计量标准技术报告医用诊断X射线辐射源检定装置.docx

计量标准技术报告医用诊断X射线辐射源检定装置计量标准技术报告 计 量 标 准 名 称 医用诊断X射线辐射源检定装置 计量标准负责人 建标单位名称（公章） 填 写 日 期 目 录一、建立计量标准的目的 ( 1 )二、计量标准的工作原理及其组成( 1 )三、计量标准器及主要配套设备( 2 )四、计量标准的主要技术指标( 3 )五、环境条件( 3 )六、计量标准的量值溯源和传递框图( 4 )七、计量标准的重复性试验( 5 )八、计量标准的稳定性考核( 6 )九、检定或校准结果的测量不确定度评定( 7 )十、检定或校准结果的验证( 12 )十一、结论(13)十二、附加说明( 13 )一、建立计量标准的目的医用诊断X射线辐射源的本征计量特性是分辨力，决定分辨力的因素是射线束的质和量以及焦点面积，而射线的质和量同时又是损害人体的因素。因此检定的根本目的是在充分保证人体吸收的X射线量满足防护的要求下，分辨力能满足医疗诊断的需要。检定方法是检测医用诊断X射线辐射源在各种功能技术条件下引起射线质、量、焦点面积是否符合分辨力及射线防护的要求并加以判定。二、计量标准的工作原理及其组成本计量标准由测量射线量的剂量计计量标准器，以及模仿人体用的标准铝片，定位、修正数据用的空盒气压表、钢卷尺、支架，测量影像质量的分辨力卡、星型测试卡、光野及射野一致性检测板，测量电压电流用的千伏表、电流时间表配套设备组成。剂量计测量射线量的原理是射线照在电离室的室壁上（即传感器的外壳），发射出次级电子，次级电子引起电离室内部的空气电离，电离离子被加上电压的电离室中心电极和室壁收集形成电流信号，电流信号经电子器件放大、运算并显示出来。·1·三、计量标准器及主要配套设备计 量 标 准 器名 称型 号测量范围不确定度或准确度等级或最大允许误差制造厂及出厂编号检定或校准机构检定周期或复校间隔剂量仪9206（0.00011999.9）CGyUrel=5.0%（k=3）中国测试技术研究院101+No-5电离室中国计量科学研究院1年 主 要 配 套 设 备千伏表RX900050kV150 kVUrel=5.0%（k=2）中国测试技术研究院526中国计量科学研究院1年电流时间表FYDCM400023mm0Hz400Hz0mA2000mAUrel=5.0%（k=2）湖北方圆计量仪器设备制造有限公司07160307中国计量科学研究院1年空盒气压表DYM380 kPa 106 kPa-1040最小分度值：0.1 kPa0.5长春气象仪器厂3560/88国家气象计量站1年钢卷尺3m（03000）mm2级宁波长城实业有限公司北京市东城区计量检测所1年分辨力测试卡（540）Lp/cmMPE：±10%中国测试技术研究院1年星形测试卡0.3mmMPE：±10%中国测试技术研究院1年半值层标准铝片0.5 1.0 1.5 2.0 mmAl（05）mmAlMPE：±0.05 mm中国测试技术研究院1年光野及射野一致性检测板8080（40*40）mm（60*60）mm（80*80）mm（100*100）mm（150*150）mm误差：0.2mm中国测试技术研究院1801年·2·四、计量标准的主要技术指标1、测量范围：（0.00011999.9）CGy （空气比释动能率） （0.3 6.0 ）mm （焦点尺寸） （540）Lp/cm （分辨力）2、不确定度/最大允许误差：Urel=5.0% k=3 （空气比释动能率） Urel=10% k=3 （焦点尺寸） MPE：±10% （分辨力）五、环境条件项 目要 求实际情况结论温 度常规使用1030合格湿 度常规使用30% RH 75%RH合格气压常规使用80 kPa 106kPa合格·3·六、计量标准的量值溯源和传递框图上一级计量器具本单位计量器具下一级计量器具X射线诊断水平剂量仪检定置Urel=4.1% k=3中国计量科学研究院医用诊断X射线辐射源（0.00011999.9）CGy Urel=10% k=3 医用诊断X射线辐射源检定装置（0.00011999.9）CGy Urel=5.0% k=3直接测量法直接比对法·4·七、计量标准的测量重复性考核用本标准于2010年11月17日测量性能稳定的X线机（型号：XD52-30.50/125-T2A；编号6310/24）治疗床500mm处的照射量，在80kV/10mAs重复性测量条件下反复测量10次，其结果（经温度气压修正）如下：单位（cGy/min）n12345678910Mi0.0700.0710.0710.0710.0700.0700.0710.0710.0700.070 用相对实验标准差公式计算得计量标准的测量重复性为： V=s（x）/ x =0.75% 该重复性远小于合成不确定度2%，符合建标要求。·5·八、计量标准的稳定性考核用本标准于2010年9月17日、10月18日、11月17日和12月17日测量性能稳定的X线机（型号：XD52-30.50/125-T2A；编号6310/24）辐射束500mm处的照射量，在80kV/10mAs稳定性测量条件下每次反复测量10次，其结果（经温度气压修正）如下：单位（cGy/min） n12345678910M10.0700.0680.0690.0690.0690.0700.0680.0690.0700.070平均值：0.0692n12345678910M20.0690.0700.0700.0690.0700.0690.0700.0700.0700.070平均值：0.0697n12345678910M30.0700.0710.0710.0710.0700.0700.0710.0710.0700.070平均值：0.0705n12345678910M40.0690.0700.0690.0690.0690.0700.0690.0700.0690.069平均值：0.06934组数据平均值的最大值及最小值的相对误差，即计量标准的稳定性是1.9%,符合建标要求。·6·九、测量不确定度评定医用诊断X射线辐射源检定的参数是剂量、焦点和分辨力，其测量结果的不确定度评定分别如下给出。一、空气比释动能率的测量不确定度评定1、检定方法 依据检定规程JJG744-2004检定医用诊断X射线辐射源，采用剂量仪作为标准器，测量量为空气比释动能率K，但它必须通过测量照射量率X乘一常数（不确定度暂忽略）来得到。因此K的不确定度即是X的不确定度。当标准器漏电可忽略不计，检定场所符合防护规定时，方可进行检定。 2、数学模型 2.1数学模型：X=X0NkB 式中：X：距离焦点r处的照射量率 X0：距离焦点r0处的照射量率 T：检定场所的气温K P：检定场所的气压Kpa NK：剂量计的校正因子 B：被检辐射源示值的变化 2.2不确定度的来源及灵敏度系数 2.2.1放置电离室时，距离不确定度分量灵敏度系数Cr： urel(r)=Cru(r) Cr= (r取350mm) 2.2.2环境温度不确定度分量灵敏度系数CT：urel(T)=CTu(T) CT= (T取293.15k) 2.2.3环境气压不确定度分量灵敏度系数CP：urel(P)=CPu(P)CP= (P取101.3KPa)3、分析计算各标准不确定度分量3.1 A类 3.1.1主标准器的重复性urel(X)：（由实验给出） urel(X)=0.1% 3.1.2医用诊断X射线的辐射源的重复性urel(V)：（由实验给出） urel(V)=0.1% 3.2 B类 3.2.1上级标准校准因子的不确定度分量urel(K)：由检定证书给出（包含因子3） urel(K)=2.5%÷3=0.83% ·7·九、测量不确定度评定3.2.2主标准器长期稳定性引起的不确定度分量urel(S)：由相邻两年的检定证书给出在正态分布下，包含因子为3。 urel(S)=1.5%÷3=0.5% 3.2.3主标准器能量响应引起的不确定度分量urel(e)：由检定证书给出，正态分布，包含因子为3。urel(e)=3.0%÷3=1.0%3.2.4距离不确定度分量u( r )：u( r )由三部分组成：U1(r )：长度量具修正引起的分量 U1(r )=r1/ U2(r )：读数误差引起的分量 U2(r )=r2/ U3(r )：人员放置误差引起的分量 U3(r )=r3/ r1是矩形分布，包含因子为，取值1mm r2是矩形分布，包含因子为，取值0.5mm r3是三角分布，包含因子为，取值1mmU（r）=3.2.5气温的不确定度分量 u(T)：u(T)由三部分组成： U1(T)：检定过程中的变化 U1(T)= T1/ U2(T)：示值修正 U2(T)= T2/ U3(T)：读数误差 U3(T)= T3/ T1是三角分布，包含因子为，取值1K T2是矩形分布，包含因子为，取值1.5KT3是矩形分布，包含因子为，取值0.5KU（T）=3.2.6气压的正确定度分量U（P）：U（P）由三部分组成 U1(P)：检定过程中的变化 U1(P)= P1/ U2(P)：示值修正 U2(P)= P2/ U3(P)：读数误差 U3(P)= P3/P1是三角分布，包含因子为，取值0.1KpaP2是矩形分布，包含因子为，取值0.4Kpa P3是矩形分布，包含因子为，取值0.05Kpa U（P）= 4、相对合成标准不确定度ucrel(X)：ucA2(x)=urel2(X)+urel2(V)=(0.1%)2+(0.1%)2ucB2(K)=urel2(K)+urel2(S)+ urel2(e)+(Cr)2·u2(r )+(CT)2·u2(T) +(CP)2·u2(P )·8·九、测量不确定度评定 =(0.83%)2+(0.5%)2+(1.0%)2+(0.44%)2+(0.34%)2+(0.23%)2 ucrel(X)=1.52%5、相对扩展不确定度Urel：Urel=3·ucrel(X)=5% (k=3)二、 焦点的测量不确定度评定 1 检定/校准方法按规程规定使用星型测试卡摄影测量辐射源焦点平行X射线管的长度和垂直X射线管的长度，其目的是通过限制焦点的长度对影像的模糊长度即分辨力实施控制。焦点平行X射线管的长度的测量不确定度大于垂直X射线管长度的测量不确定度，因此用焦点平行X射线管的长度的测量不确定度代表焦点的测量不确定度 。在评定中忽略了胶片、显影粉、定影粉引起的不确定度分量。 2 数学模型和校准不确定度分量的来源2.1 数学模型 式中： X射线管阳极倾角，单位是rd； o 星型测试卡中心及焦点中心连线和 X射线管阳极靶面夹角； 星型测试卡吸收楔条顶角，单位是rd； Z X射线管平行方向的失真区直径，单位是mm；M' 星型测试卡影像的放大倍率;Gv X射线管管电压引起的不确定度分量；Gi X射线管管电流引起的不确定度分量。2.2 灵敏度系数（不为时的计算）2.2.1 及o不同引起的不确定度分量灵敏度系数c： urel（ ） = c·u（ ） 取17.5°=0.305rd。2.2.2 星型测试卡吸收楔条顶角示值不确定度分量灵敏度系数c： urel（ ） = c·u（ ） 取2°=0.0349rd。2.2.3 X射线管平行方向的失真区直径测量不确定度分量灵敏度系数cZ： urel（Z） = cZ·u（ Z） ·9·九、测量不确定度评定 Z取28mm。2.2.4 星型测试卡影像的放大倍率测量不确定度分量灵敏度系数cM'： urel（M'） = cM'·u（ M'） M'取1.5。2.2.5 X射线管管电压引起的不确定度分量灵敏度系数cGv：urel（Gv） = cGv·u（ Gv ） 2.2.6 X射线管管电流引起的不确定度分量灵敏度系数cGi： urel（G i） = cGv·u（ G i） 3 分析计算各分量标准不确定度3.1 及o不同引起的不确定度分量urel（ ） u（）= /3 是三角分布，包含因子为 3 ，=tg-1（d/L） 其中d是在星卡影像胶片上的玄长，取值6mm；L是焦点星卡影像胶片的距离，取值450mm。u（ ） = c·u（ ）= 1.4%3.2 星型测试卡吸收楔条顶角示值不确定度分量urel（ ）： urel（）=/3 是正态分布，包含因子为3，取值0.17°。 urel（ ） = c·u（ ）= 2.8%3.3 X射线管平行方向的失真区直径测量不确定度分量urel（Z）：u（ Z）=Z/3Z是正态分布，包含因子为3， ，取值 0.6mmurel（Z） = cZ·u（ Z）=0.71%3.4 星型测试卡影像的放大倍率测量不确定度分量 urel（M）：u（ M'）=M/3 M是矩形分布，包含因子为 ，M' = L/L其中L是星卡直径影像长度测量极限误差，取值1 mm；L是星卡直径影像 长度，取值86mm。urel（M'） = cM'·u（ M'）=0.78% ·10·九、测量不确定度评定 3.5 X射线管管电压引起的不确定度分量 urel（Gv）： 实践经验知道，urel（Gv） = cGv·u（ Gv ）=0.2%3.6 X射线管管电流引起的不确定度分量 urel（G i）：实践经验知道，urel（G i） = cGi·u（ G i）=0.8%4 相对合成标准不确定度 ucrel（ Feq ）： 4.1 A类相对不确定度分量有: ucA 2（ Feq ）= （0.0%）2 4.2 B相对不确定度分量有: ucB 2（Feq ）= urel 2（ ）+ urel 32（ ）+ urel2（ Z）+ urel 2（M'） + urel 2（Gv）+ urel 2（G i）=（1.4%）2 +（2.8%）2 +（0.71%）2 +（0.78%）2 +（0.2%）2+ (0.8%) 2 uc rel（ Feq）= ucA 2（ Feq ）+ ucB 2（ Feq ） =3.4%5 相对 扩展不确定度Urel ： Urel = k·ucrel ( Feq ) ， k = 3 Urel = k·ucrel ( Feq ) = 10% 6 标准装置测量结果不确定度的报告及表示： Urel = 10% ， k = 3 ·11·十、计量标准的测量不确定度验证用本标准和考评员携带的相同准确度等级的星型测试卡于2010年12月7日测量性能稳定的同一台X线机在60kV/50mA条件下，摄像测量焦点，其结果如下：星卡型号放大倍率结果相差最大的失真区直径mm焦点长度计算结果mmLYR-53.0538065LYR-53.5646063 Y1Y2= 0.02 mm1.414·Urel· Y2=1.414·10%·0.63mm=0.09mm即评定的测量不确定度得到了验证。·12·十一、结论 本项计量标准测量范围配套合理、不确定度评定正确并经过实验验证，符合国家计量检定系统表、国家计量检定规程和计量标准考核规范的要求，可以申请建立社会公用计量标准。十二、附加说明JJG744-2004医用诊断X射线辐射源·13·21 / 21