不确定度评定

医用诊断螺旋(CT)X射线辐射源剂量指数测量

结果不确定度分析及评定1、测量方法依据JJG1026-2007《医用诊断螺旋计算机断层摄影装置(CT)X射线辐射源》，将头部剂量模体分别置于射线照射野中心，将电离室依次放置模体中通孔里，其余圆孔插入圆棒，用CT机头部条件进行扫描，扫描区域不应有影响线束的物质。通过测量医用诊断螺旋计算机断层摄影装置(CT)X射线辐射源的照射量转化成空气中吸收剂量，再将空气吸收剂量换算成为模体的吸收剂量，从而完成对辐射源剂量指数的检定。2、数学模型・D=N・M.F-F-K-d-1Wx 1 2S式中：Dw一模体中的吸收剂量，单位为mGy；N*—照射量刻度因子，单位为cm；M—剂量仪经温度、气压修正的示值，单位为2.58X10-4C/kg(R)；%—由测量的照射量转换成空气中吸收剂量的转换系数，33.97X103mGy・kg/C；匚一由空气中吸收剂量转换成模体中的吸收剂量的转换因子，0.88；%一层厚修正因子，对于100mm长杆电离室取值为1；d一层厚(N・T)，cm，通常取1.0。由(1)式得:D=N・2.58X10-4-K-M-33.97X103•F•1•d-1Wx TPx 2式中：K—空气密度修正因子；TPKTP=93■以~P~T—环境温度，K；p一大气压强，kPa；M—剂量仪示值，R；xd一扫描所用层厚，cm，通常取1.0。3、测量不确定度的来源由(2)式可得用以评定测量不确定度的数学模型如下：D=c•N・M-F・T.sd-1 (3)W xx2式中：c=2.58X10-4X33.97X103X101.3N293.15X1为常数因各输入量彼此独立，不等于零，故可对上式求全微分，并在等式两边同时除以D，最后经简化整理可得：dD/D=dN/N+dM/M+dF/F+dT/T—dp/p—dd/dWWxxxx22上式中各项(相对微小变量)系数均为+1或-1，因而可得相对合成方差公式为：U2 (D)=U2 (N)+u2 (M) +u2 (F)+u2 (T)+u2 (p) +u2 (d) (4)crelWrelx relx rel2 rel rel rel式中：u(D)一剂量指数的相对合成标准不确定度；u(N)—照射量刻度因子引入的crelW relx相对标准不确定度；u(M)—显示值引入的相对标准不确定度；u(F)一转换因子引入的relx rel2相对标准不确定度；u(T)—温度引入的相对标准不确定度；u(p)一气压引入的相对标准rel rel不确定度；*ei(d)一层厚引入的相对标准不确定度。4、评定各输入量的相对标准不确定度分量4.1输入量N的相对标准不确定度u(N)的评定x relx输入量N的相对标准不确定度u(N)的评定relx检定证书给出：照射量刻度因子的相对扩展不确定度Urei(Ni)=5%，包含因子k=3。按服从正态分布，则输入量"相对标准不确定度分量为：u(D)=u(N)=U(N)/k=5%《3^1.7%irel rel1 rel1此信息来源非常可靠，所以自由度U]—8。输入量N的相对标准不确定度u(N)的评定rel2据有关资料：剂量仪的长期稳定性为年变化不超过2.0%。假设剂量仪已经稳定性考核合格，故相对半宽«=1.0%0按服从矩形分布，取包含因子kK^,则输入量N2的相对标准不确定度分量为：4^(D)=气](N2)=a/k=1.0%《龙e0.6%对此估计，△牛前"/牛前(N2)=0.10，查表得：自由度U=50。2输入量N的相对标准不确定度u(N)的评定rel3据有关资料：照射量刻度因子的误差还包括校准和测量时X射线辐射能谱的差异，其相对扩展不确定度U(N)=1.0%。按服从t分布，取包含因子k=2.01，则输入量N的相对标rel3 3准不确定度分量为：u(D)=u(N)=U(N)/k=1.0%：2.01e0.5%3rel rel3rel3对此估计，△牛前叫/牛前(N3)=0.10，查表得：自由度u=50。34.2输入量M的相对标准不确定度牛前(M)的评定输入量M的相对标准不确定度u(M)的评定1 rel1选一台稳定的医用诊断计算机断层摄影装置(CT)X射线辐射源，在短时间内用该计量标准，按7.2.2剂量指数的测量方法重复测量10次，得到测量值为24.0，24.2,24.1，24.0，24.1，24.0，24.4,24.3,24.3,24.4mR。于是测量重复性(单次相对实验标准差)按下式计算：F67%s(Mk)F67%由此可得，输入量M1的相对标准不确定度分量为：气凶(D)=urel(M1)e0.7%,自由度U4= -1=9。输入量M的相对标准不确定度u(M)的评定2 rel2因剂量仪为数字显示仪表，其末位显示分辨力为 0.1mR，即显示分辨力的极限差为0.1mR，故半宽a=0.1mR^2=0.05mR。按服从矩形分布，取包含因子kK^，则输入量M2的标准不确定度分量为：u(M)=--•./k=0.05：,.Me0.029mR2若取M=10mR，则输入量M的相对标准不确定度分量为：x 2u5rei(D)=气］(M2)=0.029：1000.3%对此估计，△urei(M2)/Urei(M2)=0.10,查表得：自由度u=50。5输入量M的相对标准不确定度u(M)的评定3 rel3电离室放置位置引入误差，取经验值0.1mR,按服从矩形分布，取包含因子k=M则输入量M3的标准不确定度分量为：u(M)=--••/k=0.1：・、e0.058mR3若取M=10mR，则输入量M的相对标准不确定度分量为：x3u (D)=u(M)=0.058：10e0.6%6rel rel3对此估计，△urel(M3)/urel(M3)=0.20，查表得：自由度u6=12。4.3输入量F的相对标准不确定度u(F)的评定2 rel2采用B类方法进行评定：查有关资料可知，由空气中吸收剂量转换成模体中的吸收剂量的转换因子引入的相对标准不确定度Urel(F2)=5.0%。按服从正态分布，取包含因子k=3，则输入量F2的相对标准不确定度分量为：u (D)=u(F)=U(F)/k=5.0%《301.7%7rel rel2 rel2此次信息来源非常可靠，所以自由度u厂8。4.4输入量T的相对标准不确定度urel(T)的评定输入量T的相对标准不确定度来源有两部分：一是由温度计的显示分辨力引入的相对标准不确定度urel(T1)，采用B类方法进行评定：二是由室温波动与不均匀引起电离室与室温平均温度偏差引入的相对标准不确定度urel(T2)，可参照校准和测量时经验数据，采用B类方法进行评定。(1)温度计最小分度值为0.1K，示值误差为土0.05K，故相对半宽■■-=0.05:293.15=0.02%。按服从矩形分布，取包含因子k竖，则输入量T1的相对标准不确定度分量为：u (D)=u(T)=：・/ko0.012%8rel rel1由于该相对标准不确定度分量较小，故忽略不计。(2)根据经验，室温波动与不均匀引起电离室与室温平均温度偏差±1.5K，故相对半宽"=1.5：293.15o0.52%。按服从矩形分布，取包含因子k=V^，则输入量T2的相对标准不确定度分量为：u (D)=u(T)=-L/k=0.52：.Mo0.3%9rel rel2对此估计，△u(T)/u(T)=0.10，rel2rel2查表得：自由度u=50。94.5输入量P的相对标准不确定度牛前(P)的评定采用B类方法进行评定：设当地大气压为96.0kPa,而由气压计示值和读数引起的误差约为±0.4kPa，故相对半宽--=0.4-96.0^0.4%。按服从矩形分布，取包含因子k=羊则输入量P的相对标准不确定度分量为：L(D)=UrJP)=«Vk=0.4%-归e0.2%对此估计，△*前(0/*前(0=0.20,查表得：自由度u=12。104.6输入量d的相对标准不确定度urei(d)的评定采用B类方法进行评定：根据检定规程，标称层厚大于2mm,实测值与标称值之差的绝对值不大于1mm。而测量剂量指数时扫描层厚为10mm,故相对半量宽度为：Ur(h)=1-10=10%按服从正态分布，取包含因子k=3,则输入量d的相对标准不确定度分量为：牛顶就(D)=urel(d)=Urel(h)/k=10%-3e3.3%此信息来源非常可靠，所以自由度u”一8。表1相对标准不确定度一览表序号符号来源类别相对标准不确定度分布自由度1Urel(N1)校准因子B1.5%正态82Urel(N2)稳定性B0.6%矩形503Urel(N3)谱差异B0.5%t504Urel(M1)重复性A0.7%t95Urel(M2)分辨力B0.3%矩形506Urel(M3)放置位置B0.6%矩形127Urel(F2)转换因子B1.7%正态88Urel(T1)温度B———9Urel(T2)温度B0.3%矩形5010Urel(P)气压B0.2%矩形1211u (d)层厚B3.3%矩形85、 相对合成标准不确定度VU2 =U 2(N) +U 2(M) +U 2(F)+U2(T)+U 2(P) +U 2(d)=U2(N)+U 2(N)+relrel rel rel2 rel rel rel rel1 rel2u2(N)+u2(M)+u2(M)+u2(M)+u2(F)+u2(T)+u 2(T)+