GB T 15261-1994 超声仿人体组织材料声学特性的测量方法.pdf

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1、中华人民共和国国家括准超声仿人体组织材料声学特性的测量方法GB/T 15261-94 Methods of measuring the acoustic characteristics of ultrasonical1y ti回ue-mimickingmaterials 1 主题内容与适用范国本标准规定了超声仿人体组织材料的声学特性参数及测量方法。本标准适用于该材料标准样品密度及在110MHz频率范围内声速、声衰减系数的测量。2 引用标准GB 3102. 7 声学的量和单位GB 3947 声学名词术语3 术语3. 1 超声仿人体组织材料ultrasonically tissue-mimicki

2、ng materials 在超声特性主模拟人体组织的材料。简称TM材料。3. 2 超声体模ultrasound phantom 模拟人体软组织基本超声参数的元源器件，用于医用超声仪器参数的测量或者用于模拟解剖特性的显示.J3 声衰减斜率slope of attenuaton coefficient 声衰减与频率关系曲线的斜率，单位，dB/(cm MHz)。4 测量参数4. 1 密度，9001100 kg/m士1%。4.2 声速，1400 1 600 m/s土10m/so 4.3 声衰减斜率，0.31. 2 dB/(cm MHz)士O.05 dB/ (cm MHz)。5 测量方法5. 1 密度密

3、度应在22C时直接测量TM材料样品的质量和体积来确定。该样品体积应不小于150cm3，以确保精度在土1%以内。5.2 声速5. 2. 1 测量原理声速测量采用脉冲取代法。脉冲取代法的测试原理如下图所示。容器C中为恒温除气蒸馆水Wo射频脉冲发生器通过谐振激发换能器T，向水中辐射超声脉冲。该脉冲由换能器T，接收，经放大，衰减后在示波器上显示。当在T，画家技术监督局1994-10-27批准1995-04-01实施;)6 G8/T 15261-94 与T，之间的声路上插入一厚度为D的样品时，超声在T，与T，之间的传播时间将发生句的变化。当插入样品后传播时间缩短时U取负值，反之取正值。以Cw与Cs分别表

4、示水和样品的声速，则有:DC Cs =万丰孟百. . . . . . .( 1 ) 式中Cw可从文献中查到公认的准确值。只要测出样品厚度D和时移ill;，即可得到Cs。延迟融提电路政大棒射频脉冲量生器水槽C- - 1- -22 :t O. rc的酷气水W- - _ . - - -. - - - -量射族能密警1;脉冲取代法测试原理图5.2.2 测量仪器及主要部件a. 射频脉冲发生器g频率范围:110MHz, 脉冲宽度:130间重复频率:50ZOOHz, 脉冲幅度(峰-峰值):100 V以内可调p幅度变化:l:O. 05 dB 0 b. 示波器频带宽度:040MHz , 时间轴误差:士3%，幅度

5、轴误差:士3%。C. 样品要求=示植苦苦袤减器接收换能睡T.样品S其直径为测试换能器直径2倍以上。厚度为Z.5cm和5cm (单样品法或双样品法)，精度57 GB/T 15261-94 士。.05mm，测试愈两端用塑料薄膜密封(采用50或70m聚醋薄膜与愈攘粘接密封)。d. 发射、接收换能苦苦:以x:苓切主题的石英品体或压电F每瓷晶体骂道敛。5. 2. 3 J试步骤:5.2. 3. 1 将发射、接收换能器面调平行，旦二者声轴对准。5.2.3.2 将辛辛品放在zz士。.1c的测试水槽中，恒温1h以上，使祥品表哥哥充分浸润且不附有气泡。5.2.3.3 取较宽的脉冲和较低速的示波器扫描档，调节延迟触

6、发，使示波器屏幕上显示出第一个接收脉冲，它只包含较少数的载被周恕，旦中心处E呈现唠垦的极大筐。5.2.3.4 进入样品，由脉冲极大值的位移粗略地确定DJ;值的范阂，然后移开样品盼5.2. 3. 5 增大脉宽.使脉冲包含较多的载波周期以保证含有较为单纯的频谱成分，同时选ff快速扫描格，满节延迟章主发，使脉冲中心处一载波与示泼器横线J度交点5至示在屏幕的侧。5.2. 3.6 再置入样品，该交点移向屏幕的另一侧。由此可直接谈取U值。5.2. 3. 7 用游标卡尺测量:样品厚度D，5.2. 3. 8 由器:l寻的DJ;和D值求出Cs，5. 3 声亵减系数采用脉冲撞入取代法，像声速满缝一样，在T，牵挂T

7、，t泻的声路上插入悠疫为D的样品时，飞接收到的声压幅值将发生变化，这个变化量可由示波器上观察到IJ(或用改变衰减糠的衰减最予以补偿，使示波器屏幕上报示的接收脉冲在中羊品置入前后幅度梅等。E主然，这时衰减器的补偿即为样品插入的总衰减.以dB表示。5. 3. 1 单样品法测量:插入榕闵j零度D的TM材料样品和蒸键水样品时的脉冲幅筐V，和V被撞击下式计算衰减系数屯。2号)，v二a乌a，(沃付d挡B/cm时m)=万问试+句wH川.川.川.，.川.川.叫.式中zD一样品厚度，cm多V，-一插入TM材料祥品对对应的脉冲丰富值，V;vo-插入蒸饱水样品时对应的脉冲幅僚，V;w一一水的声雷衰减系数，dB/c础

8、。注对于23C的馆水2(l:w = 2.0 X 10-:;户式中问一液体中平面声波的声衰减系数，dB/cm;f -!F镀频率，MHz5.3.2 双祥品法测量插入不同厚度(队和D，TM材料样品时的脉冲幅值V，和V根据下式计算衰减系数民。式中zA一-厚样品厚度，cm事D，一-薄祥品厚度，cm;叫(dB/cm)= V，一插入原样品时对应的脉冲幅筐，V;V，一插入薄样品时对应的脉冲幅值，V;.，毛20 v 一一叶logJ十句川H川.( 3 ) D, - Da 15 V 1 GB/T 152的销何一一-水的声衰减系数，dB/cmo5.3.3 在110MHz频率范围内，选用不同频率的探头测运声衰减系数民。测量频率点不少于四个，旦成均匀分布自5. 3. 4 以频主事为横坐标(MHz)，声衰减系数为纵坐标(dB!cm)，对测蠢数据作线性回归，测量值与豆线的偏差应符合4.3条中的规定。野营如说明z本标准自窗家医药管理局提出e本标准自全国医用电器标准化技术委员会医用超声设备标准化分技术委员会归口。本标准自丰富lt:!量科学研究院、中科学院声学研究所、商京大学负责起葱。本标准主要起草人熊大莲、牛凤岐、冯若。59