摘要：医用超声诊断仪超声源计量检定工作是医学计量检定重要内容之一。JJG639-1998《医用超声诊断仪超声源检定规程》公布以来，很多学者和计量检定工作者对其做了不同层面的研究和探讨，本文根据一线计量工作经验总结，针对检定规程中几个常见问题进行剖析，旨在帮助一线计量工作者更好的理解规程，使检定结果更准确、可靠。本文仅代表作者观点，特此说明。
关键词：医用超声源；计量检定；问题
1. JJG639-1998《医用超声诊断仪超声源检定规程》适用范围
JJG639-1998《医用超声诊断仪超声源检定规程》适用范围中明确了适用于新制造、使用中和修理后（包括更换探头）的，标称频率不高于7.5MHz的，通用B型脉冲反射式超声诊断仪超声源的检定。在计量检定时，一定要首先弄清楚被检超声源所配备相应探头的频率范围。通常情况下我们把介于2.5MHz～4.0MHz范围内的称为腹部探头，而把高于4.0MHz的称为小器官探头。我们在对被检超声源进行检定时，必须先要调整超声源频率至相应段位，在相应频率范围内判定超声源所属档次。我们通常所说的某超声诊断仪属于A当或者B档，都是在一定频率范围内，离开了频率范围，判定超声诊断仪所属档次并无实际意义。这是我们计量检定所要注意的首要问题。
四维彩色超声诊断仪不适用本规程。四维彩色超声诊断仪不适用JJG639-1998《医用超声诊断仪超声源检定规程》。四维彩色超声诊断仪是目前世界上最先进的彩色超声设备之一，能够显示您未出生的宝宝的实时动态活动图像，或者其它人体内脏器官的实时活动图像。JJG639-1998《医用超声诊断仪超声源检定规程》在概述中明确规定：“本规程仅适用于B型超声诊断仪超声源配接供腹部、心脏、小器官探查诊断的平面线阵、凸针、相控阵和机械扇扫（包括单元式、多元切换式和环阵）探头时的情况，而眼科和介入性超声所用的探头则不在其内。”值得说明的是范围仅为B型超声诊断仪形成平面图像的探头，不支持四维图像，计量检定时务必注意规程的适用范围。
2.输出声强的理解
声强（度）是在某一点上，一个与指定方向垂直的单位面积上，在单位时间内通过的平均声能。医用超声源的声强是指在超声声束截面上单位面积的声功率量值(单位：W/cm2或mW/cm2)，换句话说就是医用超声源的声强就是1cm2上面的声功率。对医用超声源输出声强的检定意义就在于防止单位面积上超声声强过大，对孕产妇胎儿的成长发育造成伤害。从这一点出发，对医用超声源输出声强的检定应该是检定项目里最重要的一项，做好医用超声源输出声强的检定就有很重要的现实意义。那么，关于超声源剂量划分就是首先值得商椎的一个问题：美国声压标准规定为：峰值声压：Ispta<240mW/cm2；平均声压：Iob<10mW/cm2。根据我国现有的标准，由于检测条件的限制，还没有对峰值声压做出规定，而只对平均声压做出规定，即：Iob<10mW/cm2。这里需要注意的是，我们计量检定时所求值得到的声强ISAPA是3次声功率的算术平均值计算得来的。所以，在进行计量检定时，需要注意以下两点。
图1 超声功率测量示意图 图2 有效接收面积计算示意图
2.1要准确计算出配用探头的有效辐射面积。这里需指出的是，规程中规定将测得的超声功率值除以换能器的有效发射面积得到平均声强，这里首先要得到有效发射面积。而要得到有效发射面积有两种方法，第一是直接采用厂方提供的数据；二是当发射窗口长度大于功率计接收靶的直径(见图1)，这时功率计接收到的只是换能器发射出的超声功率的一部分(即非100％接收)，应按下面的公式计算有效接收面积(见图2)。
设超声换能器的有效发射面积的宽度为b，超声功率计接收靶的半径为R，则用这种方式测量超声功率的有效接收面积A为：
计算出有效接收面积后，再将所测得的超声功率P除以有效接收面积A得到超声声强I。现在已有多种方式测量的超声功率计，其有效接收面积应根据实际情况进行计算，上图是据美国UPM-DT-1型超声功率计为例。
2.2要清楚平均声强不等于最大峰值声强。至于用平均声强能否代表超声诊断仪输出的最大峰值声强，是一个值得探讨的问题，很多学者都有不同的见解，在此不做赘述。
3.谐波功能对计量检定的影响及注意事项
医用超声诊断仪谐波成像利用的是声波在传播过程中产生的谐波现象。超声波在介质中产生谐波的原因有两个，一个是由有限振幅或大振幅的声波产生的非线性效应，一个是传播介质的非线性效应。超声波在介质中传播时，传播路径的介质会交替出现压缩和稀疏区域，该扰动实际可以表示为压力对时间的曲线，表现为失真的正弦波，是基频声波与其谐波成分的叠加结果。
谐波频率是原始声波频率的2倍、3倍以及其它更高倍数，即谐波成分是二次谐波、三次谐波及三次以上高次谐波，由于三次及以上谐波的幅度很弱，谐波成像功能利用的是二次谐波，谐波幅度与基频波幅度成二次方成正比关系。因为谐波功能的这种特性，计量检定时要注意以下两点。
3.1超声输出功率检定时，需要关闭谐波功能。对100台医用超声诊断仪超声源超声功率检测数据分析，在开启谐波的情况下，其输出的声功率明显增大数倍。因此，在谐波开启情况下对其输出功率的检定是不准确的，其计算得到的声强值也是错误的，而且可能会超过规程规定的上限值。JJG639-1998《医用超声诊断仪超声源检定规程》中规定输出声强一般不大于10mW/cm2，对超出10mW/cm2的仪器，应公布其输出声强值，并在明显位置警示“严禁用于孕产妇”。可见规程对声强的最大值是有限制的。所以在进行超声输出功率检定时，需要关闭谐波功能。
3.2最大探测深度及远场成像分辨力检定时，需要关闭谐波功能。在这里通过对比开启谐波成像功能成像前后，对比特定深度下分辨率的变化来评估谐波成像功能对实际超声计量检定工作的影响,试验采用KSI07BD超声体模进行。通过实际对比测试，保持当前设定,开启超声谐波成像功能，显示图像亮度与清晰度会有一个较大的变化，深度成像减弱或消失。
在实际的检定过程中我们需要注意的是谐波功能成像是存在一特定区域的，不会在浅表，也不会特别深，而在30mm至120mm之间为最明显。特别是在远场，其成像分辨力明显减弱。这是由于谐波幅度较基频波幅度低频率为基频波两倍,谐波图像动态范围减小、对比度增强的缘故，探测深度降低。而在实际的医学应用中，对于严重恶化的图像，谐波成像的改善效果往往是非常明显的，能够为医生提供更多的诊断信息，以上问题是超声诊断仪计量检定与医学实际应用中的一点不同。计量检定时需要区分医学临床和检定工作的区别，以检定规程为依据，严格执行检定规程。
参考文献：
1.JJG639-1998《医用超声诊断仪超声源检定规程》国家质量技术监督局
2.《医用超声诊断仪谐波功能及其对计量检定的影响》 范建飞 张燕
2. 《关于超声诊断设备声输出表征、测量和限制问题的国际视野》 牛凤岐
论文作者:李振斌1,张勇2
论文发表刊物:《电力设备》2018年第32期
论文发表时间:2019/5/24
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