對血壓計檢定裝置示值誤差測量的探討

［摘 要］血壓計是測量人體血壓的工具，在醫學檢定領域，其需要進行強制性的檢定計量。該醫療器具在臨床診斷方面可幫助醫生判斷患者的血壓是否正常，進而為得到準確的診斷結果提供相應的支持。因此，血壓計的精確性對患者而言至關重要。文章重點圍繞該醫療器具的檢定裝置示值誤差進行測量分析。

［關鍵詞］血壓計；檢定裝置；示值誤差測量

［中圖分類號］TH776 ［文獻標志碼］A ［文章編號］2095–6487（2024）02–0131–03

1 血壓計檢定概述

1.1 檢定規程及方法

1.1.1 檢定規程

JJG270—2020《血壓計和血壓表檢定規程》，作為國家計量檢定標準的重要一環，具有無可替代的權威地位。該規程描述了血壓計的檢定方式、流程及結果處理，為醫療器具的正常運行提供了堅實的支撐。

1.1.2 檢定方法

（1）檢定前的準備工作及要求。將血壓計置于檢定環境后，不可即刻開展檢定工作，需要使其經過至少2 h 的靜置方可檢定，以確保測量結果的準確性。

（2）零位誤差檢查。在沒有袖帶的條件下，要求將血壓計與大氣進行直接接觸，無需儀器干預，只需用肉眼觀察，即可得到血壓讀數。

（3）靈敏度檢查。在不考慮袖帶的情形下，檢定人員需要借助壓力產生器為血壓計施加壓力，使血壓計在沒有人工干預的前提下，使得數值顯示為38 kPa（相當于285 mmHg）。迅速打開氣閥，將壓力調整至32～26 kPa（240～196 mmHg）。同時，密切關注汞柱的變化。對于兒童使用的血壓計，一旦數值超過前面所設的壓力點的一半，則需進行靈敏度測試。

1.2 示值誤差的檢定

隨著我國科技的發展，醫療領域的器具計量檢定設備也得到了進一步發展，其精度及穩定性均得到了優化升級。水銀柱式壓力計作為傳統的血壓計檢定標準器，雖然應用廣泛，但其體積龐大、質量沉重且易受損。該背景下，電子血壓計逐漸成為主流，其以小巧、輕便和高度穩定等特點受到人們的關注。示值誤差指被測裝置的示值與標準器的示值之間的差異，提高示值誤差的測量準確度對于確保血壓計的準確度和穩定性具有不可替代的作用。

1.2.1 檢定設備的連接

為開展計量檢定工作，需要準備好相應的檢定設備，對此，可利用醫療膠帶和三通管將壓力校準器、血壓計及壓力產生器進行連接。

1.2.2 檢定點數和次數

在進行檢定的過程中，為充分保障檢定的準確度，避免出現誤差過大的情況，需要設置至少5 個檢驗點（包括零點），并開展兩次降壓檢定。初始值設定為40 kPa（300 mmHg），然后每8 kPa（60 mmHg）設置1 個檢定值。對于傳統的水銀型血壓計，初始值可選擇38 kPa（285 mmHg），其余檢定點與上述標準一致。鑒于兒童與成人血壓計存在一定的差異性，因此可將兒童血壓計的檢定點數值設定為正常值的一半，但檢定次數保持不變。

1.2.3 檢定步驟

第1 次降壓檢定。在壓力產生器的作用下進行持續加壓，將血壓計與標準器的壓力值提升至檢定值的極限，并鎖定其為第一個檢定點。隨后，逐步降低壓力，對各點進行檢定。在每個檢定點，都要先對齊標準器的指針示值，隨后使用血壓計進行準確測量，獲得相應的壓力值。除數顯式直接讀數外，其他讀數均可依據分度值的1/5進行讀取。

第2 次降壓檢定。在第2 次進行降壓測試時，血壓計的操作步驟與第1 次保持一致。在進行第2 次檢定測試之前，彈性式血壓計需要在檢定值上限處預先施加1 min 的壓力，然后按照所描述的步驟，對各個壓力測試點進行檢定分析。

2 數學模型

在測量血壓計檢定裝置的示值誤差時，測量的準確度會受多種因素的影響，包括壓力、溫度和時間等。這些因素之間相互關聯，共同影響血壓計的檢定結果。為了精確測試血壓計檢定裝置的示值誤差，則要在綜合考慮上述因素的基礎上展開計算分析。為此，可通過數學模型進行推導，以求出準確的示值誤差。數學模型的應用可幫助相關工作人員充分理解血壓計檢定過程中的各項參數及其影響，從而更精確地評估血壓計檢定裝置的應用效果。此次研究過程中，所用的數學模型可用下式表述：

y=p1+δ-p0

式中，y 為示值誤差；p1 為檢定對象的示值；p0為同一檢定點處標準器的示值，此處選取的標準器為數字血壓計檢定儀；δ 為在特定的測試條件下的附加誤差，這一誤差中涵蓋了多種因素，如環境溫度的變化、儀器的輕微振動、示值估讀的誤差、標準器的數據修約等。

在這些誤差中，振動誤差所造成的誤差不確定度較小，因此在評估時，選擇忽略不計。此外，由數字血壓計檢定儀數據修改導致的誤差實際已被上級計量檢定機構發放的示值誤差所涵蓋，因此在本次評估中，不會對其進行重新評估。

在上述分析的基礎上，對原先的數學模型進行優化，可得到如下公式：

Y=p1-p0+（kpΔt+Δpl）

式中，k為檢定過程中血壓計的溫度系數，此處將其設定為常量0.0004；p1為檢定對象的量程；△t為環境溫度和標準溫度的差值，其中標準溫度設定為20℃；△p1為檢定對象的讀數誤差。

結合上文所述，接下來可以依據如下公式進行靈敏度計算：

C1=?Δp/?px=1，C2=?Δp/?px=-1

式中，C1、C2為靈敏度。

其合成不確定度表述如下：

U2c=u21+u22+u23+u24

式中，Uc為合成不確定度，u1為被檢血壓計示值誤差引起不確定度，u2為標準數字血壓計檢定儀示值誤差引起的不確定度，u3為環境溫度變化引起的不確定度，u4為血壓計示值估讀誤差引起的不確定度。

3 不確定度分量評定

在面對各種不確定度分量開展評定工作時，應深入挖掘，全面審視不同分量對整體不確定度的具體影響。為此，需要以不同的分量為研究對象，觀察其如何影響血壓計檢定結果。在此基礎上，需要合理調整各部分的權重，公正地評估每個分量在整體不確定度中的重要性。在完成分量評定后，可對其進行合成處理，形成整體不確定度評定結果。這個過程需要全面考慮到每個分量的特性及來源，從而找到最合適的合成方式。

文章選用的數字血壓檢定儀、檢定對象，其測量范圍均在0～40 kPa，二者的分度值分別為0.01 kPa、0.5 kPa。

3.1 被檢血壓計示值誤差引起的不確定度

在此次研究中，對檢定對象的示值誤差進行10次重復測定。選擇血壓計的關鍵測量示值及24.00 kPa作為代表性的統計點。按照如下步驟進行處理：從40.00 kPa 開始，每隔8.00 kPa 進行1 次降壓檢定，直至標準器的讀數達到24.00 kPa，全程完成10 次降壓檢定，并完成讀數，做好數據記錄。采用最小分度值的1/5 完成估讀，檢定結果如下：23.9 kPa、23.8 kPa、24.0 kPa、23.9 kPa、24.1 kPa、23.9 kPa、24.1 kPa、24.1 kPa、23.9 kPa、24.0 kPa。經過均值計算，可以得到示值平均值為23.97 kPa，不確定度為0.03kPa。

其不確定度表述如下：

3.2 標準數字血壓計檢定儀示值誤差引起的不確定度

根據權威計量檢定機構認證，標準數字血壓計檢定儀的示值誤差上下浮動不超過0.08 kPa，這種誤差服從均勻分布，k ＝根號下3 ，并且被認定為B 類。

3.3 環境溫度變化引起的不確定度

在優越的檢定條件下，檢定室的溫度把控在（20±5）℃的范圍內，溫度波動概率分布均勻，介于–5～5℃。當置信系數k=根號下3 時，其不確定度可利用下式進行表示：

3.4 血壓計示值估讀誤差引起的不確定度

以JJG270—2020《血壓計和血壓表檢定規程》為依據，血壓計的最低分度值為0.5 kPa，這個單位相對來說較小。為了便于讀值，可按照其分度值的1/5作為參考進行估讀，這一誤差服從均勻分布。在評定的過程中，設置k 值同上，并按照B 類進行不確定性分析。具體的不確定度表示公式如下：

式中，Veff為有效自由度數值，V1為自由度。

3.6 擴展不確定度及不確定報告

為了擴展不確定度，要具備充足的實驗數據分析資料。結合上文所述可知，需要完成檢定點設置、重復測量等工作，并準確記錄好相關數據，接著需要結合數據測量結果進行處理，通過對不確定度分量以及合成不確定度等的分析得到平均誤差等數據資料，可結合平均誤差等數據進行不確定度擴展。

在實際的檢定操作中，通常需要對不確定度進行有效擴展，以深入了解和分析檢定結果。然而，在擴展不確定度的過程中，不能忽視實驗條件和環境因素的影響，以確保擴展不確定度真實反映檢定的真實結果。此外，還要遵循一定的撰寫規范生成不確定報告，以便為后續研究提供有價值的建議和方向，具體應遵循以下幾點：①要清晰地列出操作的名稱、日期、實驗室及設備信息；②要詳細記錄檢定的操作流程、測量方法和數據處理方法，這些細節對于保證檢定結果的可靠性至關重要；③要對檢定結果進行精準的總結，明確指出擴展不確定度的范圍，并為后續研究提供有價值的建議和方向。

在置信水平為0.95， 有效自由度為86 的前提條件下， 由此可知如下信息：Tp（50）=2.01 ；Tp（100）=1.984 ；采用插值法：Tp（86）=1.99。

擴展不確定度u95=1.99×0.10 kPa， 檢查結果為23.97 kPa， 示值誤差為0.03 kPa，u95=0.20 kPa，k=1.99。

3.7 測量不確定度驗證

為了驗證測量不確定度，需要對此開展一系列嚴謹的試驗和運算：①須選擇權威的參照準則，如國際規范和國家規范等，以確保驗證的準確性和可靠性。②需要對測量對象進行重復測量，并詳細記錄每次測量的數據及相應的誤差。這些數據可為驗證工作提供一定的指導，不僅能夠揭示測量裝置的精確度和穩定性，還可深入分析環境干擾性。

根據JJF1033—2001《計量標準考核規范》的要求，在此次研究期間重點利用傳遞比較法對檢定裝置進行了測量不確定度驗證。該過程中，選擇1 臺性能穩定的血壓計，并交由權威檢定機構進行檢定（量程設定為40.00 kPa，分度值精確到0.5 kPa）。在24.00 kPa 這一關鍵點上，得到的檢定結果為24.01 kPa，而計量檢定裝置在此的擴展不確定度u0為0.10 kPa（k=2）。同時，該部門標準裝置在這一點的檢定數據為23.97 kPa。

對血壓計的示值誤差測量結果進行分析，將其擴展不確定度記為U，計算多個測量點的U 值，當測量點位于點16 kPa 時，U=0.16 kPa，k=2 ；當測量點位于點32 kPa 時，U=0.17 kPa，k=2；當測量點位于0 時，U=0.16 kPa，k=2。

根據數據分析結果進行總結可知，此次研究中提及的血壓計檢定裝置所對應的測量不確定度可達到檢定工作的相關標準。

4 結束語

文章主要分析了血壓計檢定裝置示值誤差的測量分析情況，旨在保障檢定結果的準確度，為血壓計的規范化應用提供保障。確保血壓計檢定裝置的準確度，有利于充分發揮檢定作用，提高血壓計的測量精度，這關乎相關患者的生命健康安全。對此，需要深入了解影響測量誤差的各種因素，并采用科學的方法進行檢定和控制，以確保血壓計的精確度和穩定性，為醫療保健事業的發展貢獻力量。

參考文獻

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