醫用超聲源幾何位置示值誤差測量結果不確定度評定

醫用超聲源是醫院普遍使用的診斷檢查設備，但在使用診斷及檢定過程中，醫用超聲源的幾何位置示值誤差是最常見的問題，直接影響醫用超聲源的準確性，從而影響醫生的診斷。

1 測量方法

依據JJG639-98《醫用超聲診斷儀超聲源檢定規程》，醫用超聲診斷儀圖像幾何量是利用被測儀器的電子游標，對模塊中幾何量靶線圖像直接測量。需在溫度（15～35）℃，相對濕度不大于80%的環境條件下測量超聲模塊幾何量靶線20mm之間距離。

將被測儀器圖像的亮度、對比度調節適中。適當調節TGC，對有動態聚焦，功能的機型，適當調節焦點分布，令其在被測點的附近聚焦被測點量選擇在圖像邊緣，將圖像凍結，以每20mm為一段，用電子游標依次測量兩靶線圖像中心間距。

2 數學模型

[ΔL][=Li-Ls]

式中：[Ls]—靶線間的實際距離；[Li]—靶線間的測量距離；[ΔL]—靶線間距離測量誤差。

3 輸入量的標準不確定度評定

3.1輸入量的標準不確定度的來源

主要有四個方面：由電子游標的量化誤差引起的不確定度[u1]，采用B類評定方法；由電子游標的對線誤差引起的不正確定度[u2]，采用B類評定方法；由測量幾何量重復性引起的不確定度[u3]，采用A類評定方法；由靶線位置誤差引起的不確定度[u4]，采用B類評定方法。

3.2標準不確定度分量計算

3.2.1電子游標的量化誤差引起的不確定度

電子游標的最小分度值為1mm，其量化誤差認為在此區間內服從均勻分布，其自由度為無窮大。所以：[u1]=0.29×1=0.29mm，[υ1=∞]。

3.2.2電子游標的對線誤差引起的不確定度[u2]

測量時，兩游標中心點對準靶線圖象中心點存在誤差。超聲模塊靶線的直徑為0.3mm，在屏幕上的顯示直徑約1mm，估計對線誤差為0.2mm，在此區間內認為服從均勻分布，則[k=3]。

[u2=2×0.23=0.16mm]

估計其相對標準不確定度為0.10，則[u2]的自由度[υ2=50]。

3.2.3測量幾何量重復性引起的不確定度[u3]

在重復的條件下，對選定某20mm距離的兩靶線獨立重復測量10次，所得測量列為：20.5，20.5，20.5，20，20，20.5，20，20.5，20，20.5。

算得實驗標準偏差為：

[u3=s/10=]0.08mm；自由度[υ3=n-1=9]。

3.2.4由靶線位置誤差引起的不確定度[u4]

根據超聲模塊證書上給出靶線位置誤差為±0.1mm，在此區間內認為服從正態分布，半寬度[a=0.1]mm，包含因子[k=1.96]，可取自由度為無窮大。

[u4=a/k=0.05]mm，[υ4=∞]。

3.3標準不確定度一覽表

4 合成標準不確定度的計算

輸入量[Li]和[Ls]彼此獨立不相關，所以合成標準不確定可按下式得到：[u=u12+u22+u32+u42=0.34mm]

[urel][=0.34/20×100%=1.7%]

5 合成標準不確定度的有效自由度

[υeff][=u4u14υ1+u24υ2+u34υ3+u44υ4=59]

6 擴展不確定度的確定

為了方便使用，可將[υeff]近似取整為50，取置信概率P=95%，查t分布表得：[tp=t95（50）=2.01]。

[U95rel][=tp?urel=2.01×1.7%=3.4%]

根據JJG639-98的規定，幾何位置示值誤差分為縱向好橫向兩種測量，對其不確定度評估如下：

7 校準和測量能力（CMC）

醫用超聲源幾何位置示值誤差的測量結果CMC為：[U95rel=3.4%， k=2.01]。