医用超声诊断仪超声源输出声强不确定度分析

　　输出声强是医用超声诊断仪超声源的一个重要计量指标，其值大于10mW/cm2时就禁止用于孕产妇的胎儿检查。 输出声强测量值的准确与否将决定该台超声诊断仪超声源的用途， 对测量值的不确定度评价在其中起到了重要作用。 资料一般仅对配线阵探头的医用超声诊断仪超声源输出声强不确定度评价， 但现实中一台医用超声诊断仪超声源配用的探头是多种多样的。

　　一、概述

　　1.测量依据

　　JJG639-1998《医用超声诊断仪超声源》检定规程。

　　2.测量方法

　　用BZC100-1型便携式毫瓦级超声功率计对医用超声诊断仪所配用的凸阵探头、线阵探头、相控阵探头的输出声功率P进行测量，同时测量并计算出所用探头的有效发射面积S，由此计算得出超声源的输出声强。

　　二、数学模型

　　式中：I———超声源的输出声强，mW/cm2;P———超声源的输出功率，mW;S———探头的有效发射面积，cm2。

　　对于凸阵探头、线阵长探头，由于超声功率计的声窗直径较小，对超声功率计靶面起作用的有效发射面积为

　　式中：b———输出探头有效宽度;A———探头的有效发射面积修正系数， 凸阵探头A为1.05 (厂家提供的经验值)，线阵长探头A为1.0;φ———声窗直径，其值为3.5cm。

　　相控阵探头尺寸较小， 一般整个发射窗口完全在超声功率计的声窗覆盖范围内，则

　　式中：e———输出探头的有效长度;f———输出探头的有效宽度。

　　于是式(1)可改写为

　　三、方差与传播系数

　　式(2)、式(3)各量无关，则方差：

　　由于JJG639-1998是以10mW/cm2来判断该超声源是否适于孕产妇作胎儿检查， 取声强I为10mW/cm2，b为1.5cm，e为2.0cm，f为1.5cm，则对线阵探头：

　　四、计算分量标准不确定度

　　1.医用超声诊断仪超声源输出功率测量不确定度

　　医用超声诊断仪超声源输出功率测量不确定度分为功率计示值误差、分辨力误差、超声源输出功率重复性。由于功率计的工作温度为15℃~35℃，那么可以认为温度变化对测量的影响可忽略不计。

　　(1)毫瓦级功率计示值误差引起的不确定度

　　按说明书U=10%读数， 取读数为52.47mW(以凸阵探头为例 ，相控阵探头取30mW，线阵探头取49.97mW)，并取均匀分布，则其标准不确定度为

　　(2)毫瓦级功率计分辨力引起的不确定度

　　分辨力为±0.1mW，由数字式仪表显示，数字示值分散区间为半宽，即0.05mW，并取均匀分布，则其标准不确定度为