JJF 1819-2020 医用显微图像测量分析仪校准规范

屮华人民共和国国家计量技术规范

JJF1819—2020

医用显微图像测量分析仪校准规范

CalibrationSpecificationofmedicalmicro-imageanalyzers

2020-01-17发布2020-04-17实施

国家市场监督管理总局发布

JJF1819—2020

医用显微图像测■分析仪

校准规范JJF1819—2020

CalibrationSpecificationof

medicalmicro-imageanalyzers

归口单位：全国医学计量技术委员会

起草单位：中国计量科学研究院

北京大学医药卫生分析中心

本规范委托全国医学计量技术委员会负责解释

JJF1819—2020

本规范主要起草人：

刘子龙（中国计量科学研究院）

杨建茹（北京大学医药卫生分析中心）

李飞（中国计量科学研究院）

参加起草人：

袁兰（北京大学医药卫生分析中心）

张璞（中国计量科学研究院）

蒋依芹（中国计量科学研究院）

李雨霄（中国计量科学研究院）

JJF1819—2020

目录

1范围1

2引用文件1

3术语1

3.1光学密度Opticaldensity,D1

3.2灰度重复性Grayrepeatability,AG1

3.3灰度均匀性Grayuniformity,U2

3.4双目式显微系统的双系统放大倍数差Themagnificationdifferenceofthedual

microscopesystemsofbinocularmicroscope2

3.5双目式显微系统的双视场中心偏差TheFOVcenterdeviationofthedualmicroscope

systemsofbinocularmicroscope2

4概述3

5计量特性3

5.1光学密度3

5.2灰度重复性3

5.3灰度均匀性4

5.5显微物镜放大倍数误差4

5.7双目式显微系统的左右视场中心偏差4

6校准条件4

6.1环境条件4

6.2校准器具4

7校准项目和校准方法5

7.1外观5

7.2校准前的准备5

7.3光学密度5

7.4仪器的灰度重复性5

7.5仪器的灰度均匀性6

7.6显微物镜放大倍数偏差6

7.7双目式显微系统的左右两系统放大倍数差7

7.8双目式显微系统的左右视场中心偏差7

7.9注意事项8

8校准结果表达8

8.1校准记录8

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8.2校准结果的处理8

9复校时间间隔9

附录A10

附录B11

附录C13

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引言

JJF1071-2010《国家计量校准规范编写规则》、JJF1001-2011《通用计量术语及定义》、

JJF1032-2005《光学辐射计量名词术语及定义》和JJF1059.1-2012《测量不确定度评定与表

示》共同构成支撑本规范修订工作的基础性系列规范。

本规范是首次制定的国家计量校准规范。

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医用显微图像测童分析仪校准规范

1范围

本校准规范规定了适用于组织切片的医用显微图像测量分析仪的计量特性、

校准条件、校准方法，适用于新制造、使用中及修理后的显微图像测量分析仪的

计量性能校准。其他行业使用的显微图像测量分析仪可参照本规范。

2引用文件

本规范引用了下列文件：

JJG920-1996漫透射视觉密度计检定规程

GB/T22056-2008（IS08578:1997）显微镜物镜和目镜的标志

GB/T9247-2008显微镜聚光镜

JJF1402-2013生物显微镜校准规范

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

3.1光学密度Opticaldensity,D

探测器（含显微镜头）接收的信号强度厶与光源强度厶之比的倒数取对数，

符号为D。定义式见式（Do

D=logioy-⑴

厶T

光学密度是显微图像分析仪灰度特性的物理基础。使用光学密度可以实现对

包括光源、显微镜及其组件、探测器在内的测量系统进行校准。

3.2灰度重复性Grayrepeatability,AG

灰度等级为K的整幅图像灰度值的变化。K值按式2）（确定。

取整[（75-85）%xKm]（2）

1

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式中:

K——最大灰度等级。

m

按式3）（计算仪器的灰度重复性AG。

AG=max(G：-—)(3)

式中：

G——某一次测量的灰度等级K的灰度值。

t

3.3灰度均匀性Grayuniformity,U

灰度等级为K的仪器输出空白图像中，选取MxN个采样区域的测量值G,.,

按式（4）计算的结果为均匀性U。

式中：

G——MxN个采样区域的灰度值&的算术平均值；

M——采样区域横坐标方向的采样个数，M=（分辨率的1/1）取整；

N——采样区域纵坐标方向的采样个数，N=（分辨率的1/1）取整。

每个采样区域至少5x5个像素。该区域的测量值&为该区域内所有像素的

灰度平均值。

3.4双目式显微系统的双系统放大倍数差Themagnificationdifferenceofthedual

microscopesystemsofbinocularmicroscope

双目式显微系统的左右双系统放大倍数差值的绝对值。

3.5双目式显微系统的双视场中心偏差TheFOVcenterdeviationofthedual

microscopesystemsofbinocularmicroscope

双目式显微系统的左右双视场中心在上、下、左右外侧，左右内侧四个方向

2

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的距离偏差值。

4概述

医用显微图像测量分析仪是对物体进行成像并提供图像分析测量功能的科

学仪器，通过光学密度或者灰度图像进行形态观察、实现某种物质的定位和定量

测量。其原理结构如图1所示。

-CCD探测器

图1医用显微图像测量分析仪原理图

5计量特性

5.1光学密度

要求如表1所示。

表］光学密度最大允许误差

密度范围最大允许误差

0.0<DW1.0±0.05

1.0<DW2.0±1%

2.0<DW3.0±2%

5.2灰度重复性

3

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不大于0.5%o

5.3灰度均匀性

不大于0.5%o

5.5显微物镜放大倍数误差

最大允许误差±5%。

5.6双目式显微系统的左右两系统放大倍数差

不超2%o

5.7双目式显微系统的左右视场中心偏差

要求如表2所示。

表2双目式显微系统的左右视场中心偏差（单位：mm）

方位上下左右外侧左右内侧

最大偏差0.20.20.4

注：以上指标不作为合格性判断标准，仅提供参考。

6校准条件

6.1环境条件

6.1.1环境温度22°C±4°C

6.1.2相对湿度W70%

6.1.3供电电源220±22）（V,电源频率（50±1）Hz,输入电源应通过交流稳

压器。

6.1.4仪器应安放在稳压的工作台上，工作室内应洁净，无挥发性有机溶剂及腐

蚀性气体，无强磁场，无静电，光学系统需防机械震动，室内照明可减暗亮度。

6.2校准器具

6.2.1标准密度片

黑白标准密度片，根据仪器的光学密度范围可以选择相应量程的黑白标准密

度片，其扩展不确定度不超0.02,A=2o

6.2.210X十字分划目镜

分度值为0.1mm,任意两分划线间的最大允许误差一般不超过土5um,十字

4

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分划中心与目镜外圆机械轴同轴度为50Um,十字分划刻线面与目镜定位面之间

的距离为（10±0.1）mm。

6.2.3倍率

分度值0.1mm,MPE:±10Um。

6.2.4十字分划板

优于分度值0.1mm,MPE:±2um。

7校准项目和校准方法

7.1外观

医用显微图像测量分析仪光源应正常，不得有影响正常工作的机械损伤，各

调节器或按钮应工作正常，分析仪自带盖玻片、校正板应干净整洁。

7.2校准前的准备

加装实际测量所需的镜头；调节实际测量所需的光强度；调节镜头，使空白

图像清晰。

7.3光学密度

在仪器校准条件下，加装不同的黑白标准密度片，对密度片上的每一级密度

区域重复测量三次，三次的平均值与标准值之差应符合5.1的要求。

AD=D-D（5）

S

式中：

AD——分析仪示值误差；

D——三次测量值的平均值；

以——标准密度片各级光学密度的标准值。

7.4仪器的灰度重复性

待仪器光源稳定后（仪器开机15分钟之后），采集灰度等级为K的输出空

白图像，每隔2分钟采集1次，连续采集5次后，按式3）（计算重复性。

灰度等级为K的图像可通过在光源至齐明透镜之间加装约透过率为80%的

中性滤光片实现，也可加装在盖玻片位置。

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重复性校准结果应符合5.2的要求。

7.5仪器的灰度均匀性

待仪器光源稳定后(仪器开机15分钟之后)，采集灰度等级K的空白图像,

选取MxN个采样区域的测量值按式(4)计算均匀性U。

均匀性校准结果应符合5.3的要求。

7.6显微物镜放大倍数偏差

7.6.1目镜可拆卸的显微系统

使用10X十字分划目镜和标准玻璃线纹尺进行测量。首先将显微镜目镜视

度调节至0位置，标准玻璃线纹尺置于被测显微镜的载物台上，调节物镜的像面

距离，使标准玻璃线纹尺在目镜分划尺上成清晰像，取下显微镜的目镜，装上

10X十字分划目镜，在该目镜分划尺上读得标准玻璃线纹尺所用间距像的示值，

依据公式(6)计算物镜放大倍数。

Y'

〃物=亍⑹

式中：

Y——标准玻璃线纹尺所用间距，mm；

Y'——目镜分划尺上读得标准玻璃线纹尺所用间距像的实际值mmo

物镜放大倍数误差以实测放大倍数与名义放大倍数之差的相对偏差确定，具

体计算见式(7)。

A0=0物_0标称X100%=生X]00%=X]00%(7)

层称厶厶

式中：

△0——物镜放大倍数误差；

0物——物镜放大倍数实测值；

0标称—物镜放大倍数标称值；

AL——目镜分划尺刻线与标准玻璃线纹尺像的相应刻线不重合的偏差值,

mm；

厶——标准玻璃线纹尺所用间距的像在目镜分划尺的实际长度，mm；

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L——标准玻璃线纹尺所用间距的像在目镜分划尺的标称长度，mmo

o

7.6.2目镜不可拆卸的显微系统

使用倍率计和标准玻璃线纹尺进行测量。将倍率计置于目镜上，显微镜目镜

视度调节至0位置，调节物镜的像面距离，使标准玻璃线纹尺在倍率计分划尺上

成清晰像，读得分划尺刻线与标准玻璃线纹尺像的相应刻线的示值，参考式6）（

计算总放大倍数，然后按照式8）（计算物镜放大倍数。再按照式（7）计算物镜

放大倍数偏差。

0物吩⑻

式中：

0总——显微镜总放大倍数实测值；

角——目镜放大倍数实测值。

7.6.3也可用显微镜自带刻度分划尺的目镜直接在仪器上测量物镜放大倍数偏差。

显微镜物镜放大倍数偏差以显微镜各倍数物镜放大倍数偏差作为校准结果。

7.7双目式显微系统的左右两系统放大倍数差

在不拆卸显微镜目镜的情况下，按照7.6.2的步骤，对左右两个观察系统的

放大倍数分别进行测量，依据公式（6）计算得到两观察系统放大倍数，其差值的

绝对值即为校准结果。

7.8双目式显微系统的左右视场中心偏差

将十字分划板置于被测生物显微镜的载物台上，左筒内装十字分划目镜，并

对十字分划板调焦，使十字分划板像中心的十字与十字分划目镜镜筒内的十字中

心重合，然后将十字分划目镜从左筒放人右筒，在右筒观察十字分划板的十字线

像中心在目镜分划板上的位置（见图2）,读出其与分划板中心（上，下，左右外

侧，左右内侧）偏离值即为校准结果。

7

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左右内侧

分划板十字线

图2视场中心偏差区域

7.9注意事项

如果更换物镜镜头或者改变光源强度，需从7.2开始重新完成校准工作。

8校准结果表达

8.1校准记录

校准记录推荐格式参见附录Ao

8.2校准结果的处理

校准证书由封面和校准数据组成。校准证书内页推荐格式见附录B。证书上

的信息至少包括以下内容：

a）标题：“校准证书”；

b）实验室名称和地址；

c）进行校准的地点（如果与实验室地点不同）；

d）证书的唯一性标识（如编号），每页及总页数的标识；

e）客户的名称和地址；

f）被校仪器的描述和明确标识（如型号、产品编号等）；

g）进行校准的日期；

h）校准所依据的技术规范的标识，包括名称和代号；

i）校准所用测量标准的溯源性及有效性说明；

8

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j）校准环境的描述；

k）校准结果及其测量不确定度说明；

l）校准员及核验员的签名；

m）校准证书批准人的签名、职务或等效说明；

n）校准结果仅对被校对象有效的声明；

o）未经实验室书面批准，不得部分复制证书的声明;

P）对校准规范的偏离的说明。

9复校时间间隔

复校时间间隔由用户根据使用情况自行确定。

9

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附录A

医用显微图像测量分析仪校准原始记录（推荐）格式

记录编号证书编号

送检单

计量器具名称

型号/规格出厂编号

生产厂商

客户地址

校准日期校准员核验员

校准所依据的技术文件（代号、名称）：

校准环境条件及地点：

温度：°C地点：

湿度：%RH其它：

校外宦使用的计量基a乐）准装置或主要标准器

名称测量范围不确定度/准确度证书编号证书有效期至

校准结果

级数光学密度测量值测量结果偏差

1

2

3

4

5

6

灰度均匀性

区域灰度值区域灰度值区域灰度值区域灰度值

灰度重复性

12345平均值最大偏差

显微物镜放大倍数偏差

双目式、左右两系统放大倍数差

灵

微系绡左右视场中心偏差左右外侧左右内侧上下

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附录B

校准证书内页（推荐）格式样式

校准证书第2页

证书编号：XXXX-XXXX

校准机构授权说明

校准环境条件及其地点：

温度：°C相对湿度：％

地点：其它：

测量标准及其他设备

名称测量范围不确定度/准确度等级证书编号有效期至

/最大允许误差

声明：1、本单位仅对加盖“XXX校准专用章”的完整证书负责。

2、本证书的校准结果仅对所校准器具有效。

第x页共x页

11

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校准证书第3页

证书编号：XXXX-XXXX

校准结果

1.外观及工作正常性检查

□符合要求□不符合要求说明：______________________________________________

2.校准数据

级标准值测量值偏差

1

光2

学3

密4

度5

校6

准7

结

8

果

9

灰度均匀性

灰度重复性

显微物镜放

大倍数偏差

左右两系统

放大倍数差

双目式显微上下左右左右

系统左右视场外侧内侧

中心偏差

以下空白

第x页共x页

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附录c

光学密度校准不确定度评定示例

C.1测量模型：

AD=D-D

S

式中：

AD——分析仪示值误差

D——三次测量值的平均值

D——标准密度片各级光学密度的标准值

s

C.2标准不确定度分量评定：

C.2.1与医用显微图像测量分析仪示值万有关的标准不确定度“（万）

C.2.1.1医用显微图像测量分析仪测量重复性引起的不确定度分量址（万）

医用显微图像测量分析仪对标准密度片重复测量10次，结果如表C1所示。

表C1光学密度测量结果

No2

Xiv=xrxiV

10.470.0020.00004

20.480.0120.00014

30.470.0020.00004

40.470.0020.00004

50.46-0.0080.00006

60.470.0020.00004

70.46-0.0080.00006

80.46-0.0080.00006

90.480.0120.00014

100.46-0.0080.00006

^=0.468^v2=0.00062

^.008

=0

单次测量标准偏差:

n-\

实际测量取三次平均值址（万）=0.008/73=0.0046

C.2.1.2医用显微图像测量分析仪的稳定性的不确定度分量陶（万）

由于漫反射视觉密度计的稳定性为0.01,作均匀分布处理,

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w(5)-0.01/V3-0.0058

2

C.2.2与标准器有关的标准不确定度“(DJ

C.2.2.1标准密度片估算的不确定度分量(D)

Uls

由检定证书给出标准密度片的扩展不确定度“=0.02,k=2

则“i(q)=0.02/2=0.01

C.2.2.2标准密度片的稳定性估算的不确定度分量“2。)

由实验经验得到标准密度片的年变化率不大于0.01,作均匀分布，则

w(Z)P=0.01/73=0.0058

2

C.3合成标准不确定度

C.3.1评定标准不确定度“(万)

由于址9)、u(D)不相关，

2

则“2(万)=址2(5)+陶2(5)=0.000055

C.3.2评定标准不确定“(2)

由于“1(2丿、”2(Ds)不相关，

则u2(D)=“r(D)+w2(2)=0.000134

2

C.3.3合成标准不确定度计算

址(万)、坯(万)、%l(DJ、“2(2)之间不相关，依据不确定度传播律得:

222

W(AO)=CiM(D)^(D)

c+cs

灵敏系数：C产淫T

55D

3AD,

4古T

则有：

22

u^(AD)=u(D)+u(D)

s

DD

uc(^D)=au()+ctu(J=0.000189

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Mc(AD)=0.0137

C.4扩展不确定度

取扫2,贝！JU(AD)=kuc(AD)=2x0.0137-0.03

注：长度偏差和显微物镜放大倍数偏差的不确定度评定示例可参照JJF

1402-2013生物显微镜校准规范的附录A和附录B。

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