計量校準不同型號紅外測溫設備的可靠性

鄭威（通信作者），李建波，姚遠

1 天津市泰達醫院醫療設備部 （天津 300457）；2 天津醫科大學朱憲彝紀念醫院設備科 （天津 300134）

紅外測溫設備因操作簡單、響應迅速和非接觸等特點成為醫院初篩發熱患者的首選測溫設備。常見紅外測溫設備有兩種模式，即校準模式和體溫模式。校準模式顯示的是未對發射率、身體部位等因素進行修正的溫度值；體溫模式是指針對環境溫度、發射率、身體部位等因素修正后，輸出相應體溫的一種顯示模式[1-2]。目前，紅外測溫設備產品型號繁雜，人體體溫是通過額溫與典型人員統計規律修正值來確定的，不同產品型號在體溫模式下對各因素的修正各有不同，因而使用前對其進行計量校準是保證紅外測溫設備測量結果可靠性的基礎[3-6]。本研究以醫院內紅外測溫設備作為研究對象，計算不同型號紅外額溫計的合格率；在對應黑體溫度分別在30、34、38 ℃時，計算實驗室實測溫度的均值和標準差，通過對紅外額溫計和水銀體溫計進行日檢校對，分析不同型號的偏差及穩定性，為紅外測溫設備的正常使用和準確測量提供參考。

1 材料與方法

1.1 一般材料

（1）紅外額溫計：醫院委托天津市計量監督檢測科學研究院對院內使用的8種不同型號紅外額溫計進行計量校準，具體型號分別為HA-610、PT3、YHW-3、KF-HW-001、HA-510、YT-1、JXB-178、MC-872，對其編號，以下簡稱N1～N8；測量精度為，35.0～42.0 ℃范圍內±0.2 ℃，其他范圍±0.3 ℃。（2）紅外熱成像體溫檢測儀：醫院采用高德紅外XT236紅外熱成像體溫檢測儀，通過系統非接觸式對人員體溫進行初篩，快速找出并追蹤體溫較高人員，工作溫度為-10～50 ℃（環溫16～32 ℃精準測溫，測溫精度≤±0.3 ℃），自定義報警溫區和高溫屏蔽設置可避免其他高溫物體的干擾，發現超溫人員可自動報警并拍照存儲。

1.2 方法

紅外額溫計的日檢校對方法：（1）同一受試者在同一相對恒溫[（24.0±0.5）℃]環境中保持靜息狀態15 min或以上；（2）使用水銀體溫計對該受試者進行腋下溫度測量并記錄結果；（3）使用紅外額溫計對受試者進行額溫測量，每臺紅外額溫計需測量3次或以上并取最大值記錄；（4）若偏差絕對值大于0.5 ℃，則停用該設備，并做好標記封存處理。采用60 d測量數據進行分析。

紅外熱成像體溫檢測儀的日檢校對與上述方法基本一致，不同點為使用設備前在操作系統中進行環境溫度補償校正。

1.3 評價指標

依據JJF 1107-2003《測量人體溫度的紅外溫度計校準規范》[7]，在實驗室環境下對標準黑體溫度與紅外測溫設備進行比較，在醫院實測環境下對水銀體溫計與紅外測溫設備進行比較。

1.4 統計學處理

采用SPSS 20.0統計軟件進行數據處理，計數資料以率表示，采用χ2檢驗，計量資料以±s表示，采用t檢驗，P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 紅外額溫計計量校準與日檢校對

紅外額溫計采用非接觸式的方法測量人體額頭表面溫度，再通過轉換關系顯示人體溫度，這一轉換關系是不同生產廠商根據自己的臨床醫學統計數據得出的，所以導致了不同生產廠商的產品在測溫時存在差異。

2.1.1 紅外額溫計的計量校準

醫院委托天津市計量監督檢測科學研究院對院內使用的8種不同型號的紅外額溫計進行計量校準，共102臺，其中合格88臺，整體合格率為86.3%，分別計算不同型號合格率如表1所示。N1總數最多為28臺，但合格率僅為67.9%，小于整體合格率；N2、N3、N4、N5的合格率均大于整體合格率；由于N6、N7、N8的樣本數量過小，所以不做后續分析。

表1 不同型號紅外額溫計臺數及合格情況

根據天津市計量監督檢測科學研究院出具的計量校準合格證書，在實驗室室溫20 ℃的條件下，將不同型號紅外額溫計調至校準模式，對應黑體溫度分別在30、34、38 ℃時，計算實驗室實測溫度的均值和標準差，結果如圖1所示。

圖1 不同型號紅外額溫計在不同黑體溫度下的均值及標準差

對圖1進行分析，黑體溫度為30 ℃時，N1～N5的均值分別為29.915、30.012、29.913、30.075、29.820 ℃，N2最接近黑體溫度，而N5偏差最大；N1～N5的標準差分別為0.0602、0.1201、0.1058、0.1055、0.1304 ℃，N1的標準差最小，表征其數據更聚集穩定，N5的標準差最大，表征其數據更分散。黑體溫度為34 ℃時，N1～N5的均值分別為33.926、34.004、34.017、34.050、33.880 ℃，N2最接近黑體溫度，N5偏差最大，與黑體溫度為30 ℃時相同；N1～N5的標準差分別為0.0653、0.1338、0.1193、0.0905、0.0837 ℃，N1的標準差最小，N2的標準差最大。黑體溫度為38 ℃時，N1～N5的均值分別為37.874、38.012、38.074、38.000、37.820 ℃，N4與黑體溫度相同，N2相較更接近黑體溫度，N5偏差最大，與前兩種結果基本相同；N1～N5的標準差分別為0.0934、0.1590、0.1054、0.1414、0.1304 ℃，N1的標準差最小，N2的標準差最大。

2.1.2 紅外額溫計的日檢校對

為了直觀體現不同型號紅外額溫計測得的體溫與實際體溫的差異，對檢定合格并消毒處理的水銀體溫計和臨床常用型號（N1、N2、N3、N5）紅外額溫計，嚴格按照正確的日檢校對操作方法，在相同的環境條件下測量受試者的體溫（腋下溫度和額溫），結果如表2所示。

表2 水銀體溫計與不同型號紅外額溫計比較（℃，±s）

表2 水銀體溫計與不同型號紅外額溫計比較（℃，±s）

型號 水銀體溫計 紅外額溫計 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

由結果可知，水銀體溫計和N2、N3型號紅外額溫計的測量結果具有顯著性差異（P＜0.05），這一結果與相關文獻[8-11]結果一致。水銀體溫計和N1、N5型號紅外額溫計的測量結果無顯著性差異（P＞0.05），且兩種型號所計算的均值與標準差均與對應的水銀體溫計結果極為接近，結果與對應黑體校準結果不同，這可能與測量距離、測量個體差異等因素有關。

2.2 紅外熱成像體溫檢測儀的計量校準與日檢校對

紅外熱成像體溫檢測儀為提高測溫精度采用黑體進行溫度校準，黑體設置溫度為40 ℃，啟動軟件后機器自動校準[12-13]。在實驗室環境下，紅外熱成像體溫檢測儀在預設警示溫度點37.3 ℃時的校準警示溫度測量誤差為0.3 ℃，取包含因子k=2時的擴展不確定度U為0.1 ℃，符合JJF 1107-2003《測量人體溫度的紅外溫度計校準規范》。

紅外熱成像體溫檢測儀日檢校對結果顯示，水銀體溫計均值為（36.390±0.2169）℃，紅外熱成像體溫檢測儀均值為（36.427±0.1906）℃，差異有統計學意義（P＜0.05）；由結果可知，紅外熱成像體溫檢測儀均值略高于水銀體溫計，其報警閾值設置為37.3 ℃，可有效篩選發熱患者。

3 討論

通過對不同型號紅外額溫計在實驗室實測溫度與標準黑體溫度、日檢校對中與水銀體溫計的計量校準進行分析，發現N2型號紅外額溫計測量可靠性高、穩定性好。因此，相比其他型號，N2型號已普遍應用在醫院日常預檢分診的體溫篩查中。同時在計量校準中發現N5型號在實驗室實測溫度與標注黑體溫度、日檢校對中與水銀體溫計的計量校準中都表現出較差的可靠性，在疫情常態化背景下，此類紅外額溫計在發熱患者篩查中會帶來諸多隱患。設備科只有加強對不同型號產品的選擇能力，使其適用于醫院大規模、大工作量的體溫篩檢，才能保證紅外測溫設備安全、準確、可靠應用并提高對發熱患者篩查精確性。

本研究通過對不同型號紅外額溫計進行計量校準，分析不同型號紅外額溫計的可靠性和準確性。但由于紅外額溫計易受測量部位、測量距離、環境等因素影響[14-15]，不同型號實際測溫時存在較大差異，但特定型號紅外額溫計在計量校準過程中表現出較好的穩定性，在人員過多的體溫篩查中代替水銀體溫計可節省測溫時間、減少人員聚集情況，并為后續醫院采購測量精度高、穩定性好的紅外額溫計提供參考。

新型冠狀病毒肺炎疫情暴發以來，很多學者和企業為提高測溫可靠性加快對紅外測溫設備的研發速度[16-20]。鄧振進等[2]對紅外測溫儀最大允許誤差測試方法進行研究，保證上市前產品的安全有效。但作為使用單位對不同型號紅外測溫設備進行計量校準，選取可靠性較高的型號更有利于體溫篩查工作順利進行。由于本文中不同型號的紅外額溫計數量不同，后期可加大數量及日檢校對樣本總量，嚴格控制日檢校對的人員、溫濕度等條件，使所得結果更加準確。

綜上所述，通過對醫院內紅外測溫設備的計量校準，在大規模體溫篩查中選取測溫可靠性最佳的紅外測溫設備，可保證其在發熱患者篩查、輔助控制疫情中發揮作用。