计量标准技术报告医用诊断X射线辐射源检定装置.docx
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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
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与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、光野与射野一致性检测板，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
（0.0001~1999.9）CGy
Urel=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
RX9000Ⅱ
50kV~150kV
Urel=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
FYDCM4000
φ≤23mm
0Hz~400Hz
0mA~2000mA
Urel=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
DYM3
80kPa~106kPa
-10℃~40℃
最小分度值：
0.1kPa
0.5℃
长春气象仪器厂3560/88
国家气象计量站
1年
钢卷尺
3m
（0~3000）mm
2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
（5~40）Lp/cm
MPE：
±10%
中国测试技术研究院
1年
星形测试卡
≥0.3mm
MPE：
±10%
中国测试技术研究院
1年
半值层标准铝片
0.51.01.52.0mmAl
（0~5）mmAl
MPE：
±0.05mm
中国测试技术研究院
1年
光野与射野一致性检测板
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180
1年
·2·
四、计量标准的主要技术指标
1、测量范围：
（0.0001~1999.9）CGy（空气比释动能率）
（0.3~6.0）mm（焦点尺寸）
（5~40）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
10℃~30℃
合格
湿度
常规使用
30%RH~75%RH
合格
气压
常规使用
80kPa~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
·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）
n
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Mi
0.070
0.071
0.071
0.071
0.070
0.070
0.071
0.071
0.070
0.070
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）
n
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
M1
0.070
0.068
0.069
0.069
0.069
0.070
0.068
0.069
0.070
0.070
平均值：
0.0692
n
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
M2
0.069
0.070
0.070
0.069
0.070
0.069
0.070
0.070
0.070
0.070
平均值：
0.0697
n
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
M3
0.070
0.071
0.071
0.071
0.070
0.070
0.071
0.071
0.070
0.070
平均值：
0.0705
n
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
M4
0.069
0.070
0.069
0.069
0.069
0.070
0.069
0.070
0.069
0.069
平均值：
0.0693
4组数据平均值的最大值与最小值的相对误差，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=X0•Nk
•B
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KP：
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）=Cr•u（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）=CT•u（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）=CP•u（P）
CP=
=
（P取101.3KPa）
3、分析计算各标准不确定度分量
3.1A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%
3.2B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）=Δr1/
U2（r）：
读数误差引起的分量U2（r）=Δr2/
U3（r）：
人员放置误差引起的分量U3（r）=Δr3/
Δr1是矩形分布，包含因子为
，取值1mm
Δr2是矩形分布，包含因子为
，取值0.5mm
Δr3是三角分布，包含因子为
，取值1mm
U（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）=ΔT1/
U2（T）：
示值修正U2（T）=ΔT2/
U3（T）：
读数误差U3（T）=ΔT3/
ΔT1是三角分布，包含因子为
，取值1K
ΔT2是矩形分布，包含因子为
，取值1.5K
ΔT3是矩形分布，包含因子为
，取值0.5K
U（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）=ΔP1/
U2（P）：
示值修正U2（P）=ΔP2/
U3（P）：
读数误差U3（P）=ΔP3/
ΔP1是三角分布，包含因子为
，取值0.1Kpa
ΔP2是矩形分布，包含因子为
，取值0.4Kpa
ΔP3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%）2
ucB2（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：
α—X射线管阳极倾角，单位是rd；
αo—星型测试卡中心与焦点中心连线和X射线管阳极靶面夹角；
θ—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１时的计算）
2.2.1α与αo不同引起的不确定度分量灵敏度系数cα：
urel（α）=cα·u（α）
α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cθ：
urel（θ）=cθ·u（θ）
θ取2°=0.0349rd。
2.2.3X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。
2.2.5X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）
2.2.6X射线管管电流引起的不确定度分量灵敏度系数cGi：
urel（Gi）=cGv·u（Gi）
3分析计算各分量标准不确定度
3.1α与αo不同引起的不确定度分量urel（α）
u（α）=△α/3
△α是三角分布，包含因子为3，△α=tg-1（d/L）
其中d是△α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（α）=cα·u（α）=1.4%
3.2星型测试卡吸收楔条顶角示值不确定度分量urel（θ）：
urel（θ）=△θ/3
△θ是正态分布，包含因子为3，取值0.17°。
urel（θ）=cθ·u（θ）=2.8%
3.3X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/3
△Z是正态分布，包含因子为3，，取值0.6mm
urel（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1mm；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
3.5X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%
3.6X射线管管电流引起的不确定度分量urel（Gi）：
实践经验知道，urel（Gi）=cGi·u（Gi）=0.8%
4相对合成标准不确定度ucrel（Feq）：
4.1A类相对不确定度分量有:
ucA2（Feq）=（0.0%）2
4.2B相对不确定度分量有:
ucB2（Feq）=urel2（α）+urel32（θ）+urel2（Z）+urel2（M'）+urel2（Gv）+urel2（Gi）=（1.4%）2+（2.8%）2+（0.71%）2+（0.78%）2+（0.2%）2+（0.8%）2
ucrel（Feq）=ucA2（Feq）+ucB2（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与表示：
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mm
LYR-5
3.05
38
0．65
LYR-5
3.56
46
0．63
│Y1—Y2│=0.02mm≤1.414·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·
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