多參數監護儀測量不確定度的評定

楊陽

南充市計量測試研究所 四川南充 637000

多參數監護儀廣泛應用于臨床危重病人的生命體征監測，主要測量參數包括心電、血壓和血氧飽和度等，其檢測數據的準確性對病人的診治有著非常重要的參考作用[1]。對醫用多參數監護儀的電壓、心率、無創血壓、血氧飽和度測量的不確定度進行了分析。

1 心電電壓測量的不確定度評定

1.1 數學模型

δV=Vi-V0

式中：δV——多參數監護儀電壓示值誤差；

Vi——多參數監護儀電壓示值；

V0——多參數生理模擬儀電壓標準值。

1.2 輸入量標準不確定度的評定

（1）監護儀的測量重復性引入的不確定度分量u1（V）的評定。重復性不確定度可通過連續測量得到測量結果，采用A 類方法進行評定。進行10 測量的數據為：1.01,1.01,1.00,0.99,1.00,1.00,1.00,0.99,1.00,1.00。

根據測試結果計算其平均值并按貝塞爾公式計算心電信號模擬標準器重復性實驗標準差SV則有：

（2）多參數生理模擬儀輸出電壓信號引入的不確定度分量u2（V）的評定。根據上級證書，多參數生理模擬儀輸出電壓的不確定度為Urel=1.2%，k=2 按規程要求輸入1mV 時引入的誤差為：u2（V）=0.006mV。

（3）鋼直尺引入的不確定度分量u3（V）。根據鋼直尺的證書，其最大允許誤差為±0.1mm, 按均勻分布計算，則有uz==0.06mm，按增益為10mm/mV 計算，u3（V）=。

（4）合成標準不確定度。多參數監護儀電壓測量的各不確定度分量如表1 所示，則有電壓測量的合成不確定度：=0.009mV。

表1 電壓測量的各不確定度分量

（5）電壓測量擴展不確定度評定。取包含因子為k=2，則監護儀電壓測量的擴展不確定度為U=0.02mV，k=2。

2 心率測量的不確定度評定

2.1 數學模型

δB=Bi-B0

式中：δB——多參數監護儀心率測量示值誤差；

Bi——多參數監護儀心率示值；

B0——多參數生理模擬儀心率標準值。

2.2 輸入量標準不確定度的評定

（1）多參監護儀心率測量重復性引入的不確定度分量的評定。重復性不確定度可通過連續測量得到測量列采用A 類方法進行評定，在實際工作中發現心率測量的重復性趨于0，引入的不確定度可以忽略不計[2]。

（2）多參數生理模擬儀輸出心率信號引入的不確定度分量u1（B）的評定。根據上級證書，多參數生理模擬儀輸出電壓的不確定度為Urel=0.08%，k=2，檢定心率為100 次/分時，引入的誤差為：u2（V）=0.04BPM。

（3）監護儀心率顯示分辨率引入的不確定度分為u2（B）的評定。監護儀分辨率為1BPM 其引入的不確定度按數字顯示式測量儀器分辨率引入的不確定度計算u2（B）=0.5/

（4）合成標準不確定度的評定。多參數監護儀心率測量的各不確定度分量如表2 所示，則有心率測量的合成不確定度：=0.3BPM。

表2 心率測量的各不確定度分量

（5）心率測量擴展不確定度評定。取包含因子為k=2，則監護儀心率測量的擴展不確定度為U=0.6BPM，k=2。

3 無創血壓測量的不確定度評定

3.1 數學模型

δP=Pi-P0

式中：δP——多參數監護儀心率測量示值誤差；

Pi——多參數監護儀心率示值；

P0——多參數生理模擬儀心率標準值。

3.2 輸入量標準不確定的評定

（1）監護儀無創血壓測量的重復性引入的不確定度分量u1（P）的評定。無創血壓的測量重復性，通過五次連續測量得到測量列，采用A 類方法進行評定。進行5 測量的數據為：100,99,100,99,100。

根據檢測結果根據極差法計算心電信號模擬標準器重復性實驗標準差SP則有：

（2）無創血壓分析儀的無創血壓不確定度引入的不確定度分量u2（P）的評定。由上級檢定部門出具的檢定證書中給出無創血壓模擬儀無創血壓不確定度為U=0.2mmHg，包含因子為k=2。所以：

（3）監護儀無創血壓監護單元分辨率引入的不確定度分量u3（P）的評定。監護儀無創血壓監護單元分辨率為1mmHg，按均勻分布計算，包含因子為k=。故由分辨率引入的誤差為：

（4）合成標準不確定度的評定。多參數監護儀電壓測量的各不確定度分量如表3 所示，則有電壓測量的合成不確定度：=0.37mmHg。

表3 無創血壓測量的各不確定度分量

（5）心率測量擴展不確定度評定。取包含因子為k=2，則監護儀心率測量的擴展不確定度為U=0.8mmHg，k=2。

4 脈搏血氧飽和度測量的不確定度評定

4.1 數學模型

δS=Si-S0

式中：δS——多參數監護儀血氧飽和度示值誤差；

Si——多參數監護儀血氧飽和度示值；

S0——多參數生理模擬儀血氧飽和度標準值。

4.2 輸入量標準不確定的評定

（1）監護儀血氧飽和度測量的重復性引入的不確定度分量u1（S）的評定。在90%測量點測量六次，根據貝塞爾公式計算血氧飽和度測量重復性SS則有：

（2）血氧飽和度模擬儀的不確定度引入的不確定度分量u2（S）的評定。由上級檢定部門出具的檢定證書中給出無創血壓模擬儀無創血壓不確定度為U=0.6%，包含因子為k=2。所以：

（3）血氧飽和度示值分辨率引入的不確定度分量u3（S）的評定。血氧飽和度測量分辨率為1%，按均勻分布計算，包含因子為k=。故由分辨率引入的誤差為：

（4）合成標準不確定度的評定。多參數監護儀電壓測量的各不確定度分量如表4 所示，則有電壓測量的合成不確定度：

表4 血氧飽和度測量的各不確定度分量

（5）心率測量擴展不確定度評定。取包含因子為k=2，則多參監護儀心率測量的擴展不確定度為U=1.0%，k=2。

5 結語

通過對多參數監護儀各項參數的不確定度的研究，可以有效提高多參數監護儀檢定結果的準確性與可信度，同時提高了檢定水平，對于今后的檢定工作起到了至關重要的作用[3]。