呼吸机潮气量误差测量结果的不确定度评定

肖玉琴，冯雪峰，亢 锐

（新疆自治区计量测试研究院，新疆 乌鲁木齐 830011）

0 引 言

呼吸机大多用于呼吸衰竭、术后复苏等病人，由于其使用领域的特殊性，JJF 1234-2010《呼吸机校准规范》要求对有创呼吸机的潮气量、呼吸频率等多个参数进行校准。笔者根据多年对呼吸机的校准经验，发现有创呼吸机的潮气量误差较大，潮气量不满足规范要求的情况较常发生。然而有创呼吸机的潮气量误差太大直接影响到病人的生命体征，呼吸机潮气输出量设置一定要大于人的生理潮气量，生理潮气量为6～10mL/kg，而呼吸机的潮气输出量可达10～15mL/kg，往往是生理潮气量的1～2倍，故呼吸潮气量的准确性以及对其准确度进行不确定度评定非常有必要。

1 概 述

测量方法：依据JJF 1234-2010《呼吸机校准规范》。

环境条件：环境温度为23±5℃，相对湿度≤80%。

测量标准：FlowAnalyerTM呼吸麻醉综合检测仪。

被测对象：有创呼吸机。

测量过程：

在规定环境条件下，将呼吸机与呼吸麻醉综合检测仪按照要求连接，将仪器置零，然后调整呼吸机的潮气量，读取呼吸麻醉综合检测仪潮气量示值V。

评定结果的使用：

符合上述条件，一般可直接使用本不确定度的评定结果。其他可使用本不确定度的评定方法。

2 建立数学模型

数学模型为

式中：X——呼吸机潮气量的指定示值处的实际潮气量，mL；

V——呼吸麻醉综合检测仪潮气量示值，mL；

呼吸机示值误差：Δ=V-指定示值表示的潮气量。

灵敏系数为

因为各输入量彼此独立不相关，依不确定度传播率：

由式（1）得方差：

两边同时除以X，得：

3 全部输入量的标准不确定度评定

对呼吸机潮气量参数的测量不确定度进行分析和评定。由于采用直接测量法，故测量不确定度主要来源有吸麻醉综合检测仪准确度引入的不确定度分量（B类）和被校准呼吸机重复性引入的不确定度分量（A类）

3.1 被校准呼吸机重复性引入的不确定度分量

用呼吸麻醉综合检测仪对呼吸机潮气量在重复条件下测量一个点10次，采用贝塞尔公式计算不确定度分量u1，具体数值见表1。

表1 A类不确定度评定表

表1中的单次实验标准差由

3.2 由分辨力引入的不确定度

表2 潮气量与u2对应关系

由于分辨力引入的不确定度远小于有重复性引入的不确定度，故选重复性引入的不确定度作为该分量。

3.3 由呼吸麻醉综合检测仪准确度引入的不确定度

根据呼吸机麻醉机综合测试仪使用说明书，其最大允许误差为读数的±3%，属于均匀分布，则：

该不确定度分量均匀分布，故

不确定度分量见表3。

表3 不确定度分量汇总表

4 合成标准不确定度评定

合成不确定度uc见表4。

表4 合成不确定度汇总表

5 扩展不确定度的评定

取 k=2，U=kucrel，具体数值见表 5。

表5 扩展不确定度汇总表

6 测量不确定度表述

潮气量 100mL点：U（X）=5.4%，k=2

潮气量 200mL点：U（X）=4.0%，k=2

潮气量 300mL点：U（X）=3.8%，k=2

潮气量 400mL点：U（X）=4.6%，k=2

潮气量 500mL点：U（X）=4.2%，k=2

潮气量 600mL点：U（X）=4.8%，k=2

7 最佳校准测试能力

选择一台重复性很好的呼吸机，测量其潮气量，在重复条件下连续测量10次，得到重复性引入的不确定度见表6。

表6 重复性引入的不确定度汇总

按照上述评定方法，合成不确定度汇总见表7。

表7 合成不确定度汇总

校准测量能力U可用k=2的相对不确定度来表示：

其相对扩展不确定度为

潮气量 100mL点：U（X）=3.8%，k=2

潮气量 200mL点：U（X）=3.6%，k=2

潮气量 300mL点：U（X）=3.4%，k=2

潮气量 400mL点：U（X）=3.4%，k=2

潮气量 500mL点：U（X）=3.4%，k=2

潮气量 600mL点：U（X）=3.4%，k=2

8 结束语

通过对有创呼吸机常用的潮气量100，200，300，400，500，600mL的示值误差进行不确定度的评定，有效地对呼吸机潮气量进行了校准准确度控制，对患者使用呼吸机有了一定的质量保障。当然医院在使用呼吸机调节其潮气量时还需对患者的生命体征进行实时观察，根据生命体征进行潮气量的调节，有效地缓解医患矛盾。

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