关于医用超声源声能量测量技术的探讨.pdf

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1、《计量

2、潮试技术》2014年第41卷第1期关于医用超声源声能量测量技术的探讨宋发勇封海兵(南京市计量监督检测院，江苏南京210037)摘要：本文以超声诊断的原理为出发点，分析了超声诊断过程中的生物效应对人体带来的损伤，并阐述了影响超声功率测量准确性的几个重要因素，最后提出了一个新的测量参数——热指数，并分析了其测量方法和安全指标。关键词：安全声强；准确性；超声能量；热指数中图分类号：fl81文献标识码：A国家标准学科分类代码：320．1150DiscussingofMedicalUltrasoundSourceEnergyMeasurementTechnologySongFayongFe

3、ngHaibing1前言的点声源所组成，由超声波的声场特性可知，各种换能器现代医学的四大影像技术中，超声诊断综合了超声的辐射声场可根据惠更斯原理，用求解波动方程来计算，学、微电子学以及医学等多种技术，并以其方便、损伤小因此可求得声轴方向上的声强表达式等多种优势得到了广泛的应用。在超声诊断过程中，超，=2zvo2sin丌{[(r／2)+(a／A)]一r／2}声波的声能量所引起的生物效应将不可避免的对人体带根据上式可作出轴向声压的趋势图，如图1所示：来一定的损伤，安全声强以AlUM和JIS最具有代表性，IP(z)『其中美国是以空间峰值时间平均的声强ISPTA来表征的，其值不大于lOOmW／c

4、m2，而我国则采用空间平均时间平均的输出声强IsATA来表征的，其值不大于lOmW／cm2，两者相比，ISPTA更为科学合理，ISATA则容易进行测量。可见，安全声强测量的准确性对保护病人的安全将有着重要的意义，下面将对有关超声声能量测量的几个问题进行探讨。2影响超声功率测量准确性的几个重要因素2．1声轴几何中心的影响图1我们对超声功率的测量是将声能量作用在浸没于水由图1可见，近场区的轴向声压起伏分布，而远场区中的声靶上，声能量推动声靶在水中发生位移，然后通过的声压呈单值下降，也就是说，在测量过程中，如果将深其位移量来计算出输出声功率的值，超声换能器(俗称探度设定的越深，所测得的超声功率

5、值就越小，所以，对超头)大多采用压电陶瓷制成，超声波的发射是利用晶体的声功率的测量应将探测深度设定在近场区域，这样才能逆压电效应使压电材料表面产生机械振动来形成的，长测出合理的超声功率值。期使用后，换能器会因压电材料的位置偏移而造成声轴2．3聚焦的影响的偏离，或者因产品质量原因而使声轴不能位于换能器由超声波的发射原理可知，波束从振源向外是由细的几何中心，而声束的能量是集中在声轴上的，测量过程至粗发散的，目前使用的超声诊断设备基本上都带有聚中，如果不能使声轴作用在靶面上，我们就不能得到声功焦装置，聚焦可分为声学聚焦和电子聚焦两种，聚焦的目率的最大值，造成测量的不准确，但声轴的位置是无法得的

6、是为了使观察区域的波束收敛，从而提高图像的横向到的，所以，在测量过程中，应当通过移动换能器的位置分辨力，得到更加清晰的图像，但同时，随着超声波束的来找出最大功率点，对换能器进行定位后再测量。变细，超声波的穿透力和回波强度也得到了增强，声能量2．2探测深度的影响也加大了，故必然对声功率的测量产生影响，所以，为了以常用的平面圆片换能器为例，假设其表面是活塞(下转第42页)振动面，可把它看成是由无限多个频率、振幅和相位相同收稿Et期：2013—02—26《计量与溺试技术》2014年第41卷第期柱血压计不适用。而对于其他项目完全符合规程要求，数字只是两种方式更方便医患的使用习惯和获得更准确并有好

7、多项目远优于规程要求例如4．1．5血压计的水银测量结果，其示值允许误差在±0．5kPa或±3．75mmHg指示管和血压表的表面应无色透明，其上不允许有明显内，完全符规程3．4对示值误差范围要求，其测量的血压妨碍读数的缺陷。和4．1．8血压计水银示值管中的水银精确值是有保证的。柱读数面的宽度应大于3mm。都是对读数部分的要求，综上所述LED光柱血压计有如下特点：数值准确灵而LED光柱血压计光柱自身发光，醒目，便于远距离观敏度高，无水银泄漏，无传统水银柱血压计常见的零位偏察。光柱本身无机械传动部分，抗过载、抗振动性能好。差及无灵敏度或灵敏度小等缺点，保留传统水银柱血压很好地解决了模拟水银血压

8、计读数不准确和读数空难的计简便直观的模拟式血压观测窗的同时，即使在照明不问题。佳的环境中仍能清晰观察血压示值。同时，光柱血压计LED光柱血压计采用气压驱动高精度压力传感器避从根本上解决了水银柱血压计中的汞对环境的污染和危免了水银氧化和灰尘进入水银壶造成灵位误差，并采用害，彻底消除了旧水银柱血压计回收后的汞处理问题。零位追踪技术提高了规程3．1．1血压计对零位误差(一笔者认为LED光柱血压计作为有可能替代传统水银柱0．2～0．5)kP