计量校准不同型号红外测温设备的可靠性

郑威（通信作者），李建波，姚远

1 天津市泰达医院医疗设备部 （天津 300457）；2 天津医科大学朱宪彝纪念医院设备科 （天津 300134）

红外测温设备因操作简单、响应迅速和非接触等特点成为医院初筛发热患者的首选测温设备。常见红外测温设备有两种模式，即校准模式和体温模式。校准模式显示的是未对发射率、身体部位等因素进行修正的温度值；体温模式是指针对环境温度、发射率、身体部位等因素修正后，输出相应体温的一种显示模式[1-2]。目前，红外测温设备产品型号繁杂，人体体温是通过额温与典型人员统计规律修正值来确定的，不同产品型号在体温模式下对各因素的修正各有不同，因而使用前对其进行计量校准是保证红外测温设备测量结果可靠性的基础[3-6]。本研究以医院内红外测温设备作为研究对象，计算不同型号红外额温计的合格率；在对应黑体温度分别在30、34、38 ℃时，计算实验室实测温度的均值和标准差，通过对红外额温计和水银体温计进行日检校对，分析不同型号的偏差及稳定性，为红外测温设备的正常使用和准确测量提供参考。

1 材料与方法

1.1 一般材料

（1）红外额温计：医院委托天津市计量监督检测科学研究院对院内使用的8种不同型号红外额温计进行计量校准，具体型号分别为HA-610、PT3、YHW-3、KF-HW-001、HA-510、YT-1、JXB-178、MC-872，对其编号，以下简称N1～N8；测量精度为，35.0～42.0 ℃范围内±0.2 ℃，其他范围±0.3 ℃。（2）红外热成像体温检测仪：医院采用高德红外XT236红外热成像体温检测仪，通过系统非接触式对人员体温进行初筛，快速找出并追踪体温较高人员，工作温度为-10～50 ℃（环温16～32 ℃精准测温，测温精度≤±0.3 ℃），自定义报警温区和高温屏蔽设置可避免其他高温物体的干扰，发现超温人员可自动报警并拍照存储。

1.2 方法

红外额温计的日检校对方法：（1）同一受试者在同一相对恒温[（24.0±0.5）℃]环境中保持静息状态15 min或以上；（2）使用水银体温计对该受试者进行腋下温度测量并记录结果；（3）使用红外额温计对受试者进行额温测量，每台红外额温计需测量3次或以上并取最大值记录；（4）若偏差绝对值大于0.5 ℃，则停用该设备，并做好标记封存处理。采用60 d测量数据进行分析。

红外热成像体温检测仪的日检校对与上述方法基本一致，不同点为使用设备前在操作系统中进行环境温度补偿校正。

1.3 评价指标

依据JJF 1107-2003《测量人体温度的红外温度计校准规范》[7]，在实验室环境下对标准黑体温度与红外测温设备进行比较，在医院实测环境下对水银体温计与红外测温设备进行比较。

1.4 统计学处理

采用SPSS 20.0统计软件进行数据处理，计数资料以率表示，采用χ2检验，计量资料以±s表示，采用t检验，P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 红外额温计计量校准与日检校对

红外额温计采用非接触式的方法测量人体额头表面温度，再通过转换关系显示人体温度，这一转换关系是不同生产厂商根据自己的临床医学统计数据得出的，所以导致了不同生产厂商的产品在测温时存在差异。

2.1.1 红外额温计的计量校准

医院委托天津市计量监督检测科学研究院对院内使用的8种不同型号的红外额温计进行计量校准，共102台，其中合格88台，整体合格率为86.3%，分别计算不同型号合格率如表1所示。N1总数最多为28台，但合格率仅为67.9%，小于整体合格率；N2、N3、N4、N5的合格率均大于整体合格率；由于N6、N7、N8的样本数量过小，所以不做后续分析。

表1 不同型号红外额温计台数及合格情况

根据天津市计量监督检测科学研究院出具的计量校准合格证书，在实验室室温20 ℃的条件下，将不同型号红外额温计调至校准模式，对应黑体温度分别在30、34、38 ℃时，计算实验室实测温度的均值和标准差，结果如图1所示。

图1 不同型号红外额温计在不同黑体温度下的均值及标准差

对图1进行分析，黑体温度为30 ℃时，N1～N5的均值分别为29.915、30.012、29.913、30.075、29.820 ℃，N2最接近黑体温度，而N5偏差最大；N1～N5的标准差分别为0.0602、0.1201、0.1058、0.1055、0.1304 ℃，N1的标准差最小，表征其数据更聚集稳定，N5的标准差最大，表征其数据更分散。黑体温度为34 ℃时，N1～N5的均值分别为33.926、34.004、34.017、34.050、33.880 ℃，N2最接近黑体温度，N5偏差最大，与黑体温度为30 ℃时相同；N1～N5的标准差分别为0.0653、0.1338、0.1193、0.0905、0.0837 ℃，N1的标准差最小，N2的标准差最大。黑体温度为38 ℃时，N1～N5的均值分别为37.874、38.012、38.074、38.000、37.820 ℃，N4与黑体温度相同，N2相较更接近黑体温度，N5偏差最大，与前两种结果基本相同；N1～N5的标准差分别为0.0934、0.1590、0.1054、0.1414、0.1304 ℃，N1的标准差最小，N2的标准差最大。

2.1.2 红外额温计的日检校对

为了直观体现不同型号红外额温计测得的体温与实际体温的差异，对检定合格并消毒处理的水银体温计和临床常用型号（N1、N2、N3、N5）红外额温计，严格按照正确的日检校对操作方法，在相同的环境条件下测量受试者的体温（腋下温度和额温），结果如表2所示。

表2 水银体温计与不同型号红外额温计比较（℃，±s）

表2 水银体温计与不同型号红外额温计比较（℃，±s）

型号 水银体温计 红外额温计 t P N1 36.342±0.128 36.352±0.123 -0.637 0.527 N2 36.361±0.309 36.439±0.272 -3.381 0.001 N3 36.418±0.186 36.473±0.147 -3.230 0.002 N5 36.370±0.093 36.392±0.104 -1.811 0.075

由结果可知，水银体温计和N2、N3型号红外额温计的测量结果具有显著性差异（P＜0.05），这一结果与相关文献[8-11]结果一致。水银体温计和N1、N5型号红外额温计的测量结果无显著性差异（P＞0.05），且两种型号所计算的均值与标准差均与对应的水银体温计结果极为接近，结果与对应黑体校准结果不同，这可能与测量距离、测量个体差异等因素有关。

2.2 红外热成像体温检测仪的计量校准与日检校对

红外热成像体温检测仪为提高测温精度采用黑体进行温度校准，黑体设置温度为40 ℃，启动软件后机器自动校准[12-13]。在实验室环境下，红外热成像体温检测仪在预设警示温度点37.3 ℃时的校准警示温度测量误差为0.3 ℃，取包含因子k=2时的扩展不确定度U为0.1 ℃，符合JJF 1107-2003《测量人体温度的红外温度计校准规范》。

红外热成像体温检测仪日检校对结果显示，水银体温计均值为（36.390±0.2169）℃，红外热成像体温检测仪均值为（36.427±0.1906）℃，差异有统计学意义（P＜0.05）；由结果可知，红外热成像体温检测仪均值略高于水银体温计，其报警阈值设置为37.3 ℃，可有效筛选发热患者。

3 讨论

通过对不同型号红外额温计在实验室实测温度与标准黑体温度、日检校对中与水银体温计的计量校准进行分析，发现N2型号红外额温计测量可靠性高、稳定性好。因此，相比其他型号，N2型号已普遍应用在医院日常预检分诊的体温筛查中。同时在计量校准中发现N5型号在实验室实测温度与标注黑体温度、日检校对中与水银体温计的计量校准中都表现出较差的可靠性，在疫情常态化背景下，此类红外额温计在发热患者筛查中会带来诸多隐患。设备科只有加强对不同型号产品的选择能力，使其适用于医院大规模、大工作量的体温筛检，才能保证红外测温设备安全、准确、可靠应用并提高对发热患者筛查精确性。

本研究通过对不同型号红外额温计进行计量校准，分析不同型号红外额温计的可靠性和准确性。但由于红外额温计易受测量部位、测量距离、环境等因素影响[14-15]，不同型号实际测温时存在较大差异，但特定型号红外额温计在计量校准过程中表现出较好的稳定性，在人员过多的体温筛查中代替水银体温计可节省测温时间、减少人员聚集情况，并为后续医院采购测量精度高、稳定性好的红外额温计提供参考。

新型冠状病毒肺炎疫情暴发以来，很多学者和企业为提高测温可靠性加快对红外测温设备的研发速度[16-20]。邓振进等[2]对红外测温仪最大允许误差测试方法进行研究，保证上市前产品的安全有效。但作为使用单位对不同型号红外测温设备进行计量校准，选取可靠性较高的型号更有利于体温筛查工作顺利进行。由于本文中不同型号的红外额温计数量不同，后期可加大数量及日检校对样本总量，严格控制日检校对的人员、温湿度等条件，使所得结果更加准确。

综上所述，通过对医院内红外测温设备的计量校准，在大规模体温筛查中选取测温可靠性最佳的红外测温设备，可保证其在发热患者筛查、辅助控制疫情中发挥作用。