淺談醫(yī)用超聲診斷儀超聲源的不確定度評定

房瑩 李健

摘?要：醫(yī)用超聲診斷儀是為醫(yī)學(xué)診斷提供依據(jù)的技術(shù)設(shè)備。它廣泛應(yīng)用于醫(yī)療衛(wèi)生機(jī)構(gòu)，它的準(zhǔn)確與否能影響醫(yī)生的診斷及病患的切身利益。

關(guān)鍵詞：醫(yī)用超聲診斷儀超聲源;不確定度評定

1 概述

依據(jù)JJG639-1998《醫(yī)用超聲診斷儀超聲源》檢定規(guī)程，在對醫(yī)用超聲診斷儀進(jìn)行檢定的過程中，要求溫度的檢定條件為15℃～35℃，相對濕度的檢定條件為不大于80%，氣壓的檢定條件為（86～106）kPa，電源為220V（1±10%），50Hz。

2 測量過程

超聲功率計采用補償輻射壓力法進(jìn)行測量，由于放置的位置不同，應(yīng)首先對儀器設(shè)備進(jìn)行調(diào)零。調(diào)節(jié)設(shè)備的靶位調(diào)節(jié)旋鈕，使靶位指零，即此時設(shè)備水平。將超聲儀器的界面凍結(jié)，隨后將腹部探頭浸入水中，再將界面凍結(jié)狀態(tài)解除，此時探頭輸出超聲波，靶位受力稍稍偏離零位，再次調(diào)節(jié)靶位調(diào)節(jié)旋鈕，再次歸零后顯示屏上所顯示的示值即為輸出功率，即本次的測量值，再將測量值除以有效面積，即為輸出聲強。

3 數(shù)學(xué)模型

I=PA（mW/cm2）

式中：P——儀器示值，mW;

A——探頭有效發(fā)射面積，cm2。

若探頭為扇掃探頭，則A取1.6cm2。

4 輸入量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度評定

輸入量的不確定度來源主要是：（1）超聲功率計允許示值誤差引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u1（P）;（2）重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u2（P）。

4.1 由超聲功率計的最大示值誤差引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u1（P）的評定

超聲功率計的最大示值誤差，在超聲功率計的溯源證書上會給出，由此因素引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量，根據(jù)經(jīng)驗方法進(jìn)行評定，即采用B類評定方法進(jìn)行評定。超聲功率計的示值誤差由上級機(jī)構(gòu)溯源檢定給出，為Δ=10%讀數(shù)±0.1mW，根據(jù)經(jīng)驗，其示值誤差分布為均勻分布，即包含因子為k=3，當(dāng)功率的測量值為2.3mW時，代入公式得Δ=10%×2.3+0.1=0.33mW。

輸入量P的不確定度u1（P）=Δ3=1.01.732=0.19mW

估計Δu1（P）u1（P）≈0，故其自由度v1（P）=∞。

4.2 重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u2（P）的評定

對功率進(jìn)行10次，得到功率值如下表所示：

綜上，由輸入量的兩個來源所引入的不確定度如下表所示。

5 聲強合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度uc（I）的評定

u（P）=u12（P）+u22（P）=0.21（mW）

得出u（I）=uPA=0.132（mW/cm2）

6 擴(kuò)展不確定度的評定

取k=2，擴(kuò)展不確定度U（I）=ku（I）=2×0.132=0.27（mW/cm2）

由于I=P-A=1.44（mW/cm2），

相對擴(kuò)展不確定度Ur（I）=U（I）I×100%=19%

7 測量不確定度的報告與表示

對于校準(zhǔn)證書，應(yīng)給出聲強的相對擴(kuò)展不確定度，其表示方式如下：

在P=2.3mW、A=1.6cm2時，即I=1.44mW/cm2的點上：

U（I）=19%，k=2。

8 檢定或校準(zhǔn)結(jié)果的驗證

用本標(biāo)準(zhǔn)在符合檢測條件下，對一型號為SSD-630探頭為3.5MHz的B型超聲診斷儀測量求得聲強平均值為1.4mW/cm2。另用一高一級等級的超聲功率計標(biāo)準(zhǔn)，知其測量不確定度為02mW/cm2，且其量值不是同一臺計量標(biāo)準(zhǔn)所傳遞。對B超進(jìn)行再次測量，求得聲強平均值為1.5mW/cm2。則：

y1=1.4mW/cm2U1=0.25mW/cm2

y2=1.5mW/cm2U2=0.20mW/cm2

|y1-y2|=0.1mW/cm2<（U12+U22）1/2=0.32mW/cm2

測量不確定度驗證合格。