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基于水听器的超声声场分布测量研究

杜江齐  
【摘要】:随着医学超声的不断发展,超声诊断在我国取得了很大发展,已经成为医学诊断的常规手段之一。近年来,我国超声类医疗器械行业发展势头迅猛,涌现多种不同用途的超声诊断设备。为了保障患者的生命安全,必须使在用超声诊断设备的安全、有效得到保障。我国早在1997年就等同采用国际电工委员会标准IEC61157-1992,发布推荐性国家标准GB/T16846-1997《医用超声诊断设备声输出公布要求》,并不断对标准进行修正,在2008年发布了GB/T16846-2008,规定了由制造商公布医用超声诊断设备声输出参数在单一或复合工作模式下的最大输出水平,强制超过标准规定声输出水平的超声诊断设备的制造商向社会公布,确保人体生命安全。本论文即以此为背景,对医用超声设备声输出参数测量的实现做了较详细的分析与研究。 本研究项目从超声声场测试的方法等问题出发,通过广泛查阅国内外水听器法测量超声声场的标准和应用等相关文献,依据深圳计量质量检测研究院医疗器械检测中心的硬件设备环境,构建硬件系统和软件的编制,实现了用水听器法来测量超声声场分布参数。主要研究工作包括以下几项内容: 首先,重点研究了基于水听传感器的超声声场分布测量技术,阐述了水听器在超声声场测量中的应用原理。建立声场,并分析了影响声场测量准确度的因素。 其次,研究了构建基于水听器的超声声场测量系统的硬件组成部分,给出了各个部分需要达到的技术指标,并对每个部分的工作原理及具体实现方法给予说明。系统软件在设计时采用模块化的思想,电机运动控制的底层部分以及系统实现的关键算法,全部由独立的模块完成。参照IEC公布的计算公式和方法进行数据处理,得到标准要求的声输出参数。模块化的设计可以让观测者直观得看到每时每刻声场的测量情况,每一步的测量数据都可以方便的保存,方便以后查询。 最后,初步对系统进行了测试,测试结果表明,所研制的医用超声声场分布测量系统采集到的原始信号符合过去文献总结的信号特征,可重复性好,满足国家标准对用水听器测量超声声场分布参数的要求。文章最后分析了影响系统精度的各个方面,将误差尽可能缩小到最小,并对系统的不确定度进行分析,给出结论。


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