呼吸機潮氣量誤差測量結果的不確定度評定

肖玉琴，馮雪峰，亢 銳

（新疆自治區計量測試研究院，新疆 烏魯木齊 830011）

0 引 言

呼吸機大多用于呼吸衰竭、術后復蘇等病人，由于其使用領域的特殊性，JJF 1234-2010《呼吸機校準規范》要求對有創呼吸機的潮氣量、呼吸頻率等多個參數進行校準。筆者根據多年對呼吸機的校準經驗，發現有創呼吸機的潮氣量誤差較大，潮氣量不滿足規范要求的情況較常發生。然而有創呼吸機的潮氣量誤差太大直接影響到病人的生命體征，呼吸機潮氣輸出量設置一定要大于人的生理潮氣量，生理潮氣量為6～10mL/kg，而呼吸機的潮氣輸出量可達10～15mL/kg，往往是生理潮氣量的1～2倍，故呼吸潮氣量的準確性以及對其準確度進行不確定度評定非常有必要。

1 概 述

測量方法：依據JJF 1234-2010《呼吸機校準規范》。

環境條件：環境溫度為23±5℃，相對濕度≤80%。

測量標準：FlowAnalyerTM呼吸麻醉綜合檢測儀。

被測對象：有創呼吸機。

測量過程：

在規定環境條件下，將呼吸機與呼吸麻醉綜合檢測儀按照要求連接，將儀器置零，然后調整呼吸機的潮氣量，讀取呼吸麻醉綜合檢測儀潮氣量示值V。

評定結果的使用：

符合上述條件，一般可直接使用本不確定度的評定結果。其他可使用本不確定度的評定方法。

2 建立數學模型

數學模型為

式中：X——呼吸機潮氣量的指定示值處的實際潮氣量，mL；

V——呼吸麻醉綜合檢測儀潮氣量示值，mL；

呼吸機示值誤差：Δ=V-指定示值表示的潮氣量。

靈敏系數為

因為各輸入量彼此獨立不相關，依不確定度傳播率：

由式（1）得方差：

兩邊同時除以X，得：

3 全部輸入量的標準不確定度評定

對呼吸機潮氣量參數的測量不確定度進行分析和評定。由于采用直接測量法，故測量不確定度主要來源有吸麻醉綜合檢測儀準確度引入的不確定度分量（B類）和被校準呼吸機重復性引入的不確定度分量（A類）

3.1 被校準呼吸機重復性引入的不確定度分量

用呼吸麻醉綜合檢測儀對呼吸機潮氣量在重復條件下測量一個點10次，采用貝塞爾公式計算不確定度分量u1，具體數值見表1。

表1 A類不確定度評定表

表1中的單次實驗標準差由

3.2 由分辨力引入的不確定度

表2 潮氣量與u2對應關系

由于分辨力引入的不確定度遠小于有重復性引入的不確定度，故選重復性引入的不確定度作為該分量。

3.3 由呼吸麻醉綜合檢測儀準確度引入的不確定度

根據呼吸機麻醉機綜合測試儀使用說明書，其最大允許誤差為讀數的±3%，屬于均勻分布，則：

該不確定度分量均勻分布，故

不確定度分量見表3。

表3 不確定度分量匯總表

4 合成標準不確定度評定

合成不確定度uc見表4。

表4 合成不確定度匯總表

5 擴展不確定度的評定

取 k=2，U=kucrel，具體數值見表 5。

表5 擴展不確定度匯總表

6 測量不確定度表述

潮氣量 100mL點：U（X）=5.4%，k=2

潮氣量 200mL點：U（X）=4.0%，k=2

潮氣量 300mL點：U（X）=3.8%，k=2

潮氣量 400mL點：U（X）=4.6%，k=2

潮氣量 500mL點：U（X）=4.2%，k=2

潮氣量 600mL點：U（X）=4.8%，k=2

7 最佳校準測試能力

選擇一臺重復性很好的呼吸機，測量其潮氣量，在重復條件下連續測量10次，得到重復性引入的不確定度見表6。

表6 重復性引入的不確定度匯總

按照上述評定方法，合成不確定度匯總見表7。

表7 合成不確定度匯總

校準測量能力U可用k=2的相對不確定度來表示：

其相對擴展不確定度為

潮氣量 100mL點：U（X）=3.8%，k=2

潮氣量 200mL點：U（X）=3.6%，k=2

潮氣量 300mL點：U（X）=3.4%，k=2

潮氣量 400mL點：U（X）=3.4%，k=2

潮氣量 500mL點：U（X）=3.4%，k=2

潮氣量 600mL點：U（X）=3.4%，k=2

8 結束語

通過對有創呼吸機常用的潮氣量100，200，300，400，500，600mL的示值誤差進行不確定度的評定，有效地對呼吸機潮氣量進行了校準準確度控制，對患者使用呼吸機有了一定的質量保障。當然醫院在使用呼吸機調節其潮氣量時還需對患者的生命體征進行實時觀察，根據生命體征進行潮氣量的調節，有效地緩解醫患矛盾。

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