DB44T 1586-2015超声诊断设备的声输出检测方法规范

分类号案卷号件号2015-07-16实施前言 Ⅲ 1 13测量设备特点 4.1介绍 24 25 284.6工作水听器的对比程序 294.7工作水听器的期间核查 30 4.920MHz以上水听器的校准 5.1介绍 33 36 43 附录A(资料性附录)统计学注意事项 53附录B(资料性附录)非线性效应 附录C(资料性附录)水听器的指向性 附录D(资料性附录)水中和组织模型中的声输出参数；衰减值 附录E(资料性附录)水除气程序 附录F(资料性附录)特定参数测量的基本原理 附录G(资料性附录)产生声强和声压全域最大值的控制设置的确定 附录H(资料性附录)使用平面扫描技术的水听器校准 附录I(资料性附录)一致性核查 87附录J(资料性附录)复合操作模式的ISPTA测量 附录K(资料性附录)水中测量的基本原理 90 91本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。本标准使用翻译法等同采用NEMAStandardsPublicationUD2-2004《超声诊断设备的声输出检测标准》。本标准与NEMAStandardsPublicationUD2-2004相比，主要差异是按照GB/T1.1对一些编排格式进行了修改。请注意本文件的某些内容可能设计专利，本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。本标准由广东省质量技术监督局提出。本标准由广东省医疗仪器设备及器械标准化技术委员会(GD/TC16)归口。本标准起草单位：广东省医疗器械质量监督检验所。本标准主要起草人：张钰、郑燕、吴敏珊、林鸿宁。本标准于2015年首次发布。Ⅲ1适用范围和目的1.1适用范围本标准适用于所有现有的用于医学诊断用途的超声仪器，包括超声回波测距设备(手动和自动扫描)透射设备、多普勒回波设备及其组合。本标准规定了超声诊断设备声输出量的测量方法。声输出量的测量是在水中进行。然而，为了提供人体组织内可能存在的实际值，应把水中的测得值再转化为该输出量的衰减值。为了提供范例，本标准中对于一个特定模型进行了关于衰减程序及要求的详尽讨论；此模型为0.3dBcm¹MHz}的统一衰减模型，并指定符号下IsPPA预期在未来，不同的衰减系数应可以更好的表达不同应用。本标准可帮助生产商实施不同的衰减本标准的目的是描述超声声输出参数的测量程序。本标准精准地阐述了与声输出水平相关的主要物理量的定义，并指定了相关声输出参数测量的标准程序。本标准对超声诊断设备的声输出检测具有指导意义。2术语和定义本章的作用是提供本文档中相关的技术名词的精确定义。总声压与环境声压的差值。由非扫描模式的声束入口尺寸和扫描模式的扫描入口尺寸所定义的孔径。当非均匀激励的发射阵元接触到皮肤的情况下，声束入口处的有效孔径面积(以cm²为单位)可以被认为是换能器单位面积激励电压均方根大于每换能器单位面积最大激励电压的-12dB的面积。这种不均匀激励的定义旨在涵盖相控阵，线阵和凸阵的扫描和非扫描模式。这个定义也适用于采用环阵换能器的机械扫描探头的扫描和非扫描模式。2值和绝对极小值，由百分比表示。34当连接到指定的电气负载时，在任何完整电缆位置的自由场声压之比。在一般情况下，灵敏度是频率的函数。对于自动扫描系统，超声扫描声束进入患者时所通过区域的尺寸，由扫描过程中通过体表的任意56换能器组件传送超声能量到患者或者某个特定的解剖区域的整个时间段。从非聚焦型换能器表面沿着声束轴方向到指定点S/mx的值。)在任何操作条件下，一个待定的系统，包括其硬件和软件的配置，允许用于临床的第j个发射图案水听器不能在比最小测试深度更靠近换能器组件的地方进行测试。符号：0m瞬时声强的时间积分，对任何特定的点和脉冲，在时间上对表面平行于阵元(组)平面，由声压大于该表面上的最大声压的-12dB的所有点所组成的面积。换能器组件的有效阵元(组)的面积可近似为辐射横截面积。一个已通过检定/校准实验室校准的稳定的水听器。它主要用在使用比较法对工作水听器进行校换能器(组)、换能器外壳(探头)、任何相关的电子电路和外壳内的任何液体以及将换能器探对时序/相序延迟模式组成)和指定的一组形状固定但幅度可变的电激励波形的组合，索引值为j。超声系统中与超声换能器组件连接的一部分。控制台提供用于驱动和控制超声声场、用于本地实验室的水听器，主要用于日常测量。通过与参考水听器对比或通过对抽验。工作声源通常是活塞式宽带陶瓷换能器。必须通过频繁的辐射力天平的测量检查工作声源的本节将讨论执行本标准中所描述的测量和校准所需的设备及设备的特性。特水听器是一种电声学设备，设计用来在最小的干扰下测量水中声场的时下，水听器应提供声场中各点的声压的无失真电压波形。理想的水器是由极化元件的阵列组成的。点极化膜式水听器可以是单层或双层结构；双层RF噪声的干扰。这两种水听器，其带宽都与PVDF元件的厚度成反比。在相同的膜厚的情况下，针式 半径、水听器几何直径或非圆的情况下的其他几何尺寸，均为敏感元件的果。水听器有效半径和水听器几何半径之间的差异可能是因为水听器结构或小孔径效应(当孔径小于1982a),或由于边缘极化场导致的敏感元件Harris都可以运行，频率越高指向性响应越窄。在一个给定的频率，如果水听器之间必须做一个权衡：敏感元件的尺寸越小，空间平均效应减小，但灵敏度同样减小(见附录C)。使用水听器放大器有两个目的。提高弱信号的水平以便适用于波形记录仪附录B-非线性效应)。声压波形可能包含的频率远高于发射换能器中心频率。为了如实地捕捉到波形的真实形状，整个测量系统包括水听器、放大器和波形记录设备，必须同定配置和电气负载。在频率f下，指定的电气负载上的增益是G,则M()o=GM()。M的标准表示单位是伏特每兆帕斯卡(V/MPa)(其中，帕斯卡是声压的国际标准单位，相当于一针对医用超声的测量，更多的采用V/MPa这个单位。水听器类型电缆末端有载灵敏度M₂(V/MPa)电缆末端电容或电阻电缆末端开路灵敏度M₀(V/MPa)PVDF针式-直径1PVDF针式-直径1PVDF膜式-直径PVDF膜式-直径灵敏度M()可以根据一个放置在已知、线性、单频率、无扰动声压场中的水听器的电压所确定。两种确定M.(f)的方法：对比法、平面扫描法，都将原理的方法和时延法(Pedersen等，1988)。一种更早期的表示水听器灵敏度的方式是通过声强响应系数Kʃ(Harris,1985,1988),由以下公式中v()是置于一个超声场中水听器的瞬时电压，而()是瞬时声强。在声压和微粒速度为同相的声场区域中此关系式成立，有；=p²/pc(参见声强定义)。由上面的等式和公式3,3.1-1,可以得到：式中的p和c分别是声传播介质的密度和声速；为了方便起见，其单位使用下面的单位：在24℃的水温中，以上的等式为：3.3.2水听器系统的频率响应理想的水听器是直接将声压波形转换为电压波形的。这需要在一个很宽a)当被测量设备的中心频率f小于等于15MHz,其水听器或水听器放大器组合的电缆末端有载b)对于所有报告的测量数据，应确定水听器的频率响应，以便使用这些数据确定由水听器测量连续波，或当在换能器或声束的几何形状不适于使用膜式水听器的特定情况时(例如，膜及被测换能器之间的物理干扰)(Fay等1994)。影响频率响应的因素是PVDF材料的共振和带宽(由其厚度决定),电缆的共振(由其长度决定),扭曲的压缩峰的产生(如图B.1),会导致比f高很多的高频分量的产生。波形的非线性的程度会受到3.3.3水听器有效直径和满足，应使用水听器几何直径(或最大尺寸)小于或等于0.6毫米的水听器。当此两方程的条件不满足，水听器有效直径过水听器会扰乱声场。对于膜式水听器，膜会反射射向它的一部分声场。续波(如CW多普勒)时必须小心避免驻波，而脉冲场测量的时候应该防止多水听器的选择取决于要测量的声场的特点，如换能器组件的几何形状，心频率，噪声环境(电气和声学),非线性失真的存在等因素。对于某些应用，目前没有个最基本的水听器或水听器放大器规格列表。更多的信息可以在Shombert等1982IEC此外，如果未使用内置放大器，如水听器的信号中可观察到电缆相关的共振效应，应将水听器外f<2MHz和d₆<0.5mm的除外动态范围好最小有用的频率范围(依赖于PVDF的厚度)电屏蔽水听器几何直径(mm)电缆末端有载灵敏度(V/MPa)>0.01V/MPz(-280dB相当于1V/μPa)从0.5f到5f或者20MHz中较小的值，如果人小于或等于15MHz,或者f大于15MHz到40MHz,为±3dB公式3.3.3-1和3.3.3-2。如果不能达到这些要求，则要选择一个水听器几何直径为0.6mm的(参见附录C中的表C.1)表4水听器放大器的最低技术参数要求(参见第节和图1)动态范围和Vomax>M₁Pmax………………(比如，pmx为10MPa(相当于在平面波水中声强大概为7000W/cm²,是诊断类超声的真实上限),高分子水听器的灵敏度比这个还要高；事实上，很多水听器有效直径都小于1mm,其灵敏度小于放大器必须在水听器的电压范围内(至少50dB)保持0.3dB以内的线性关系。2124最大输出电流如图1,放大器输出电流必须可以维持不变，不会失真，最大输出电压Voma.除以负载阻抗Z;即这里的Z包括电子负载的输入阻抗，也包括连接负载到放大器输出端的电缆的阻抗。如果公式-1不能被满足，则(1)可增大Z,(2)通过挑选敏感元件较少的水听器，降低M,或者(3)选择一个具有高电流比率的放大器。在实践中，缩短连接放大器和电子负载(例如，波形记录设备的输入)的电缆，可以增加Z。(应当指出，放天器的电源电流技术参数，必须能提供/ma。)连接放大器和波形记录装置的电缆应无特性阻抗，除非使用的电缆长度小于15厘米。信噪比水听器放大器组合系统的信噪比应该足够使诊断系统测量得到的最弱的信号都比噪声大10dB以上。如果采用平面扫描校准，根据工作声源或者参考声源级别以及所使用频率的需要，信噪比极限应图1水听器及放大器的图示瞬时声压p会导致在电子负载Z的两端产生输出电压V。总之，电缆末端有载灵敏度M=V。/p。放3.5.2水箱所有的测量应在一个合适的水箱中使用水听器进行，待测换能器组件的表面浸泡在水中。水箱的大小是由校准类型及待评估诊断设备一起确定的。其尺寸应该足够大，最好内衬吸声材料(连续波测量需要),水箱壁的反射应不会干扰测量。有用的吸声材料包括包装泡沫(瓦楞比平板的更好，使用者应对其进行除气),门垫，刷子，其他为此目的制造的材料如Chivers等(1981)。对于水制备的讨论，请参阅附录E。一般情况下，水箱深度(或z轴，如果适当的话)应该是近似远场距离S/π)或者所使用的参考声源的最大焦距的至少1.3倍以上，其中S是换能器的面积，是波长。应保留30%到100%的尺寸余量，确保足够的间隙和减少杂波效应。3.5.3定位系统 如图2和图3中布置所示，靶用细线悬挂达到平衡，并浸泡在透明塑料测量容器中的水里。水要经过除气，以尽量减少气泡或空化效应引起的干扰。如果系统被放置在嘈杂的环境中，可能需要隔离罩；使靶区面积最小(应与需要大的靶区面积权衡),以减少振动干扰(Rooney,1973)。容器中的水温应该恒定以避免对流引起的干扰，在某些装置中，这一要求是通过使用控制温度的如下图，1=换能器声源；2=悬挂在水槽中的吸收靶；3=补偿皮重的平衡块。控制23显示231图2带吸收靶的辐射力天平系统控制331图3带有与传播方向成45°角的反射靶的辐射力天平系统在图2和图3的布置中，超声声窗在测量容器的底部。使用布满底板开口的塑料薄片(如聚乙烯),防水密封O型圈，或通过其他一些方法实现。为了尽量减少声窗扰动的影响，声窗应该尽可能薄(约10-15毫米),它应放置为相对声束轴倾斜一定角度(Beissner,1982)。在超声功率的测量当中，把换能器组件的待测面通过适当的照临床实践中的设置，模拟换能器声发射面与病人接触的直声束方向放置一块声透薄膜来减小。此外，辐射力天平测本标准的目标之一是提供超声场参数测量的精准的方法。这需要慎重考虑平的校准是通过检查其对一个经过校准的声源换能器或者一个已经一次或多次被检定/校准实验室校的压电晶体组成。由美国国家标准局提供的背空式铌酸锂参考声源(Fick等，1984)是适合作为参考例如可追溯搭配声场中质点位移的激光干涉测量设备(Bacon,1988年),从而可得到其声压。参考水Pedersen等，1988)。]参考声源(也就是检定/校准实验室)。工作声源可对水听器进行日常校准和稳定性核查，使用对比或平面扫描法，如下文所述。工作声源通常是宽带陶瓷换能器，其稳定性可能低于参2427工作水听器是不一定必须在检定/校准实验室校准。作为替代，它可在本地实验室通过参考水听器，使用比较法；或通过参考声源，使用平面扫描法进行校准。为了完成比较法校准，参考声源或工作声源及其相关的电路提供参考声压场进行水听器对比程序。当参考水听器放置在声源的声压场内，就能输出电压波形记录。接下来，再把工作水听器放置在相同的位置，记录工作水听器输出波形。这些波形被用于确定工作水听器的灵敏度，定期记录就可以用来确定参考水听器和工作水听器的稳定性。使用平面扫描方法来完成校准检查，超声功率测量通过在辐射声压场的声压空间平方和时间积分与水听器灵敏度相关(见，例如，Herman和Harris,1982)。拥有良好时空特征的工作声源可使用辐射力天平进行超声功率测量，也可使用在检定/校准实验室进行校准的参考声源替代。如果使用一个辐射力天平，它必须通过测量一个输出功率已经在检定/校准实验室被测量过的或可追溯到检定/校准实验室参考声源的输出来进行校准，尽管声压平方的积分与声源换能器的超声功率有某种程度上的相关，但这种间接的过程增加了额外的复杂性。因此，建议平面扫描法主要用于比较法校准的抽查；然而，如果参考水听器不可用，那么平面扫描是工作水听器校准的一种可以接受的办法。对于在检定/校准实验室校准的参考水听器，灵敏度可以指定为电缆末端开路灵敏度，Mc(f),或电缆末端有载灵敏度，M₁()(见3.3.1节)。如果参考水听器没有内置或外部放大器，则M()应确定。如果参考水听器有内部的放大器，则M.()和电子负载条件(例如，为50欧姆)应确定。如果参考水听器有相连的外部放大器，则放大器输入的M(J)可以由方程3.3.1-2或3.3.1-5计算得到。此外，对于后一种意，检定/校准实验室提供的参考水听器灵敏度可能需要转换为适用于本地实验室测量设置的M₁()值。因为水听器一般是很脆弱的设备，容易磨损及破坏，为了进行众多的实际测量任务，本地实验室应保持一定数量的工作水听器。参考水听器通常仅用于校准工作水听器。此外，校准过程涉及到统计学上建立的“误差范围”或测量程序和设备的不确定度，将在附录A中描述。通过进行工作水听器的反复校准和记录结果，可确定程序的不确定度。这种不确定度必须与超声系统输出测试报告的不确定度相结合。作为在本地实验室校准的替代方案，允许由一个独立的保持可追溯至检定/校准实验室的测试实验室进行校准。根据本标准，检验报告的测量数据所使用的设备(工作水听器，工作声源)应巴被校准或在测量前一个月内进行过期间核查。对于非标测量，不需要进行校准。4.3校准程序的概述推荐的校准程序框图见图4。图中的圆圈中的数字为步数。三个主要程序框图为是辐射力天平和工作声源的校准(步骤1-4),本地实验室对参考水听器的核查(步骤5-7和10)和工作水听器的校准(步骤8-10)。有关每个步骤的详细信息，可以在下面列出的每一步的编号后的中括号中的节中找到。如果怀疑辐射力天平或参考设备(声源或水听器)其中之一有故障的，进行三方的相互比较，如步骤3和6,将有助于查明原因。1.检定/校准实验室对参考声源的校准[参见第4.4.2节]1.若从供应商获得一个声源换能器，应送到检定/校准实验室。在这个实验室，声源换能器在特定频率，通过可重现激发条件产生已知功率水平W,进行校准，从而确定该声源的主要参考超声功率可追溯到该实验室。此声源换能器可以作为参考声源。2.辐射力天平的校准[参见第4.4.3节]当本地实验室接收到参考声源，并在同样频率下和同等条件下激发，它就可以用来校准辐射力天平。根据附录A的规定，这个过程需要重复几次，以确定校准的不确定度。其表现是否能如预期。如果发现重大偏差，需要进行修理、调整或进行辐射力工作声源必须使用辐射力天平在特定条件和频率下进行校准。校准必须6.参考水听器的波形记录的比较[见第4.5.2节]对于每一种情况，在所有校准频率下，对每个波形进行计算，并记录波形。这些参用于未来工作水听器的比较校准和稳定性核查。反复测量，以确定系统的测量误差(见附录A)。要得到一个工作水听器首先需要从供应商处购买一个水听器，然后进行本较法，在这种方法中，水听器被放置在与测试参考水听器时同样的位置(如在第5步中所述)。通过对新的工作水听器记录的波形和参考水听器记录的波形进行直接比较，可以得到9.工作水听器的周期性期间核查[见第4.7节]每年至少一次期间核查，以确定工作水听器在相同的测试环境下是否稳定，10.通过平面扫描法进行水听器的校准[见检查参考水听器的校准的另一种方法是，在每个校准频率下进行平面扫描。此外，检查工作水听器校准也可以进行平面扫描(在暂时缺少参考水听器的情况下)。平面扫描时需要使用参考声源或者根据本标准测量并报告的数据，所使用的设备(工作水听器，工作声源)应已被校准或在测量前由物理声学理论，在理想的情况下由图2和图3所显示的辐射力是由W/c给出的，其中W是由声源④⑧④⑧换。设定牛顿为0.102kg产生的万有引力和水中声速为每秒1500米的条件下，可得到以下方程：功率W(毫瓦)=0.0147×辐射力天平的读数(微克)…(4.4.2-2)公式4.4.1-2对于吸收靶(图2)和45度角的反射靶(图3)都有效。基本方程4.4.1-1,已有理论支持，并在一定程度上，已通过实验验证。然而，在实践中，条件总是不太理想，和推导4.4.1-1公式中所作出的假设也不是完全有效的。因此，建议定期使用一个或多个参考声源对辐射力天平系统(无论是商用的还是从组件构建的)进行测试。①参考②③⑤实验室准比记录⑦参考水听器]⑨作水听器作水听器间核查⑩图4推荐的校准程序的主要步骤框图4.4.2参考声源换能器参考声源换能器，当使用指定的方式电子激励，会提供确定的超声功率水平。这种参考声源已在检定/校准实验室中得到校准，在一个或多个频率下和给定的条件下其功率水平已知(例如Fick等，4.4.3辐射力天平的校准要校准一个辐射力天平，参考声源应安装在辐射力天平水槽的适当位置，参考声源和任何驱动信号源的组合应不产生超过校准频率下的输出功率的-40dB的谐波。参考声源必须在规定的条件下激励以得到需要的已知超声功率输出，W₁。检查辐射力天平，如果需要还要进行校准，以便使它的读数能与已知的超声输出功率W,在每个校准频率下均一致。或者，在每个校准频率下，根据经验确定力平衡方程的频率相关的校正因子C()在每一校准频率的值。[理论上，C()]是常数。]如附录A中描述，此过程应重复数次，以确定与过程相关的误差。4.4.4辐射力天平的线性度验证将参考声源与辐射力天平组合起来，激励参考声源使其输出已校准的声输出。在辐射力天平的线性度要求如果发现非线性声输出，那么在辐射力天平用来测量超声诊断设备的线性响应，但在高激励电压幅度水平下时会偏离线性响应(饱和效应)情况下，线性响应函数通过删大于系统测量误差(见4.4.3),则需要修理或校准辐射力天平；另外，参考声源可能会出现故障，必关于工作声源的校准。)必须小心以确保发货或收货后的水听器没有可能会影响校准的损坏。在温度约为5℃和+40℃之间保存。参考声源或工作声源换能器必须在接近校准驱动频率的频率所激励，波形为有足够幅度以给出一个清晰和可重复压力波形的窄带准连续正弦波(10-15周期),期间参考水听器架设在声源远场处。必须调整参考水听器位置和声源脉冲长度，使得脉冲幅度平滑的区域没有重叠的反射信号。声源换能器和参考水听器进行校准前，应在水中稳定至少10分钟。声源换能器和参考水听器应去除气泡。使用3.5.3节中所述的扫描和定位系统，参考水听器位于声源换能器声束轴。参考水听器应进行平面栅格扫描，以确保在给定的轴向距离上位于最大的压力点处。参考水听器产生的波形，使用示波器或数字化系统按第3.5.4节中指定进行记录。为了在示波器上显示稳定的时间波形，必须提供声源换能器的同步触发信号。参考水听器触发信号和声波的到来之间的时间延迟，可以用来确定从声源和水听器的距离。由于水中声速和衰减系数是温度的函数，必须选择、维护一致的水温，并为这些测量进行记录。声源换能器应在特定的频率下得到激励，这些频率对应了检定/校准实验室所提供了的灵敏度M(I)或者Mc()。需要注意的是，如果检定/校准实验室提供了Mc(),在做出任何关于波形的计算前，需要确定本地实验室M()(参见3.3.1)。针对每一个频率/,应当记录波形的数字化序列或图形，而均方声压或等效的时间平均强度，通过正峰压和负峰压的计算可得。必须反复测量几次，以便得到如附录A中所述的每个频率的系统错误，通过抽查和工作水听器的灵敏度在相同的温度的评估，这些波形数据可以用作确定未来可能的变化的基础。期间核查至少应该每年一次。平面扫描技术，在4.8节和附录日描述，也可用于检查参考水听器的校准。4.5.3参考水听器的期间核查每个月，参考水听器应该通过使用它到货时的配置进行重复测量来实现期间核查。最低限度，这种期间核查应该每年做一次，通过比较波形数据和之前记录的数据，可以得到参考水听器的长期稳定度。校准日志应跟踪水听器性能的任何变化。如果时间平均声强或声压峰值的观察值超过测量的误差范围，参考水听器或校准设备可能已经发生了改变。如果使用辐射力天平检查，声源和相关设备未发生改变，那么需要修理、更换或到检定/校准实验室重新校准水听器。4.6工作水听器的对比程序在确认参考水听器的精度之后，可以在一个参考声源或者工作声源换能器的声压场执行对比程序，首先对远场的一个位于轴上的点使用参考水听器进行测试(见第4.5.2节),并且将其与需要校准的工作水听器的测量响应进行比较。在此过程中，定位和定向必须特别小心，使得参考水听器和工作水听器在声源的声压场中处于同一位置。此外，声源激发条件必须是相同的。如果参考水听器和工作水听器有不同的水听器有效直径，那么传播中的声束的差异作为在测量位置的径向距离的函数，在水听器有效直径较大的情况下应该可以忽略不计。否则，必须考虑为不同的水听器有效直径进行校正(Preston,等1988;Schafer和Lewin,1988)。执行宽频带比较的最便捷的方式是使用厚度12mm或更小的膜式水听器作为参考。应该使用一个内置放大器或者外置放大器但电缆较短(15cm)的水听器。放大器的-1dB带宽应该等于50MHz。放大器也应该符合表4的最低要求。在这些条件下，当使用宽带的声源换能器时，工作水听器的相对频率响应可以从工作水听器的频率响应和参考膜式水听器的比值得出。(Bacon,1982;Harris,1988)。4.6.2工作水听器的电缆末端有载灵敏度的确定4.7工作水听器的期间核查工作水听器应该定期地使用购入时的设置通过重复性测量来进行期间核术进行对比(见第4.3节)。最低限度，这种期间核查应该每年做一次。通过和之前的数据记录进行直接的波形对比，可以确定工作水听器的长期稳定性。使用的第一个月，至少应保持每天的日志以跟踪经出现了改变。如果通过辐射力天平检查，声源和相关设备未发生改变，则水使用户可以确信水听器的功能是正常的。使用的第一个月，应至少保持每天写稳定性，并且确定系统的不确定度。基于这些数据，较低频次的期间核查也就平面扫描校准(详见附录H)能作为确定水听器灵敏度的对比法或其他校准方法的替代方法(低于平面扫描校准在参考水听器的购入检查时或怀疑其性能的变化时，是非常有用和/或稳定性期间核查必须至少每个月一次(见第4.3节)。确定度以内且差异不超过±15%(通过检定/校准实验室或者通过比对手段)。5诊断超声测量步骤本节详细描述了测量声学和几何参数的推荐步骤。可证明等效于本节所述任何替代方法的系统误差和随机误差都必须确定，并在最终的测试报告一致和简单。测试程序被描述得足够详细，以便本标准广泛的潜在用户可尝试去给对量化声测量中毫无经验的首次用户提供一步一步的测试程阅读关于各种相关技术的参考文献也会有所帮助，而且其中Carson和交叉检查的推荐性程序步骤(用椭圆表示)与所用到的设备(用方框表示)之间的关系。器(和声源)的稳定性。各次测量结果的标准差应不大于5%。b)对于被测系统，执行水听器的测量和计算来得到声压、声强和第2章中列举的系统标志需要的相关参量。测量的细节概括可参见图6。重复这些测量来得到每一个单一操作模式和复合c)如果一个辐射力天平在下面的第5步中不可用，或者需要进行水听器与辐射力天平之间的比对，那么就要把工作水听器放在声场中，执行一次平面扫描，计算特定模d)通过测量工作声源或参考声源的超声功率W的来验证辐射力天平(和声源)的稳定性，声源应采用第1步中的设置。各次测量间的标准差应不大于3%。e)使用被测超声系统在测试水中最大Lpa时相同的设置，记录N(N>3)次换能器耦合和非耦水听器测量校准核对数据合理性验证水听器稳定性(1)选择操作环境和设置确定声束轴计算超声功率计算p记录波形部分，也可以耦合到水听器输出的终端电缆上。足够的频率响应和对被测换X,Y,Z运动定位装置，在水听器或声源支架具有两个正交角度调整(I,M)的能力(见图7和图8)。数字化波形处理示波器(见第3.5.4节的规格)——传统的模拟示波器通常不足以确定最大工作声源或者参考声源换能器及其驱动，如第4章装水的水槽，在附录E中有所解释；见附录K——水中测量的合理性。硬拷贝设备(胶卷或绘图仪)。时应小心，以防止在测量过程中不慎造成震动。在各自的具体的校垂直程序依赖于使用的换能器组件和水听器。以下是一个与声束轴重合使得水听器处于最敏感的方向。除非使用膜式水听器，否参考声源和工作声源在同一标准化设置驱动下经过了水听器的稳定性检查(5.2节的步骤1)后，和验证其一致性，确认其在水听器的稳定范围内，此范围由最近一次的水听器得到和以前的测试一致的信号水平，意味着测量程序和水介质等设施是稳图7水平扫描机构的例子图8垂直扫描系统的例子这种校垂直是整个测量过程关键部分，特别是在待测试系统上执行时。应采取极为谨慎的态度以确保它的正确完成。校垂直或定位决定所有的关键最大值，意味着必须格外小心的确认垂直和定位，以确认垂直或发现的位置是一个真正的最大值，而不只是一个局部的或错误的最大值。应对从工作声源上取得的值和波形记录取对数。待测换能器的安装和校垂直把声源换能器替代为待测换能器。用待测系统中的M或A模式下的一个固定的声束，重复上述第●把待测换能器(声源换能器)的声束与定位系统的Z轴对准。图6列出完成第5.4节中所述非自动扫描模式下的测试的每个必须的步骤。●使声束中心点在声源的远场处与水听器对齐，如大于远场过渡长度的1.3倍距离处。●确定水听器的方向能产生最大响应。●进行Z扫描，直到水听器信号时间峰值最大。●确定水听器仍在声束轴上。如果待测超声系统没有稳定的声束模式或很难在脉冲重复周期进行同步扫描，那么在不防碍PVDF水听器声场检测时(理想情况下，安装在主水听器之下),可安装第二个水听器来作为备用外部触发源。对于扫描模式，触发水听器通常安装在扫描平面的边缘，以便扫描的第一个脉冲可以最强烈的被获取。对固定声束模式，水听器应安装在距声源到测量水听器距离更远处。无“控制板”的M模式仪器可能有一个内部测试模式，可充分模拟M模式使得声输出测量有一个固定的声束。可咨询该待测仪器的制造商了解更多的信息。5.4非自动扫描系统下的声强和声压的测量5.4.1声强和声压测量的参考位置最大自由场脉冲声强积分(PII)的位置应当作为ISPTA、IsPPA、p₁与f测量的参考位置脉冲声强积分作为测量声束剖面和场的深度的参考量。最大衰减脉冲声强积分的位置应当作为IsPTA3、此外，对于任何待测的发射图案(j),最大激励电压幅度(vmj)可用来确定最大自由场脉冲声强积分和最大衰减脉冲声强积分的位置。最大自由场脉冲声强积分的位置表示为zmjpI,最大衰减脉冲声一旦使用下面给出的程序确定了这些位置，报告的声强和声压可以由任何激励电压幅度所确定。对于产生连续波的设备，脉冲声强积分是一个无意义的参数，在测量IsPTA、p、和f时，应使用最大时间平均声强的位置代替最大脉冲声强积分的位置。应采用最大衰减时间平均声强的位置代替最大衰减脉冲声强积分的位置来测量IsPTA₃和p₁3。第5.4.18将对产生连续波的设备使用的程序做进一步阐述。5.4.2选择操作条件和最大激励电压设置选择进行测试的操作条件。这将涉及到一个特定的激励电压幅度和发射图案(j)。各项报告参数条件都应当记录下来并包含在测试报告中，以便重复设置。最大自由场脉冲声强积分和它的位置应铅z轴移新器并确定每一个位置上的脉冲积分强度来得到。为了避免近场的变化，这种轴向扫描应不靠近有效孔径表面，最小测试深度zmin为：……(5.4.41)AaprPIG,vmjz)5-5)。这些波形的输出控制设置也应该被记录。5.4.9相关参数式中f和是主瓣分离最广泛的频率，其水听器电压频谱为最大值的-3dB(71%)。在模拟或数字频谱分析或采样中，分别改变傅里叶变换的扫描率或点的数量，确保和2没有偏移。如果和2漂移，可使用以下方式之一来稳定：(1)降低频谱分析仪的扫描速度或(2)增加时间的记录长度，使傅里声束轮廓和其他几何参数要确定焦深，应在声束轴上的两点P¹、P₂来评估脉冲声强积分，这两点的脉冲声强积分为处的一半(如果存在这样的点)。如果不存在这样的点，P₁为换能器的表面的点。为了确定X(扫描平面内)及Y方向(扫描平面外)-6dB声束宽度，应评估垂直于声束轴，沿着指定方向两个点的脉冲声强积分，其脉冲声强积分的值应为该操作条件下PI(j,v,zmjpn)最大值的四分之一。对于单阵元的换能器测量步骤和其余参数的例子(也可以简单的应用于多阵元的换能器)在参考非圆形孔径的声束轮廓和声束入口尺寸应在XZ扫描平面(扫描平面内)和YZ扫描平面(扫描平面外)方向分别测试，以充分地表现声束特征。任意激励电压幅度下，(z=Zmjpn)处的空间峰值时间平均声强(IsPTA),可由下式得到：式中PRF是脉冲重复频率，见定义，单位为Hz,v为激励电压幅度。图9在最大/sm位置上的稀疏峰值电压波形信号(V)Ω>1Ω>图10一个典型的脉冲声强积分(P1/)波形一I聚焦-IE=声束轴图12扇扫矩形换能器组件的脉冲(如成像线)焦点处的声束几何示意图//图13/沿着穿过圆形声源源换能器焦点直径的A归一化为J/cm)图PH(O,V(归一化)x和y轴是平行于换能器组件边缘并相交的。参见图12。式中f是频率，单位为MHz(第节),z是沿着5.4.14波形记录集窗口),积分时间应大于10T,以减少在一个非整数周期积分中的固有误差。自动扫描模式下，一系列发射声束沿着相邻的方位角(即：侧向平面)方向标平面扫描。方位角扫描的重复频率称为扫描重复频率(SRF);可通过其倒数扫描重复周期对声强最简单的自动扫描模式下，所有发射声束使用同样的聚焦特性沿着各自于声束轴方向不同。因此，所有声束的时间峰值和脉冲平均参数(单独考虑)以及自动扫描模式本身，是一致的。该模式下的时间平均参数是通过各个声束的脉冲平均参数、整某些扫描模式可能采用两个或两个以上不同的聚焦模式，在不同深度聚焦，从而数是通过不同声束类型的脉冲平均参数，在整体扫描在另一类型的系统中，扫查平面自动在目标空间沿垂直方向移动。因此，扫描a)此模式下的时间峰值和脉冲平均参数由各个声束分别的时间峰值和脉冲平均量来决定。如扫描重复频率、脉冲重复频率等参数和诸如声束空间重复率等因子，都不能影响到该模式下的b)时间平均参数由声束在扫描重复周期内产生重叠的累积效应的影响所决定。作为最重要的参数，自动扫描模式下的某个点上测量的时间平均声强，由该点上的扫描期间通过的不同的声复合模式下的自动扫描，与扫描设备操作条件及声束形状、焦点根据其特性，自动扫描模式测量，最大的困难可能就是没有声束的发射序列详细信息。这种信息可从制造商处获得；如果没有，在扫描平面上用水听器进行的复杂的扫描是确一特定的前面板的设置的脉冲序列的必要方法。复杂的阵列系统使用不同在复合自动扫描模式，每个仪器制造商的操作方案各不相同。通过算法协助查式中PII₃(x,0,z)是第i束声束在点(x,0,z)上的衰减脉冲声强积分(或衰减单个脉冲声能通量),SRF5.5.2-1中的求和说明了所有脉冲在一个扫描过程中对点(x,y,z)的贡献，可定义为该点的衰减扫描声强积分(SII₃):如所有参与扫描的声束有相同的聚焦特性(孔径大小、焦深等),且在给定的范围内方位角的间x-i△x,△x(z)是范围z的声束之间的方位间距，i是在一个扫描重复周期内重复的声束的数目。的总构成中占主导地位),且靠近侧边的边缘效应可被忽略。可以表明SII₃(x,y,z)不再依赖于x,可 因此，当所有组成扫描的声束有同样的聚焦特性，且它们都在一个给定范围内恒定的方位上，声 因此测量可以在一个扫描平面的中心或扫描一个固定声束进行。5.6功率测量进行声功率测量的测量方法应与已校准的辐射力天平测量一致。声功率的测量方法应溯源至NIST使用辐射力天平检测声功率，辐射力天平应使用参考声源换能器校准，其声功率应可溯源到检定/校准实验室。凡使用水听器的平面扫描法确定声功率，工作水听器的灵敏度应使用参考声源换能器或参考水听器来确定，并可追溯至检定/校准实验室。整个平面扫描系统的精度应使用声功率可追溯至检定/校准实验室的参考声源换能器验证。5.6.1辐射力天平法测量方法辐射力天平系统，其操作方法及测试程序在3.6和4.4说明。在本地实验室，应使用校准过的辐射力天平系统对参考声源、工作声源和脉冲激励进行定期比对。测量诊断系统发射的超声功率是辐射力天平系统的主要功能。当使用辐射力天平(RFB)测量时，应小心以确保辐射力天平的靶能截获声源换能器发出的全部输出功率。声源换能器和RFB靶应定位，使得有效声束横截面积的尺寸比RFB靶尺寸小，并且声束中心与RFB靶一致。测量诊断系统驱动的非聚焦型换能器的程序与测量参考声源或工作声源的程序是相同的。测量聚焦型换能器时，应进行测试来检测出水介质产生的非线性响应。对于超声诊断系统，通常发射的是脉冲波。不管超声是否脉冲波，公式4.4.1-2均可计算出其超声功率，因为辐射力测量是时间平均的。有必要知道哪一个孔径或超声线产生了最大声强，因为有些线可能比其他的线携带更多的能量或聚焦更小。如果测量一个非自动扫描模式或摆动被限制的自动扫描模式，必须使用这条线来进行功率强烈建议在所有的测量类型，除测量功率/单位长度(节)特殊情况外，自动扫描、非自动扫描或声束摆角被限制的复合模式均使所有脉冲都从产生最大声强的孔径发射。这将确保所有的超声声束至吸收靶的入射角与法向的偏离不超过10度。必须知道被测量系统设置对应的PRF,特别是如果这些测量结果被用来和水听器格栅扫描得到的数据(见第5.6.2)对比。同样，对于多模式和特定系统，必须已知其脉冲序列(如B模式、多普勒等是读取数据前，必须要有一个短的延时。由于靶的重量会由于箱体内液体的温度而变R(0)=2R₀-R₂₀……………(5.6.1冷却。注意靶的冷却要比加热的过程要慢。在断电到上电和上电到断电的测量中不应该存在系统的差异性。任何这样的差异可能表明待测系统有一个显著的热身或关机时间，可能需要一个替代的方法来中断发射电压。断电(时间零点)和上电之间的(插值回到时间零点)重量的差值除以68mg/mW的转因为超声声束传播到靶的过程中有一定的衰减(因为液体(Kaye和Laby,第14版)和膜衰减),必须采用校正因子来校正测得的值。天平在超声工作频段范围的校准是必须的(参见第4.4节)。对一组测量结果进行平均可产生更准确的结果。另外，待测的换能器应该从天上；重新耦合的次数(N2)应为3次或以上。计算得值的标准差，而N2的均值之间的标准差也需要。报告中的功率应该是基于N2组的功率平均值(参见上电上电断电上电断电上电断电上电断电上电断电上电\---+---+---+ 图15一个辐射力天平N=5次测量的演示如发射孔径>相应的辐射力天平的靶尺寸的3/4,应调整换能器到靶的距离，使声束横截面积的主靶往往会导致测量中不可接受的噪声。对于大孔径换能器可增加换能器到靶的距离或使用准直仪(见应对数据集[W(),v.²(i)]使用最小二乘法来1)如果可能，不聚焦声束，其他所有发射图案参数不变，并重复以上的线性度测试。2)少换能器与靶的距离并重复线性度测试。如果1)声功率测量设置应做出调整，辐射力天平校准和线性度应该按本标准第4.4.3和4.4.4的Power(mW)=[ABS(W2-w¹)/68]×c(5)……(5.6.可采用以下方法来屏蔽扫描有效孔径方位角宽度1cm范围外的所有声功率，剩余的声功率发射可根据节中的程序进行测量。布置本标准所述掩膜后，1cm宽的孔径会穿过最大量的声功率，产生的最大测量值W/X(j,va)应当公开。从1cm宽的孔径发出的声功率被视为换能器中心1cm宽的孔径发出的所有的声功率，测量不确定度在20%以内。当辐射力天平的靶被用于限制方位角(图像平面)孔径，其几何形状和组成应可探测到穿过1cm宽缝所有向前的发射而不会探测1cm宽缝以外的发射，如本节要求。所以，本节中描述的1cm的掩膜和1cm宽的靶虽然有一些不同来源的误差。两种方法界定孔径的准确度都应该给予合理的认同。机械探头或者第三方测试的所有探头，建议使用吸收掩膜或限制宽度的辐射力天平吸收靶以限制在有效扫描孔径前表面1cm的线性宽度处探测。以下各节描述了加窗技术，包括：使用1cm宽的吸收掩膜、lcm宽的辐射力天平靶和电子屏蔽技术：a)1cm孔径掩膜：使用掩膜时，它的几何尺寸和组成应可消除活动阵列除指定1cm宽度发射出的超声功率。只留下1cm宽的向前发射的通路，以满足本节探头前表面应和掩膜表面共面，衰减应该至少为30dB,其窗口内壁有至少90驸率的材料来减少墙壁的吸收损失。缝的长度至少为待测换能器垂直尺村的两倍。为检查这两个要求，超声功率的测量应该使用两倍的掩膜厚度。测量也应该在每个待测扫描头/系统下进行，测量不确定度在10%以内。图16是一个推荐的掩膜几何形状的草图。建议使用有最大衰减系数并与水有最低阻抗失配的材料。材料可以通过购买获得，跟水有很好的相容性(反射系数=-30dB),在3.5MHz时衰减在45dB/cm的范围内。额外的衰减也可以由封闭孔泡沫夹不锈钢或夹在两层超声波衰减材料之间高/低阻抗反射物来提供。对每单位长度声功率测量，掩膜的缝应该与待测换能器对齐，其成像平面如图17所示。横向定位在机械扇扫和凸阵扫描中至关重要。扫描头探头支架和夹具可起到帮助作用。可以认为，声束轴垂直于掩膜平面和靶平面(偏差±5°),扫描平面与缝隙的边缘垂直(偏差±5°),就足够达到本测试的目b)1cm宽的辐射力天平靶：作为孔径限制掩膜的替代选择，每单元长度超声功率可以用1厘米宽的辐射力天平靶来测量。使用该靶时，它必须直接放置于探头前面，其几何形状和组成应该使其只能探测到超声探头1厘米宽的缝隙发射的超声。为了满足本节中精度的要求，及本标准节的线性要求，靶到换能器的距离应该小于102,(λ作为靶性能的考察，声功率的测量应用两倍杷的厚度。每个待测扫描头/系统进行一种扫描模式的测量，测量不确定度在10%以内。为了减少混响引起的测量误差，必须谨慎实施以确保反射声能量(例如，从换能器或空气-水界面)不会撞击靶的表面。此外，靶的长轴方向应该保持垂直于扫描平面，如图18所示。c)使用电子控制方式创建1cm宽的窗口：如系统控制方案和换能器几何形状允许，可通过利用电子方式断开1cm宽的孔径区域外的发射来实现，1cm宽的孔径内部的功率不受电子掩膜的影响。如果可以电子控制线性阵列(序列、相位、组合),推荐使用电子方法产生1cm宽的有效孔径。辐射力天平技术是声功率测量的主要方法。然而，以标记为目的的超声功率W测量可使用水听器于水中路径长度、测量设备(水听器、放大器、示波器等)和待测超声诊断设备电压范围的组合不满足线性要求。那么应该确定系统电压线性度并通过线性外插技术来计算高电压下(非线性)的超声功使用水听器测量的超声功率Wh.对比由天平确定的超声功率Wb.是一种很有用的针对所有测量用作水听器的校准时，平面扫描方程的推导跟待测系统(超声系统)的功率测量相同；推导见附平面扫描测量和计算的精度应该通过对标准参考声源在校准频率进行功率平面应该与参考声源产生的功率对比。测量时，水听器的校准因子M²(o)应该由其他方法提供，而不是从对于聚焦型换能器，水中路径的长度应该由焦深的定义中专门阐述的参数确定1)区分在从最高到最低激励电压幅度时所观察到的时间50激励电压幅度下的非线性可明显观测到，执行第(3)和第(4)条可得到线性响应。如果非线性传播参数σm<0.5且非线性响应在执行第(3)和/或第(4)条后仍然存在，非线性响应垂直于RB靶垂直于RB靶图16推荐使用的1cm宽孔径掩膜(资料性附录)统计学注意事项本附录的目的是提供测量超声仪器声输出水平及量化测量不确定度的程序。它很大程度上来源于Ziskin发表的详细的教程(1993,2003)。声输出量的报告，需要测量均值的说明和测量相关的不确定度的定量估计。不确定度是由置信限或公差限来表示的。95%的置信限是指一系列的值有95%的可能包含在真平均值(或其他指定的量)的范围内。置信系数用于计算置信限，在表A.1中给出。95%的公差限是指一系列的值有95%的可能包含在所有值的指定百分比值范围内。表A.2给出了样本值90%,95%,99%的公差系数。本附录将说明如何计算相应的置信限和公差限。本附录中的一个重要特点是在区分测量不确定度的组成时，引入了A类和B类的术语，与国际标准化组织(ISO,1993》推荐和美国国家前的术语：随机不确定度和系统不类是通过重复测量的统计处理来评定B类是其他方法评定得到的。进行新的分类的一个重要原因是提供一个国际公认的数学过程将不管是随机效应还是系统效应导致的不确定度的各个分量合并成一个总的不确定度。这种方法的基础是以标准偏差来表示不确定度的每个分量，被称为标准不确定度。其符号为U,对于A类不确定度分量，u等于统计学上的估计标准偏差。统计方法涉及多重分析来估计总体参数，如，平均值和标准偏差。B型评定是以使用的所有相关信息的科学判断为基础的，这可能包括：(1)以前的测量数据，(2)有关的材料和仪器的经验，(3)制造商的规格书，(4)检定/校准实验室提供的数据，(5)从手册中得到的不确定度的数据。应当注意，基于有限的数据的不确定度的A类评定不一定比B类评定更可靠测定值的A类标准不确定度，uA,等于样本均值的标准差，也被称为标准误差。可由下式得到：式中A类不确定度可以通过进行额外的试验来减小。这结果来自分母的增大。理想的情况下，应反复测量多次从而得到一个可靠的标准差。B类不确定度评定B类不确定度评定在所有可校正的系统误差进行调整后进行的。所有剩余系统误差的统计分布结合起来产生总的统计分布。除非有相反的信息，个体的概率分布被认为是独立的均匀分布，每个产生方差等于a²13,其中a;第i个不确定度分量的半宽限值。由于个体分布的独立性，总方差等于个体方差的和。因此，对于n个均匀分布的不确定度分量，总方差o²为：实际执行声输出水平和超声测量不确定度的适当描述，将以三个例子的形式探头探头声功率输出的测量。第二个例子是基于四个同一型号探头进行重复测量的1.辐射力天平的校准2.功率重复测量的执行3.根据可纠正系统误差调整数据5.计算B类标准不确定度(up)其中x是样本平均值功率测量，在进行功率测量的超声系统的带宽范围内至少取两个频率点。独立在操作中意味着每量都应包括整个设置、测量并关闭程序。这就要求每次测量都要进行整个测量系统的完整的拆卸和安装，且应与日常工作程序的开始和结束的程序一致。如果拆卸和安装花费太多的时间以致于进行十次测量显得要求太高，只要能把不确定度保持在一个可接受的水平，可以减少测按照上述指导方针，使用辐射力天平对NIST标准功率源进行10次独立的测量(Fick,等1984)。设构成了一个系统误差，但是是可修正的。需要进行适当的测试来确定样本均值的95%置信区间是否包=1.040±0.0318=(1.0082,1.校准过的辐射力天平现在被用来测量感兴趣换能器的输出功率。保持恒定复测量次数为5。根据校准程序，测试中需要进行完整的系统的拆卸和安装。5个测量值和校正(修正)B类不确定度的评定，包括指定由NIST说明的不确定度(±4%)加上由测量位置引入的未校正的系统误差。在这个例子中，假设只有测量位置的未校正的系统误差会在读取天平读数的时候出现。如而，NIST说明这是一个k=2的扩展不确定度，0.080W需要除以2,提供用于合成不确定度的B类标准不确定度。因为没有任何理由怀疑任何值将更有可能在不确定度范围之外发生，可以合理的假设这些系统误差是均匀分布(矩形分布)。因此，总的B类不确定度分量可以这样计算：超声测量中，为得到适当的扩展不确定度U,提供了95%的置信度。所以，k设为有效自由度或者表示为%:例2:一个换能器型号的输出功率的测量为独立和正态分布。当每个探头进行多次测量，整体差异包括了探头差异和测量系统固有差异。标准为了超声测量的目的，扩展不确定度U应设置置信度级别为95%。因此，k应设置为t.975在n-1=3Power=x±u=(73.75±15.49)mW对于一些比率如99%,它也有可能提供模型中的探头单元高于95%的公差限。计算中使用了扩展样为因此，对于99%的功率值的95%的上公差限，Power≤x+u=73.75+40.74=mW例3:超声扫描仪功率输出的测量超声波扫描仪由一个控制台及一个或多个换能器组成。超声设备制造商的一个在此分析中假设的控制台和换能器是独立的，所有重复测量也是独立的。另外xjk代表第j个单元的第k次功率测量(k=1,2,…6)。应用在图A.1中列出的公式可得出以下结果：换能器的均值是：总体均值等于换能器均值的平均(也是控制台均值的平均)。也就是：换能器均值的标准差是：控制台均值的标准差是：测量技术固有差异定义为Smeas,来源于测量技术方差的平方根。也就是：扩展不确定度为：上公差限可表示为：因此，有95%的可能性99%的功率测量小于99mW。表格列表表A.1:95%和99%置信系数(双侧)表A.2:95%公差系数(单侧)表A.3:90%公差系数(单侧)表A.4:辐射力天平的校正表A.5:超声功率的测量表A.6:4个换能器超声功率的测量图A.1:12个控制台-换能器组合超声功率的测量图A.2:p个换能器，q个控制台，r次重复的计算设置自由度(DF)95%置信系数(t.975)信系数(t.g₉s)21324.304354657687989表A.1:95%和99%置信系数(双侧)(续)样本数(n)自由度(DF)95%置信系数(t.975)99%置信系数(t.995)oo表A.2:95%公差系数(单侧)样本数(n)自由度(DF)21324354657687989表A.3:90%公差系数(单侧)P=95%上公差限的%的样本数样本数(n)自由度(DF)21324354657687989表A.4:辐射力天平的校正WWWWWW表A.6:4个换能器超声功率的(值的单位为mW)总平均值(24个值的平均)=73.75mW功率<115mWmm控制台J=1,2,3,4(q=4)7290STDDEV=5.80STDDEV=8.9488682STDDEV=6.32m=61.00))总平均值=61.00mW功率=61±14mw(95%C.I)功率<99mW(99%测试值的95%TI)1m₁m2m₂mP 第ij个单元均值总均值ANSINCSLAmericanNationalStanUncertaintyinMeasurementANSINCBoulder,CO,1997.FickEitzenTschieggandBreckenbrStandard.J.ofResearchoftheNationalBureauofStandards,Vol89(2),209-212,1984.ISOGuidetotheExpressiNatrellaExperimentalStatisticsNationalBureauofStandarPrestonBaconandSmithCaliAssessmentIEEETransactionsonUltrasonicRaoVarianceComponentsEstimationMixedModelsMethodologiesanTaylorBandKuyattCGuideMeasurementResultsNISTTeeditedbyZiskin,M.C.andLewinP.ACRCPressBocaRatonppZiskinSpecificationofAcousticOutputLevelaExposimetryIEEETransactionsonUltrasonicsFerroelectr到5%。.B.BC.C图B.1非聚焦声源发射的超声功率800mW下声压波形的水听器测量a.测量距离=10.8cm,中心频率=2.6MHz,σm=0.30b.测量距离=15.2cm,中心频率=3.7MHz,σm=0.60c.测量距离=19.5cm,中心频率=4.8MHz,σm=1.070则然后表C.1给出了z/d,比值从2到10和中心频率从1到10MHz的de尺寸(单位mm)。表C.1由公式3.3.3-1得到的水听器有效直径值频率(MHz468(资料性附录)水中和组织模型中的声输出参数；衰减值本标准中，指定W、IsPTA、IsPPA和p₁是在水中测量的。其基本原理在附录K中有说明。需要进行计算实现程序步骤，推导衰减参数如p₁3、IsPPA.3、ISPTA3。(超声功源特性。)下面讨论衰减程序和计算。D.1组织模型在临床实践中，很值得了解原位置也就是在超声检查期间病人体内感兴趣点的声强。因为测量原位置的值是不可行的，必须在各种可用信息的基础上估计。估计这些值的一般过程被称为衰减，估计的值被称为衰减值。这样的估计值必定是粗糙和不确定的，因为声束在不同临床情况下发生的衰减有很大的差别。更麻烦的是水中的声场测量受到非线性传播的影响而组织中的非线性的影响是不确定的。估计原位值的一类模型中，身体组织被假定是均勾的，衰减系数等于软组织(例如肝、脾、脑)在实验室实验中测量出的平均值。(这些均匀组织模式是简单的概念，虽然将会看到在目前执行中有一些困难。)假定一个声源换能器在z方向发射频率为f的超声声束到水或组织中，输出功率在两种情况下是相同的。媒介中任何点的衰减系数f可定义如下：衰减声强=0水中声强……………(D.1-1)对于峰值稀疏声压p,对应的关系式是：衰减声压=⁵●水中声压…………(D.1-2)以下的等式被用于计算一个特定的均匀组织模型的因子f:其中0.23是分贝和奈培的转换因0.3是假定组织衰减系数为0.3dB/cm-MHz,为超声频率单位为MHz,z是在衰减媒