè)是標(biāo)準(zhǔn)裝置分辨力引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度[u（M2）]。

4.1.1 由標(biāo)準(zhǔn)器位置放置誤差引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度[u（M1）]的評定

根據(jù)測量條件，電離室應(yīng)放在距焦點(diǎn)300 mm位置處，但實(shí)際操作中會產(chǎn)生誤差。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，認(rèn)為最大誤差范圍為±1.5 mm，由放置距離所引起的測量結(jié)果變化為均勻分布，所以包含因子應(yīng)取[3]，則按照不確定度的B類方法評定：

4.1.2 由標(biāo)準(zhǔn)器分辨力引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量[u（M2）]的評定

標(biāo)準(zhǔn)器最小分辨率為0.001 [mGy?min-1]，取樣誤差為±0.0005 [mGy?min-1]，均勻分布，采用B類方法評定，則：

4.1.3 標(biāo)準(zhǔn)不確定度[u（M）]的計(jì)算

4.2 由標(biāo)準(zhǔn)裝置校準(zhǔn)因子[Nk]引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量[u（Nk）]的評定

根據(jù)上級計(jì)量檢定證書，本次測量的標(biāo)準(zhǔn)裝置校準(zhǔn)因子的不確定度為5.0%，包含因子[k=2]，采用B類方法評定。則：

4.3 由環(huán)境溫度t誤差引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度[ut]的評定

精密水銀溫度計(jì)在0～40 ℃范圍測量結(jié)果，在真值±0.2%的概率為100%。故：

4.4 氣壓計(jì)引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度[u（p）]的評定

氣壓p變化引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度[u（p）]主要由氣壓計(jì)的最大允許誤差引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度[u（p1）]和氣壓計(jì)的讀數(shù)誤差引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度[u（p2）]兩部分組成。

4.4.1 氣壓計(jì)的最大允許誤差引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度[u（p1）]的評定

氣壓計(jì)最大允許的誤差為±0.1 kPa，均勻分布，包含因子為[3]，采用B類方法處理，則：

4.4.2 氣壓計(jì)的讀數(shù)分辨力引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度[u（p2）]的評定

氣壓計(jì)最小分度值為0.1 kPa，讀數(shù)分辨力為±0.05 kPa，按均勻分布B類方法評定則：

4.4.3 標(biāo)準(zhǔn)不確定度[u（p）]的計(jì)算

4.5 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的評定

4.5.1 數(shù)學(xué)模型和靈敏系數(shù)

數(shù)學(xué)模型為：

靈敏系數(shù)為：

4.5.2 各標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量匯總及計(jì)算表（見表2）

4.5.3 B類合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度計(jì)算

輸入量M，[Nx]，t，p彼此相互獨(dú)立，因此帶入標(biāo)準(zhǔn)不確定度合成公式，則合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

5 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的評定

6 擴(kuò)展不確定度的評定

置信概率取95%，有效自由度取[∞]，查t分布表得到[k95=1.96]，則擴(kuò)展不確定度為：

7 結(jié)語

本裝置的測量不確定度符合計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)檢定規(guī)程要求，可對醫(yī)用診斷X射線輻射源進(jìn)行檢定和校準(zhǔn)工作。

【參考文獻(xiàn)】

[1] 醫(yī)用診斷X射線輻射源：JJG 744-2004[S].

[2] 測量不確定度評定與表示：JJF 1059.1-2012[S].

[3] 電離輻射計(jì)量術(shù)語及定義：JJF 1035-2006[S].