YY/T 0750-2009 超声 理疗设备 0.5 MHz~5 MHz频率范围内声场要求和测量方法

YY/T 0750-2009 Ultrasonics—Physiotherapy systems—Field specifications and methods of measurement in the frequency range 0.5 MHz to 5 MHz

行业标准-医药 中文简体 被代替 已被新标准代替,建议下载标准 YY/T 0750-2018 | 页数:44页 | 格式:PDF

基本信息

标准号
YY/T 0750-2009
相关服务
标准类型
行业标准-医药
标准状态
被代替
中国标准分类号(CCS)
国际标准分类号(ICS)
发布日期
2009-11-15
实施日期
2010-12-01
发布单位/组织
国家食品药品监督管理局
归口单位
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(SAC/TC 10/SC 2)
适用范围
本标准适用于在0.5 MHz~5 MHz频率范围内,由超声换能器产生连续波或准连续波的超声能量,设计用于物理治疗目的的超声设备。
本标准仅涉及在每个治疗头中采用单平面非聚焦圆片式换能器的超声理疗设备,该换能器产生垂直于治疗头端面的稳态波束。
本标准规定了:
——基于基准试验方法的超声理疗设备输出性能的测量和表征方法;
——基于基准试验方法由超声理疗设备制造商所规定的特性;
——超声理疗设备所产生超声声场的安全性导则;
——基于常规试验方法的超声理疗设备输出的测量和表征方法;
——基于常规试验方法的超声理疗设备输出的验收准则。
本标准不包括超声理疗设备的治疗参数和使用方法。

研制信息

起草单位:
国家食品药品监督管理局湖北医疗器械质量监督检验中心
起草人:
忙安石、王志俭、蒋时霖
出版信息:
页数:44页 | 字数:75 千字 | 开本: 大16开

内容描述

犐犆犛11.040.60

犆41

中华人民共和国医药行业标准

/—/:

犢犢犜07502009犐犈犆616892007

超声理疗设备

0.5犕犎狕5犕犎狕频率范围内

ㅤㅤㅤㅤ

声场要求和测量方法

——

犝犾狋狉犪狊狅狀犻犮狊犘犺狊犻狅狋犺犲狉犪狊狊狋犲犿狊犉犻犲犾犱狊犲犮犻犳犻犮犪狋犻狅狀狊犪狀犱犿犲狋犺狅犱狊狅犳

狔狆狔狔狆

犿犲犪狊狌狉犲犿犲狀狋犻狀狋犺犲犳狉犲狌犲狀犮狉犪狀犲0.5犕犎狕狋狅5犕犎狕

狇狔犵

(:,)

IEC616892007IDT

20091115发布20101201实施

国家食品药品监督管理局发布

/—/:

犢犢犜07502009犐犈犆616892007

引言

在医学理疗领域广泛使用低兆赫兹频率的超声波,这类设备由高频电能发生器及通常被称为应用

头的手持式治疗头构成,治疗头将电能转换成超声,常设计成与人体直接接触,通常由圆片形的压电材

料制成的换能器构成。

ㅤㅤㅤㅤ

/—/:

犢犢犜07502009犐犈犆616892007

超声理疗设备

0.5犕犎狕5犕犎狕频率范围内

声场要求和测量方法

1范围

本标准适用于在0.5MHz5MHz频率范围内,由超声换能器产生连续波或准连续波的超声能

量,设计用于物理治疗目的的超声设备。

本标准仅涉及在每个治疗头中采用单平面非聚焦圆片式换能器的超声理疗设备,该换能器产生垂

直于治疗头端面的稳态波束。

本标准规定了:

———基于基准试验方法的超声理疗设备输出性能的测量和表征方法;

———基于基准试验方法由超声理疗设备制造商所规定的特性;

———超声理疗设备所产生超声声场的安全性导则;

———基于常规试验方法的超声理疗设备输出的测量和表征方法;

———基于常规试验方法的超声理疗设备输出的验收准则。

本标准不包括超声理疗设备的治疗参数和使用方法。

2规范性引用文件ㅤㅤㅤㅤ

下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件,其随后所有

的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究

是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。

—医用电气设备第部分:安全通用要求(:,)

GB9706.120071IEC6060111988IDT

—医用电气设备第部分:超声理疗设备安全专用要求(:

GB9706.7200825IEC6060125

,)

2000IDT

/—超声脉冲回波诊断设备性能测试方法(:,)

YYT06432008IECTR608541986IDT

:国际电工词汇()第章:声和电声

IEC600508011994IEV801

:脉冲技术和设备第部分:脉冲术语和定义

IEC60469119871

:超声声功率测量辐射力天平和性能要求

IEC611612006

:超声水听器频率范围内的医用超声声场特性及其测量

IEC621271200740MHz

:超声水听器频率范围内的超声声场用水听器的特性

IEC621273200740MHz

3术语和定义

下列术语和定义适用于本标准。

3.1

声脉冲波形犪犮狅狌狊狋犻犮狌犾狊犲狑犪狏犲犳狅狉犿

声场中某指定位置处瞬时声压的时域波形。显示该波形的时间应足够长,使在一个单脉冲、或声脉

冲群、或连续波的一个或多个周期中能包括所有有意义的声信息。

[见:]

IEC6046911987

注:时域波形(例如示波器上的图形或方程)是瞬时声压的一种表现形式。

/—/:

犢犢犜07502009犐犈犆616892007

3.2

声重复周期犪犮狅狌狊狋犻犮狉犲犲狋犻狋犻狅狀犲狉犻狅犱

狆狆

非自动扫描系统的脉冲重复周期,或自动扫描系统的扫描重复周期,相当于连续波系统中相邻两周

期对应点之间的时间间隔。

[见:]

IEC6212712007

符号:

犪狉狆

3.3

声频率犪犮狅狌狊狋犻犮犳狉犲狌犲狀犮

狇狔

声工作频率犪犮狅狌狊狋犻犮狑狅狉犽犻狀犳狉犲狌犲狀犮

犵狇狔

水听器置于声场中的空间峰值时间峰值声压位置时,观测其输出声信号得到的频率。

[见:]

IEC6212712007

单位:赫兹()

Hz

注:信号采用过零声工作频率法或频谱分析法进行分析,在和中定义了声工作频率。

13.3.13.3.2

注:在很多情况下,尤其对宽带换能器而言,目前的定义不是很完善或适宜。在该情况下宜给出频谱的完整描述,

以便于确保对任何和频率相关的信号进行修正。

3.3.1

过零声工作频率狕犲狉狅犮狉狅狊狊犻狀犪犮狅狌狊狋犻犮狑狅狉犽犻狀犳狉犲狌犲狀犮

犵犵狇狔

按照/—的规定步骤确定的频率。

YYT06432008

符号:

awf

注:该频率仅适用于连续波系统。

3.3.2

算术平均声工作频率ㅤㅤㅤㅤ

犪狉犻狋犺犿犲狋犻犮犿犲犪狀犪犮狅狌狊狋犻犮狑狅狉犽犻狀犳狉犲狌犲狀犮

犵狇狔

在的三倍范围之内,和最宽频率间隔的算术平均,和位于声压频谱幅度低于峰值幅

犳犳犳犳犳

11212

度3dB处。

符号:

awf

注:该频率仅适用于脉冲波系统。

注:假定。

21<2

犳犳

3.4

调幅波犪犿犾犻狋狌犱犲犿狅犱狌犾犪狋犲犱狑犪狏犲

在声束准直轴上,远场中的任何点处,/(12)比值大于的波,其中是时间峰值声压,

狆2狆1.05狆

prmsp

狆是均方根声压。

rms

3.5

附加头犪狋狋犪犮犺犿犲狀狋犺犲犪犱

为改变超声波束特性而附加在治疗头上的附件。

[见—]

GB9706.72008

3.6

声束准直轴犫犲犪犿犪犾犻狀犿犲狀狋犪狓犻狊

连接平行于治疗头端面的两个平面上的空间峰值时间峰值声压点之间的直线。第一平面位于距离

约为/()处,其中:是治疗头有效辐射面积的标称值,是对应于声工作频率标称值的超声波

犃ERNπλ犃ERNλ

长。第二平面取在/()或/()中较适合的距离处,为了对准,该线可投射至治疗头端

23

犃ERNπλ犃ERNπλ

面上。

注:若未知有效辐射面积的标称值,则可选其他适合的面积来定义声束准直轴,如超声换能器敏感元件的面积。

注:声束准直轴仅用于对准目的时,考虑到所用测量系统的限制,特定距离的限定可稍微放宽。例如,某些治疗头的

犃/()远大于12cm,在此情况下,取12cm为最大距离来确定第一平面,确定声束准直轴的总则见8.3。

ERNπλ

/—/:

犢犢犜07502009犐犈犆616892007

3.7

波束横截面积犫犲犪犿犮狉狅狊狊狊犲犮狋犻狅狀犪犾犪狉犲犪

在垂直于声束准直轴的特定平面上,均方声压之和为总均方声压75%时的最小面积。

符号:

犃BCS

单位:平方厘米()。

cm

3.8

波束最大声强犫犲犪犿犿犪狓犻犿狌犿犻狀狋犲狀狊犻狋

波束不均匀性系数与有效声强的乘积。

单位:瓦每平方厘米(/2)。

Wcm

3.9

波束不均匀性系数犫犲犪犿狀狅狀狌狀犻犳狅狉犿犻狋狉犪狋犻狅

最大有效值声压的平方与有效值声压平方的空间平均的比值。这里空间平均是取有效辐射面积中

的平均值,波束不均匀性系数由式()确定:

2犃

狆ER

max………()

犚BN=1

狆犿狊犃

t0

式中:

狆———最大均方根声压;

max

犃ER———有效辐射面积;

狆犿狊———总均方声压;

犃0———栅格式扫查的单位面积。

符号:

犚BN

单位:无量纲。ㅤㅤㅤㅤ

3.10

绝对最大波束不均匀性系数犪犫狊狅犾狌狋犲犿犪狓犻犿狌犿犫犲犪犿狀狅狀狌狀犻犳狅狉犿犻狋狉犪狋犻狅

波束不均匀性系数加上95%置信度下的波束不均匀性系数的总不确定度。

3.11

波束类型犫犲犪犿狋犲

狔狆

将超声波束分为三种描述类型:准直型、会聚型或发散型。

3.12

准直型犮狅犾犾犻犿犪狋犲犱

波束的有效面积系数犙符合下列不等式:

-1-1

-0.05cm犙0.1cm

≤≤

3.13

会聚型犮狅狀狏犲狉犲狀狋

波束的有效面积系数犙符合下列不等式:

-1

犙<-0.05cm

3.14

发散型犱犻狏犲狉犲狀狋

波束的有效面积系数犙符合下列不等式:

-1

犙>0.1cm

3.15

连续波犮狅狀狋犻狀狌狅狌狊狑犪狏犲

在声束准直轴上、远场中的任何点处,/(12)比值小于或等于的波,其中是时间峰

狆2狆1.05狆

trmst

pp

/—/:

犢犢犜07502009犐犈犆616892007

值声压,是均方根声压。

rms

3.16

占空比犱狌狋犳犪犮狋狅狉

脉冲持续时间与脉冲重复周期之比。

[见:的]

IEC60469119875.3.2.4

3.17

有效声强犲犳犳犲犮狋犻狏犲犻狀狋犲狀狊犻狋

由/所确定的声强,其中是输出功率,是有效辐射面积。

犐=犘犃犘犃

eERER

符号:

单位:瓦每平方厘米(/)。

Wcm

3.18

绝对最大有效声强犪犫狊狅犾狌狋犲犿犪狓犻犿狌犿犲犳犳犲犮狋犻狏犲犻狀狋犲狀狊犻狋

设备的绝对最大额定输出功率和绝对最小有效辐射面积所对应的有效声强值。

3.19

有效辐射面积犲犳犳犲犮狋犻狏犲狉犪犱犻犪狋犻狀犪狉犲犪

在距治疗头前端面0.3cm处确定的波束横截面积()与式()给出的无量纲因子的乘积。

犃0.32犉

BCSac

犉………………()

ac=1.3542

注:在此使用转换系数是为了在治疗头附近推导出包含的总均方声压的面积。数值的来源见附录

犉100%犉E

acac

和参考文献[]和[]。

34

符号:

犃ER

单位:平方厘米()。

cm

3.20ㅤㅤㅤㅤ

绝对最小有效辐射面积犪犫狊狅犾狌狋犲犿犻狀犻犿狌犿犲犳犳犲犮狋犻狏犲狉犪犱犻犪狋犻狀犪狉犲犪

有效辐射面积减去95%置信度下有效辐射面积的总不确定度。

3.21

电缆末端负载灵敏度犲狀犱狅犳犮犪犫犾犲犾狅犪犱犲犱狊犲狀狊犻狋犻狏犻狋狅犳犪犺犱狉狅犺狅狀犲

狔狔狆

水听器(或水听器组件)电缆末端负载灵敏度(

犲狀犱狅犳犮犪犫犾犲犾狅犪犱犲犱狊犲狀狊犻狋犻狏犻狋狅犳犪犺犱狉狅犺狅狀犲狅狉

狔狔狆

犺犱狉狅犺狅狀犲犪狊狊犲犿犫犾)

狔狆狔

水听器(或水听器组件)与任何特定电输入阻抗连接时,其端口或任何一体化电缆末端的电压与水

听器的无扰动平面波自由场的瞬时声压之比值,其位置在移去水听器后水听器的中心位置。

[见:]

IEC6212732007

符号:()

犕L犳

单位:伏每帕斯卡(/)。

VPa

3.22

远场犳犪狉犳犻犲犾犱

距治疗头一定距离处,瞬时声压的数值和质点速度的数值在实质上同相的声场。

[也见:的]

IEC6005080119948010330

注:采纳的定义。

1IEC621271

注:就本标准而言,远场是指距离大于/()处的声场,其中是治疗头有效辐射面积的标称值,是对应

2犃ERNπλ犃ERNλ

于声工作频率的超声波长,这与IEC621271有差异。

3.23

水听器犺犱狉狅犺狅狀犲

狔狆

响应水中传播的声信号而产生电信号的换能器。

注:采纳:中的定义。

IEC6005080119948013226

/—/:

犢犢犜07502009犐犈犆616892007

3.24

瞬时声压犻狀狊狋犪狀狋犪狀犲狅狌狊犪犮狅狌狊狋犻犮狉犲狊狊狌狉犲

在声场中特定点处,在某一特定时刻的声压减去周围环境声压的差值。

[又见:的]

IEC6005080119948010119

符号:()

狆狋

单位:帕斯卡()

Pa

注:采纳:中的定义。

IEC6005080119948012119

3.25

有效面积系数犪犮狋犻狏犲犪狉犲犪犮狅犲犳犳犻犮犻犲狀狋

有效面积梯度和距治疗头端面处波束横截面积()之比。

犿0.3cm犃0.3

BCS

符号:

-1

单位:每厘米()

cm

3.26

有效面积梯度犪犮狋犻狏犲犪狉犲犪狉犪犱犻犲狀狋

连接距治疗头端面0.3cm处波束横截面积()和最远轴向最大声压位置处波束横截面积

犃BCS0.3

()的直线随距离变化的梯度。

犃狕

BCSN

符号:

单位:厘米()

cm

3.27

均方声压犿犲犪狀狊狌犪狉犲犪犮狅狌狊狋犻犮狉犲狊狊狌狉犲

狇狆

在声场中特定点处瞬时声压的均方值,在声重复周期的整数倍中进行平均。

ㅤㅤㅤㅤ

注:实际上,平均值通常从峰值或有效值测量结果导出。

单位:帕斯卡平方()

Pa

3.28

总均方声压狋狅狋犪犾犿犲犪狀狊狌犪狉犲犪犮狅狌狊狋犻犮狉犲狊狊狌狉犲

狇狆

在某一特定平面上,特定求和范围内的每一个特定增量面积上的均方声压值的总和。

符号:犿狊

狆t

单位:帕斯卡平方()

Pa

3.29

调制波形犿狅犱狌犾犪狋犻狅狀狑犪狏犲犳狅狉犿

在声束准直轴上的峰值有效值声压处,调幅波的时域包络波形,时间显示足够长以便包括调幅波的

全部有意义的声信息。

3.30

输出功率狅狌狋狌狋狅狑犲狉

狆狆

特定条件下,超声理疗设备的治疗头向近似为自由场的特定媒质中辐射的时间平均超声功率,较适

宜的媒质是水。

[见:]

IEC611612006

符号:

单位:瓦()

3.31

额定输出功率狉犪狋犲犱狅狌狋狌狋狅狑犲狉

狆狆

在额定网电压下,控制器设置在产生最大输出功率的状态下,超声理疗设备的最大输出功率。

单位:瓦()

/—/:

犢犢犜07502009犐犈犆616892007

3.32

绝对最大额定输出功率犪犫狊狅犾狌狋犲犿犪狓犻犿狌犿狉犪狋犲犱狅狌狋狌狋狅狑犲狉

狆狆

额定输出功率、在95%置信度下额定输出功率的总不确定度、额定网电压波动±10%的条件下额

定输出功率最大增量的三者之和。

单位:瓦()

注:额定网电压波动±10%的条件下额定输出功率的波动可以通过调整网电源与超声理疗设备之间的可调输出变

压器来加以核实,详细的导则见第A.2章。

3.33

时间最大输出功率狋犲犿狅狉犪犾犿犪狓犻犿狌犿狅狌狋狌狋狅狑犲狉

狆狆狆

在调幅波条件下,时间最大输出功率由式()确定:

/p…………()

犘tm=12[]犘3

rms

式中:

犘———调幅波条件下的实际输出功率;

狆———时间峰值声压;

狆———真有效值声压。

rms

和都在调幅波条件下,在声束准直轴上特定点处进行测量。

狆狆

trms

符号:

犘tm

单位:瓦()

3.34

脉冲持续时间狌犾狊犲犱狌狉犪狋犻狅狀

ㅤㅤㅤㅤ

从声压幅度首次超过基准值开始到声压幅度最后一次回到该基准值为止的时间间隔。该基准值等

于最小声压幅度加上最大和最小声压幅度间差值的10%。

单位:秒()

注:由于考虑了不完全调制的原因,本定义不同于:的。

IEC62127120073.48

3.35

脉冲重复周期狌犾狊犲狉犲犲狋犻狋犻狅狀犲狉犻狅犱

狆狆狆

周期性波形两个相邻的相同特征点之间时间间隔的绝对值。

符号:狉

狆狆

单位:秒()

注:该定义适用于单元非自动扫描系统和自动扫描系统,又见:的。

IEC60469119875.3.2.1

3.36

脉冲重复频率狌犾狊犲狉犲犲狋犻狋犻狅狀狉犪狋犲

狆狆

脉冲重复周期的倒数。

符号:狉狉

单位:赫兹()

Hz

注:脉冲重复频率等于调制波形的重复频率,又见:的。

IEC60469119875.3.2.2

3.37

有效值声压狉犿狊犪犮狅狌狊狋犻犮狉犲狊狊狌狉犲

声场中特定点处瞬时声压的均方根(有效值)。

[见:]

IEC6212712007

符号:

rms

单位:帕斯卡()

Pa

注:除非另有说明,宜在声重复周期的整数倍中进行平均。

/—/:

犢犢犜07502009犐犈犆616892007

3.38

最大有效值声压犿犪狓犻犿狌犿狉犿狊犪犮狅狌狊狋犻犮狉犲狊狊狌狉犲

在整个声场内,由水听器检测到的有效值声压的最大值。

符号:

max

单位:帕斯卡()

Pa

3.39

峰值有效值声压犲犪犽狉犿狊犪犮狅狌狊狋犻犮狉犲狊狊狌狉犲

狆狆

在声场内的特定区域、直线或平面上有效值声压的最大值。

单位:帕斯卡()

Pa

3.40

时间最大声强狋犲犿狅狉犪犾犿犪狓犻犿狌犿犻狀狋犲狀狊犻狋

狆狔

就调幅波而言,时间最大声强由式()确定:

犘tm

…………()

犐=4

m犃

ER

式中:

犘tm———时间最大输出功率;

犃ER———有效辐射面积。

符号:

单位:瓦每平方厘米(/)

Wcm

3.41

时间峰值声压ㅤㅤㅤㅤ

狋犲犿狅狉犪犾犲犪犽犪犮狅狌狊狋犻犮狉犲狊狊狌狉犲

狆狆狆

声场中特定点处的瞬时声压绝对值的最大值。

[见:]

IEC6212712007

符号:

单位:帕斯卡()

Pa

3.42

治疗头狋狉犲犪狋犿犲狀狋犺犲犪犱

由换能器和将超声局部作用于患者的相关部件构成的组件。

[见—]

GB9706.72008

3.43

超声换能器狌犾狋狉犪狊狅狀犻犮狋狉犪狀狊犱狌犮犲狉

在超声频率范围内,能够将电能转换成机械能和/或将机械能转换成电能的装置。

[见:]

IEC6212712007

3.44

超声狌犾狋狉犪狊狅狌狀犱

频率高于可听声上限频率(约为)的声振荡。

16kHz

[见:]

IEC600588011994

3.45

超声理疗设备狌犾狋狉犪狊狅狀犻犮犺狊犻狅狋犺犲狉犪犲狌犻犿犲狀狋

狆狔狆狔狇狆

设备犲狌犻犿犲狀狋

狇狆

用于治疗目的,产生超声并作用于患者的设备。

[见—]

GB9706.72008

/—/:

犢犢犜07502009犐犈犆616892007

4符号

犪治疗头敏感元件的几何半径。

犃波束横截面积。

BCS

()距治疗头前端面处取值的波束横截面积。

犃0.30.3cm

BCS

()在最远轴向最大位置处取值的波束横截面积。

犃狕狕

BCSNN

犃治疗头有效辐射面积。

ER

犃治疗头有效辐射面积的标称值。

ERN

犪水听器敏感元件的几何半径。

犃治疗头端面的几何面积。

由/定义的最大水听器有效半径。

犪GBT16540

max

犃格栅式扫查的单位面积。

犫辐射力天平靶的最小半径。

犮声速。

声工作频率。

将()转换为的转换因子。

犉犃0.3犃

acBCSER

犐有效声强。

犐时间最大声强。

犽圆周波数(/)。

=2πλ

犿有效面积梯度。

犕水听器电缆末端有载灵敏度。

ㅤㅤㅤㅤ

犘治疗头输出功率。

犘时间最大输出功率。

tm

时间峰值声压。

最大有效值声压。

max

有效值声压。

rms

犿狊总均方声压。

狆t

犿狊()在特定平面中确定的总均方声压。

狕狕

狆t

犙有效面积系数。

犚峰值有效值声压与特定平面上对波束横截面积平均的有效值声压之比。

犚波束不均匀性系数。

BN

狊格栅式扫描的步幅。

()在特定平面中格栅式扫描的步幅。

狊狕狕

犝水听器电缆末端电压。

第个扫描点的水听器信号。

犝犻

犝水听器电压的最大值。

狕治疗头端面至声束准直轴上特定点的距离。

狕治疗头端面距特定或关注的测量平面(垂直于声束准直轴)的距离。

狕最远轴向最大值与治疗头端面的距离。

狕峰值有效值声压与治疗头前端面的距离。

λ超声波长。

水的密度。

ρ

本标准中规定的不确定度的置信度水平为95%。

/—/:

犢犢犜07502009犐犈犆616892007

5超声场要求

除了GB9706.1规定的通用要求和GB9706.7规定的专用要求之外。对每种类型的治疗头,制造

商应在随机文件中规定下列参数的标称值:

a)额定输出功率(±20%);

b)治疗头有效辐射面积();

犃±20%

ERN

)与额定输出功率标称值相同的设备设置状态下的有效声强();

c±30%

d)声工作频率(±10%);

)波束不均匀性系数(±30%);

e犚

BN

)波束最大声强();

f±30%

)波束类型;

h)每种调制设置状态下,脉冲持续时间、脉冲重复周期、占空比和时间最大输出功率与输出功率

的比值(±5%);

)每一种调制设置的调制波形。

括号内规定的数值是第章规定的型式试验基准测量或第章规定的常规测量结果的可接受数值

78

范围的允差。若不能满足公布的允差要求,则宜报告95%置信度水平下可达到的结果。随后应证实所

报告的数值,按照附录提供的导则,在与允差值一并考虑之后产生的“最坏情况下”的数值,仍

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