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【摘 要】 本文介绍了彩色多普勒超声诊断仪（以下简称彩超）血流速度示值误差测量结果不确定度的分析，为实际的校准结果的可信赖程度提供一些参考依据。
【关键词】 彩色多普勒超声诊断仪 血流速度 不确定度
【DOI编码】 10.3969/j.issn.1674-4977.2016.07.005
1 概述
（1）测量依据：JJF1438-2013《彩色多普勒超声诊断仪（血流测量部分）校准规范》，以下简称《规范》；
（2）测量环境：温度（15～35）℃，湿度：（30～80）%RH；
（3）测量标准：多普勒血流标准器；
（4）被测对象：彩超，型号：SSD-3500；
（5）测量过程：多普勒血流标准器的水槽中注入蒸馏水后（达到水槽标尺的“MAX”处为最佳），将被测探头放在模拟血管上方，彩超调至校准需要的状态，微调探头使模拟血管在图像上清晰显示，测量模拟血管的血流速度。
2 数学模型
[v=v-vs]
式中：[v]——血流速度示值误差，cm/s；
[v]——血流速度测量平均值，cm/s；
[vs]——血流速度设定值，cm/s。
3 各输入量的标准不确定度评定
3.1 由[v]引入的标准不确定度分量[u（v）]的评定
（1）血流速度测量平均值引入的不确定度[u（v）]
血流速度重复测量引入的不确定度可以通过在重复性条件下连续测量10次得到测量列。在设定值50cm/s处，测得的数据为：50.5cm/s，48.0cm/s，48.7cm/s，49.1cm/s，52.5cm/s，51.7cm/s，48.5cm/s，47.8cm/s，51.5cm/s，52.6cm/s。
[v=1ni=1nvi]=50.1cm/s
单次实验标准差[s=（vi-v）2n-1]=1.88cm/s
《规范》中要求以测量3次的平均值作为测量结果，则标准不确定度为：
[u（v1）=s3]=1.09cm/s
（2）温度变化对血流速度的影响引入的不确定度[u（v2）]
由资料查得，在23℃时，超声在仿组织材料中的声速为1540m/s，温度变化会对流速测量的结果有影响，其影响为0.1cm/s，则分布区间半宽为0.05cm/s，按均匀分布考虑，[k=3]。
[u（v2）=0.05/3=0.03]cm/s
（3）多普勒角度对血流速度的影响引入的不确定度[u（v3）]
综合参考和《多普勒血流标准器说明书》中对多普勒角度选择的要求，在校准中可将多普勒角度选择在30[°]左右。由资料查得，如果多普勒角选择在30[°]进行血流速度测量，在多普勒角度校正时，角度相差1[°]，引入的血流速度误差约为1.0%，按均匀分布考虑，[k=3]。
[u（v3）rel=1.03=0.58%]
在测量点50.0cm/s处，[u（v3）][=50.0×0.58%]=0.29cm/s
[u（v1）]、[u（v2）]、[u（v3）]彼此独立不相关，则血流速度引入的标准不确定度分量[u（v）]为：
[u（v）=u（v1）2+u（v2）2+u（v3）2=1.092+0.032+0.292]
=1.13cm/s
3.2 由[vs]引入的标准不确定度分量[u（vs）]评定
[vs]引入的不确定度由测量标准的说明书给出，多普勒血流标准器说明书中给出血流速度的最大允许误差为±（1%+1个字），则在血流速度为50cm/s的测量点，最大允许误差为±1.5cm/s，按均匀分布考虑，[k=3]。
[u（vs）=ak=1.53]=0.87cm/s
4 合成标准不确定度及扩展不确定度
4.1 数学模型
[v=v-vs]
灵敏系数：[c1=?（v）?（v）=1] [c2=?（v）?（vs）=1]
4.2 标准不确定度汇总表
4.3 合成标准不确定度
[u（v）]与[u（vs）]之间彼此独立不相关，则合成标准不确定度为：
[uc=u（v）2+u（vs）2=1.132+0.87]=1.43cm/s
4.4 扩展不确定度
取[k=2]，则
[U=k?uc]=2[×1.43]=2.9cm/s
《规范》中，在血流速度测量项目上，一般选择50cm/s和100cm/s两个测量点。在100cm/s测量点上，重复上述分析过程，经计算得：10次测量平均值为100.8cm/s；[s=]2.03cm/s；[U=]3.5cm/s，[k=]2。
5 测量结果的报告
在血流速度50cm/s测量点：
[ms]=50.1cm/s [U=]2.9cm/s [k=]2
在血流速度100cm/s测量点：
[ms]=100.8cm/s [U=]3.5cm/s [k=]2
作者简介
吕莉，工程师，长期从事化学、声学等专业的检定、校准工作。
【关键词】 彩色多普勒超声诊断仪 血流速度 不确定度
【DOI编码】 10.3969/j.issn.1674-4977.2016.07.005
1 概述
（1）测量依据：JJF1438-2013《彩色多普勒超声诊断仪（血流测量部分）校准规范》，以下简称《规范》；
（2）测量环境：温度（15～35）℃，湿度：（30～80）%RH；
（3）测量标准：多普勒血流标准器；
（4）被测对象：彩超，型号：SSD-3500；
（5）测量过程：多普勒血流标准器的水槽中注入蒸馏水后（达到水槽标尺的“MAX”处为最佳），将被测探头放在模拟血管上方，彩超调至校准需要的状态，微调探头使模拟血管在图像上清晰显示，测量模拟血管的血流速度。
2 数学模型
[v=v-vs]
式中：[v]——血流速度示值误差，cm/s；
[v]——血流速度测量平均值，cm/s；
[vs]——血流速度设定值，cm/s。
3 各输入量的标准不确定度评定
3.1 由[v]引入的标准不确定度分量[u（v）]的评定
（1）血流速度测量平均值引入的不确定度[u（v）]
血流速度重复测量引入的不确定度可以通过在重复性条件下连续测量10次得到测量列。在设定值50cm/s处，测得的数据为：50.5cm/s，48.0cm/s，48.7cm/s，49.1cm/s，52.5cm/s，51.7cm/s，48.5cm/s，47.8cm/s，51.5cm/s，52.6cm/s。
[v=1ni=1nvi]=50.1cm/s
单次实验标准差[s=（vi-v）2n-1]=1.88cm/s
《规范》中要求以测量3次的平均值作为测量结果，则标准不确定度为：
[u（v1）=s3]=1.09cm/s
（2）温度变化对血流速度的影响引入的不确定度[u（v2）]
由资料查得，在23℃时，超声在仿组织材料中的声速为1540m/s，温度变化会对流速测量的结果有影响，其影响为0.1cm/s，则分布区间半宽为0.05cm/s，按均匀分布考虑，[k=3]。
[u（v2）=0.05/3=0.03]cm/s
（3）多普勒角度对血流速度的影响引入的不确定度[u（v3）]
综合参考和《多普勒血流标准器说明书》中对多普勒角度选择的要求，在校准中可将多普勒角度选择在30[°]左右。由资料查得，如果多普勒角选择在30[°]进行血流速度测量，在多普勒角度校正时，角度相差1[°]，引入的血流速度误差约为1.0%，按均匀分布考虑，[k=3]。
[u（v3）rel=1.03=0.58%]
在测量点50.0cm/s处，[u（v3）][=50.0×0.58%]=0.29cm/s
[u（v1）]、[u（v2）]、[u（v3）]彼此独立不相关，则血流速度引入的标准不确定度分量[u（v）]为：
[u（v）=u（v1）2+u（v2）2+u（v3）2=1.092+0.032+0.292]
=1.13cm/s
3.2 由[vs]引入的标准不确定度分量[u（vs）]评定
[vs]引入的不确定度由测量标准的说明书给出，多普勒血流标准器说明书中给出血流速度的最大允许误差为±（1%+1个字），则在血流速度为50cm/s的测量点，最大允许误差为±1.5cm/s，按均匀分布考虑，[k=3]。
[u（vs）=ak=1.53]=0.87cm/s
4 合成标准不确定度及扩展不确定度
4.1 数学模型
[v=v-vs]
灵敏系数：[c1=?（v）?（v）=1] [c2=?（v）?（vs）=1]
4.2 标准不确定度汇总表
4.3 合成标准不确定度
[u（v）]与[u（vs）]之间彼此独立不相关，则合成标准不确定度为：
[uc=u（v）2+u（vs）2=1.132+0.87]=1.43cm/s
4.4 扩展不确定度
取[k=2]，则
[U=k?uc]=2[×1.43]=2.9cm/s
《规范》中，在血流速度测量项目上，一般选择50cm/s和100cm/s两个测量点。在100cm/s测量点上，重复上述分析过程，经计算得：10次测量平均值为100.8cm/s；[s=]2.03cm/s；[U=]3.5cm/s，[k=]2。
5 测量结果的报告
在血流速度50cm/s测量点：
[ms]=50.1cm/s [U=]2.9cm/s [k=]2
在血流速度100cm/s测量点：
[ms]=100.8cm/s [U=]3.5cm/s [k=]2
作者简介
吕莉，工程师，长期从事化学、声学等专业的检定、校准工作。