脉搏血氧仪校准方法的研究

【摘要】本方法适用于光电式的脉搏血氧仪（计）、脉搏血氧饱和度监护仪以及多参数监护仪中脉搏血氧监护部分的校准。在脉搏血氧仪质量控制方面，国家并没有专门的计量标准，各地依据当地的实际情况出台了地方标准，但是均没有关于光吸收比率拟合曲线误差的测量。本文主要介绍了脉搏血氧仪的组成和用途，针对目前临床在用设备，研究了脉搏血氧仪的校准方法，增加了光吸收比率拟合曲线示值误差项目，并对该校准方法进行了验证实验。此研究的目的是为开展相应的质量控制工作提供技术依据，希望通过质量控制确保脉搏血氧仪设备良好运行，有效保障医疗安全。

【关键词】脉搏血氧仪；脉搏血氧饱和度；光吸收比率拟合曲线；脉博频率

【DOI编码】10.3969/j.issn.1674-4977.2024.02.077

Research on the Calibration Method of Pulse Oximeters

CHANG Bing

（Shenyang Metrology Testing Institution， Shenyang 110179， China）

Abstract：This method is suitable for the calibration of photoelectric pulse oximeter （counter）， pulse oximetry monitor， and the pulse oximetry monitoring part of multi-parameter monitors. In terms of quality control of pulse oximeters， there are currently no specific national measurement standards， and local standards have been established based on local conditions， but none of them include the measurement of the error in the fit curve of the light absorption ratio. This article mainly introduces the composition and uses of pulse oximeters， and focuses on the calibration method of pulse oximeters currently in clinical use. It adds the error of the indication of the light absorption ratio fit curve and validates this calibration method through experiments. The purpose of this research is to provide a technical basis for carrying out corresponding quality control work， with the hope of ensuring the proper operation of pulse oximeter equipment and effectively improving medical safety.

Keywords：pulse oximeters； pulse oxygen saturation； fitting curve of light absorption ratio； pulse rate

脈搏血氧仪是一种利用光信号和组织相互作用的医疗设备，它通过测量脉动血流引起的组织光学特性随时间的变化来估算动脉血功能性氧饱和度（SpO2）。脉搏血氧仪主要由电子元件、显示单元、操作界面和血氧探头组成。测量原理见图1。

1校准项目及方法

1.1环境条件及测量设备

温度：10～40℃；相对湿度：不大于85%；周围无影响设备正常工作的机械振动及电磁干扰。校准用设备技术要求见表1。

1.2脉搏血氧饱和度校准方法

按要求将被校脉搏血氧仪传感器和脉搏血氧饱和度模拟仪的虚拟患者手指相连。根据被校准脉搏血氧仪的产品类型，选择脉搏血氧饱和度模拟仪中相应的光吸收比率拟合曲线，即R值曲线，可按实际需求选择匹配的NECOLLOR、BCI和MASIMO中任意一条或多条R值曲线的血氧饱和度值进行校准。这三条R值曲线应用范围最为广泛。

1.3光吸收比率拟合曲线示值误差校准方法

按要求将被校脉搏血氧仪传感器和脉搏血氧饱和度模拟仪的虚拟患者手指相连，选择匹配的血氧饱和度光吸收比率拟合曲线。设定脉搏血氧饱和度的值为95%，在规定的脉搏频率测量范围内均匀选取5个测量点，每个测量点进行3次重复测量。对每个测量点按式（4）计算示值误差。

2.1.2标准不确定度来源分析

脉搏血氧饱和度（SpO2）测量不确定度评定中，标准不确定度主要来源有3个方面：一是脉搏血氧仪示值测量重复性引入的标准不确定度；二是被校脉搏血氧仪示值读数的分辨力引入的标准不确定度；三是脉搏血氧饱和度模拟仪量值溯源引入的标准不确定度。

2.1.2.1测量重复性引入的标准不确定度

以血氧饱和度值设定值90%为例，用血氧飽和度模拟仪对脉搏血氧仪进行10次重复校准，测量结果见表2。

3结束语

本文依据国内外文献、生产厂商和临床实际应用的要求，经过多方实验认证得出，以上对脉搏血氧仪的校准方法科学合理，且具有可操作性。目前，由沈阳计量测试院主持编制的《脉搏血氧仪》辽宁省地方标准已完成专家评审，等待批准后即将发布实施。这个标准的实施将填补省内在血氧仪质量控制标准上的空白，为开展相应的质量控制工作提供了技术依据。

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【作者简介】

常兵，男，1979年出生，高级工程师，硕士，研究方向为自动化过程控制。

（编辑：李加鹏）