F
中华人民共和国国家计量技术规范
JJF1556—2016
超声仿组织模体校准规范
Calibration Specification for Ultrasound Phantoms
2016-06-03实施
2016-03-03发布
国家质量监督检验检疫总局发布 JJF1556—2016
超声仿组织模体校准规范
JJF 1556—2016
Calibration Specificationfor
Ultrasound Phantoms
归口　单位：全国声学计量技术委员会起草单位：中国计量科学研究院
吉林省计量科学研究院河南省计量科学研究院深圳市计量质量检测研究院
本规范委托全国声学计量技术委员会负责解释 JJF1556—2016
本规范起草人：
杨 平（中国计量科学研究院）朱岩（中国计量科学研究院）房法成 （吉林省计量科学研究院）朱卫民 （河南省计量科学研究院）闫有余（吉林省计量科学研究院）张国庆（深圳市计量质量检测研究院） JJF1556—2016
目 录
引言 1
(Ⅱ) (1) (1) (1) (1 ) (1) (1) (1) (1) (1) (2) (2) (2) (2) (2) (2) (3) (4) (4) (5) (6) (6) (6) (6) (6) (6) (7) (9) (13) (17)
范围· 引用文件
2
3 术语和计量单位 3.1声速·· 3.2衰减系数· 4 概述
计量特性 5.1材料的声速 5. 2 材料的衰减系数.. 5.3 几何参数 6校准条件 6.1环境条件 6.2 标准器及主要配套设备
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校准项目和校准方法 7. 1 校准项目 7. 2 测量原理· 7. 3 校准前检查 7. 4 声速· 7. 5 衰减系数· 7. 6 几何参数 8 校准结果表达· 8.1 校准数据处理· 8.2 校准证书· 8.3 校准结果的不确定度评定· 9复校时间间隔· 附录A校准证书的内容附录B 测量不确定度评定示例附录 C 衍射修正附录D去离子水的声速随温度变化表（摘自IEC62127-2-2007）
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I JJF1556—2016
引言
本规范依据JJF1071一2010《国家计量校准规范编写规则》所给出的规则和格式进行编制。
本规范采用了： IEC61391-1-2006《超声一脉冲回波扫描仪一第1部分：校准空间测量技术及系统
点扩散函数响应测量》（UltrasonicsPulse-echoscanners一Part1：Techniquesforcali- brating spatial measurement systems and measurement of system point-spread function response);
IEC61391-2-2010《超声一脉冲回波扫描仪一第2部分：最大探测深度及局部动态范围测量》（Ultrasonics—Pulse-echoscanners—Part2：Measurementofmaximum depth of penetration and local dynamic range) ;
IECTS61895-1999《超声一脉冲多普勒诊断系统一测试性能的测试步骤》（Ultra- sonics-Pulsed Doppler diagnostic systems-Test procedures to determine perform ance);
IEC61685一2001《超声一流体测量系统一流体测试装置》（Ultrasonics-Flow measurementsystems-Flowtestobject）中规定的材料声学参数范围；
参照了GB/T15261一2008《超声仿组织材料声学特性的测量方法》中描述的测量方法。
本规范为首次发布。
II JJF1556—2016
超声仿组织模体校准规范
1范围
本规范适用于评价超声诊断仪所用的超声仿组织模体的校准，该模体内部主体仿组织材料只有一种且分布均匀，四周封装外壳厚度均匀相同，耦合面光滑。
2引用文件
本规范引用下列文件： JJF1001一2011通用计量术语及定义 JJF1034一2005声学计量名词术语及定义 GB/T3102.7一1993声学的量和单位 GB/T15261一2008超声仿组织材料声学特性的测量方法 IEC61685—2001走 超声一流体测量系统一流体测试装置（Ultrasonics一Flow
measurement systemsFlowtestobject)
凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本规范；凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本规范。
3术语和计量单位
本规范采用JJF1001和JJF1034中有关的术语及定义。 本规范采用GB/T3102.7一1993中规定的量和单位。
3.1 声速　sound velocity
声波在媒质中传播的速度。 3.2衰减系数attenuationcoefficient
声波在媒质中传播时，其传播系数的实数部分。 4概述
超声仿组织模体（也称超声仿组织体模，以下简称模体），一般由超声仿组织材料（包括固体超声仿组织材料和仿血液）、靶线及仿病灶结构经适当的封装而成，广泛应用于超声诊断设备的质量控制与性能评价。封装后模体中仿组织材料声学特性参数的稳定与否，靶线及仿病灶结构的几何参数准确与否，直接决定了对超声诊断设备的质量控制与评价水平。模体中材料的声速、衰减系数是最重要的两个声学参数，而模体内部靶线及仿病灶的位置、尺寸则是重要的几何参数。
5计量特性 5.1材料的声速 5.2材料的衰减系数
- JJF1556—2016
5.3几何参数
6校准条件 6.1环境条件
温度：（18～28)℃；相对湿度：<80%。
6.2标准器及主要配套设备 6.2.1信号源及功率放大器
具备猝发音、同步输出功能的任意波形发生器，频率范围高于20MHz；如果信号源的输出幅度较低，考虑采用功率放大器来驱动信号。功率放大器的带宽
应高于20MHz。 6.2.2发射脉宽可调的超声发射/接收机
脉宽调节步长应小于50ns，最小脉宽应不大于50ns。 6.2.3数字示波器
带宽至少20MHz；采样率应高于100MHz。 至少应有两个通道，具备时间延迟测量、幅值测量功能。
6.2.4谐振式超声换能器
具备发射/接收功能的谐振式超声换能器，频率范围一般应能覆盖（110）MHz。 6.2.5靶线参考试件
靶线参考试件采用坚固外壳，靶线间距最大允许误差小于士0.1mm，靶线参考试件置于去离子水中。当水温控制在26.3℃时，其声速为1500m/s，以满足超声诊断仪中声速设定值。也可通过温控设置去离子水的声速为超声诊断仪中可以设定的其他声速值。 6.2.6医用超声诊断仪
具有成像与几何测量功能的超声诊断仪：应使用较高频率的探头：以便提供较高空
间分辨力的图像，空间尺寸测量分辨力应优于0.1mm。 6.2.7多自由度调节机构
调节机构应具备最少两个夹持调节机构用于夹持及调节超声换能器的位置和姿态。 6.2.8卡尺或其他几何尺寸测量设备
最大允许误差士10um，测量范围应满足所测量模体的尺寸要求。 6.2.9温度计
示值误差应优于0.1℃。 6.2.10恒温水槽
温度调节范围应至少满足20℃～30℃，温度控制精度优于0.1℃。
7校准项目和校准方法 7.1校准项目
校准项目见表1。
2 JJF1556—2016
表1超声仿组织模体校准项目一览表
序号 1
校准方法 7. 4 7. 5 7. 6
项目名称声速衰减系数几何参数
2
35
7.2测量原理
超声仿组织模体中材料声速、衰减系数的测量原理如图1所示。
超声仿组织材料
封装外壳
N
-
发射换能器
接收换能器
Li或L2
图1模体声速、衰减系数测量示意图
1）声速的测量原理将两个换能器以共轴状态布置，其中一个用来发射信号，另一个用来接收信号。当
厚度不同的被测模体置于发射与接收换能器之间时，声波的传播时间会发生改变，如图1所示。当传播距离分别为L和L时，在封装外壳厚度相同的情况下，其厚度差仅为超声仿组织材料的厚度差，而传播时间差仅是内部超声仿组织材料引起的时间差。当传播距离为L时，声波的传播时间为t1；当传播距离为L?时，声波的传播时间为t2，则该模体中超声仿组织材料的声速可由公式（1）给出。
IL2-L,l It2ti]
(1)
Cp
式中： cp 待测模体中材料的声速，m/s；
L1，L2一一不同传播路径的长度，mm； ti,t2 模体不同传播路径置于换能器之间时，所引起的传播延迟时间，S。
2）衰减系数的测量原理如图1所示，当传播距离分别为L，和L，时，由于传播路径上经过的界面相同，仅
超声仿组织材料的厚度不同：因此反射行为、透射行为的影响可以相互抵消。仅直接测定直达波下降的分贝数N，和N：当不考虑衍射效应时，衰减系数可由公式（2）获得：
IN2-N.I L2—L1
(2)
αp:
当考虑衍射效应时，衰减系数可由公式（3）获得：
IN2-N1|-20×lg G:
G
(3) 3
αp
[L2-L1