呼吸機(jī)潮氣量誤差測量結(jié)果的不確定度評定

肖玉琴，馮雪峰，亢 銳

（新疆自治區(qū)計量測試研究院，新疆 烏魯木齊 830011）

0 引 言

呼吸機(jī)大多用于呼吸衰竭、術(shù)后復(fù)蘇等病人，由于其使用領(lǐng)域的特殊性，JJF 1234-2010《呼吸機(jī)校準(zhǔn)規(guī)范》要求對有創(chuàng)呼吸機(jī)的潮氣量、呼吸頻率等多個參數(shù)進(jìn)行校準(zhǔn)。筆者根據(jù)多年對呼吸機(jī)的校準(zhǔn)經(jīng)驗，發(fā)現(xiàn)有創(chuàng)呼吸機(jī)的潮氣量誤差較大，潮氣量不滿足規(guī)范要求的情況較常發(fā)生。然而有創(chuàng)呼吸機(jī)的潮氣量誤差太大直接影響到病人的生命體征，呼吸機(jī)潮氣輸出量設(shè)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(jī)的潮氣輸出量可達(dá)10～15mL/kg，往往是生理潮氣量的1～2倍，故呼吸潮氣量的準(zhǔn)確性以及對其準(zhǔn)確度進(jìn)行不確定度評定非常有必要。

1 概 述

測量方法：依據(jù)JJF 1234-2010《呼吸機(jī)校準(zhǔn)規(guī)范》。

環(huán)境條件：環(huán)境溫度為23±5℃，相對濕度≤80%。

測量標(biāo)準(zhǔn)：FlowAnalyerTM呼吸麻醉綜合檢測儀。

被測對象：有創(chuàng)呼吸機(jī)。

測量過程：

在規(guī)定環(huán)境條件下，將呼吸機(jī)與呼吸麻醉綜合檢測儀按照要求連接，將儀器置零，然后調(diào)整呼吸機(jī)的潮氣量，讀取呼吸麻醉綜合檢測儀潮氣量示值V。

評定結(jié)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(jié)果。其他可使用本不確定度的評定方法。

2 建立數(shù)學(xué)模型

數(shù)學(xué)模型為

式中：X——呼吸機(jī)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(jī)示值誤差：Δ=V-指定示值表示的潮氣量。

靈敏系數(shù)為

因為各輸入量彼此獨立不相關(guān)，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(biāo)準(zhǔn)不確定度評定

對呼吸機(jī)潮氣量參數(shù)的測量不確定度進(jìn)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(zhǔn)確度引入的不確定度分量（B類）和被校準(zhǔn)呼吸機(jī)重復(fù)性引入的不確定度分量（A類）

3.1 被校準(zhǔn)呼吸機(jī)重復(fù)性引入的不確定度分量

用呼吸麻醉綜合檢測儀對呼吸機(jī)潮氣量在重復(fù)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(shù)值見表1。

表1 A類不確定度評定表

表1中的單次實驗標(biāo)準(zhǔn)差由

3.2 由分辨力引入的不確定度

表2 潮氣量與u2對應(yīng)關(guān)系

由于分辨力引入的不確定度遠(yuǎn)小于有重復(fù)性引入的不確定度，故選重復(fù)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(zhǔn)確度引入的不確定度

根據(jù)呼吸機(jī)麻醉機(jī)綜合測試儀使用說明書，其最大允許誤差為讀數(shù)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(biāo)準(zhǔn)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(kuò)展不確定度的評定

取 k=2，U=kucrel，具體數(shù)值見表 5。

表5 擴(kuò)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(zhǔn)測試能力

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

表6 重復(fù)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(zhǔn)測量能力U可用k=2的相對不確定度來表示：

其相對擴(kuò)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(jié)束語

通過對有創(chuàng)呼吸機(jī)常用的潮氣量100，200，300，400，500，600mL的示值誤差進(jìn)行不確定度的評定，有效地對呼吸機(jī)潮氣量進(jìn)行了校準(zhǔn)準(zhǔn)確度控制，對患者使用呼吸機(jī)有了一定的質(zhì)量保障。當(dāng)然醫(yī)院在使用呼吸機(jī)調(diào)節(jié)其潮氣量時還需對患者的生命體征進(jìn)行實時觀察，根據(jù)生命體征進(jìn)行潮氣量的調(diào)節(jié)，有效地緩解醫(yī)患矛盾。

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