无创血压检测技术

� 综述� � � � � � � � � � � � � � � � � 血压检测中的基本问 血压在生物医学测量中是一种常用而重要的指标 , 它是心脏泵血功能 , 血管外周阻力和全身血容量等指标 的重要参数 , 反映了人体心脏和血管的功能状况 , 因而 成为临床上诊断疾病 、 观察治疗效果 、 进行预后判断等 的重要依据 。 人体血压是指动脉血管中脉动的血流对血管壁所 产生的侧向垂直于血管单位面积上的压力值 , 主动脉 血管垂直于管壁的压力的峰值称为收缩压�� � �� , 谷 值称为舒张压��� �� , 一个心动周期内动脉血压的平均 值称为平均血压 �� � �� 。从是否对测量者造成损伤的 角度来分 ,可将血压的测量分为有损检测 ��� �� � �� �� 和 无损检测 �� � � 一 �� � �� �� �� 两种 。 有损检测又称直接法 ��� ��� �� , 它测量的是血管内压力� 无损检测又称为间 接法 ��� � ��� � � , 它往往通过血流来反映血压川 。 除心 输出量 、 循环血量 、 动脉管壁弹性 、 血液粘稠度及外 周阻力等因素将影响血压测量精度外 , 血压测量还受 被测量者的心理 、 测量时间 、 袖带和体征等诸多因素 影响 �, , 一。 人体不同部位的血压值是不同的 , 目前临床上经常 使用的是胧动脉 �大动脉�血压 , 手腕挠 一尺动脉和指动 脉属于小动脉 。 研究表明 , 指动脉血压与大动脉和主动 脉血压间有一定的关系�见图 �� , 通过标定可以用指动脉 或人体腕部动脉血压来表征大动脉或主动脉的血压 , 因 此人体手腕和手指动脉血压的测量具有重要的参考价值 。 有损检测时需将导管插入血管 , 通过压力传感器来 获得血压值 ,该的测量结果是血压测量中最准确的 , 是血压测量的 “金标 准 ” ��� 。 结合现代压力 传感技术和电子测量 技术 , 可以将导管直 接插人待测动脉中实 现 动脉 压 的直接测 量 。 在临床上直接测 量技术不仅能用来实 时测量和监护动脉压 , 而且还能用来对中心静脉压 、 肺 动脉 、 肺毛细血管楔入压和左心房 、 左心室压力的实时 检测和监护阴 。 由于直接法是有创 ��� �� �� �� � 的 , 在临 床应用中给病人和医护人员带来许多不便 �如需要在测 量过程中通过清洗等手段来防止感染等问题 � , 因此临床 上除危重患者及大手术的血压测量等特殊需要外 , 一 般 不采用该方法 。 无损检测一般是通过对相关特征信号进行分析处 理来获得血压值 , 它可进一步细分为间歇性测量和连 续性测量两类 。 间歇性测量的两次血压值测量之间有 一定的时间间隔 , 连续性测量贝��可以实时跟踪血压的 变化 。 目前医院使用最普遍的是水银血压计和无创血 压监护仪 。 � 无创血压检测的分类 无创测量方式因其测量方便 , 病人无创伤痛苦 , 因 而在临床医疗上被广泛应用于急诊室 、 手术室 、 �� � 和 � �� 等部门 , 是临床诊断与监护危重患者血压的重要生 理参数检测手段 。 人体血压的无创测量研究始于 �� �� 收稿日期 � ��渊日沁一�� � � � � � 作者简介 � 樊海涛 , 博士生 � 叶学松 , 副教授 � 段会龙 , 教授 , 博士生导师 , 浙江大学生物医学工程与仪器科学学院副院长 ��中国医疗器械信息�� �正�” 年第 ���卷第 � 期 � � , � � � � ‘,乃 � � 综述一� � � � � � � � � � � � � � � � 年 , 按测量对象可分为基于心音 、 压力、 血流量 、 时间 和频率五种方法 。 其中 , 基于压力的测量方法是以脉搏 波技术为基础的 , 基于血流量和时间的测量方法则是脉 搏波技术的延伸 。 目前成为主流并被广泛应用于商品化无创血压计的 有水银血压计�柯氏音听诊法 �, 自动 、 半自动血压计�示 波法或柯氏音听诊法 �, 腕部测量装置�示波法� , 指端测 量装置�示波法 、 容积描记法 、 脉搏波法 �, 全自动血压监 护仪�示波法�, 便携式血压仪�示波法或柯氏音听诊 法�。 各种分类方法的归类如图 � 所示 。 � 无创血压检测传统方法 � � � 柯氏音听诊法 �� � �� � ���� � 理 � � �� �� � 柯氏音听诊法�� � � � ��� �� 叮 � ��� �� �, 又称柯氏音法 �� � �� 次 � ��� �� � � � �小� � � , 是临床应用最广泛的无损检 测手段之一 。其基本原理是利用充气袖带压迫动脉血管 , 随着袖带压力的下降 , 动脉血管从完全阻闭到渐开 , 再 到全开的变化过程 , 通过辨别动脉血流受阻过程中的过 流声音及相应的压力点来确定收缩压和舒张压 , 其中血 流声音是血液流动过程中由湍流和血管壁的振动引起的。 充气袖带中的压力是通过水银压力计来反映的 , 而出于 环保考虑 , 目前也有用压力表来替代水银压力的柯氏音 听诊设备 。 柯氏音听诊法目前已经成为临床上血压测量中其他 无创测量准确与否的参考��� 。 但该方法存在一系列的问 题 � 首先测得的收缩压较以直接法测得的真实值低 � 一 �� � �� � � , 舒张压高 �一� � � � �� 、其次柯氏音听诊法 无法直接测量出动脉平均压 , 只能用近似公式� � � � �� � � � �� � �� 进行估算 � 第三 , 该方法完全依赖于临 床医师的耳朵和眼睛 , 因此重复性差 , 准确度在很大程 度上依赖于临床医师的经验值 � 最后 , 该方法的血压测 量值易受环境噪声干扰 , 且部分病例难以测出 �如低血 压等�。 为了克服以上的缺点和满足血压自动测量的需要 , 上世纪�� 、 �� 年代出现了基于柯氏音法的自动血压测量 装置 。 该装置利用微处理器来实现袖带的充放气 , 使用 声音传感器来监测动脉中的声音 , 并且和袖带内压力相 对应 , 采用基于声音的算法来测定收缩压和舒张压 。 但 是该方法对声音敏感 , 容易受到外界噪音的影响 , 可信 度低于采用其他测量技术 �如示波法� 的自动血压测量 仪器 �� 一。 � � � 示波法 �� �� ����� ��� � � � �� �� � 示波法又称为压力振荡法 , �� �� 年��� 在实验室 发现动脉内的振动波可以传递到动脉外周密闭腔内的液 体中 ,从此开始了对血压和动脉振动波幅度关系的研究 。 �� � 年� � � � �� � � � � �� � ! � 首次提出示波法用于对血压 的检测 � �� �� 年由�� ��� 等通过动物实验发现并提出示 波波幅度的最大值对应动脉平均压 � �� �� 年 � �� ��� 和 �� �� �� �� 及 � ��� 指出示波法与直接法测得平均压具有 高度相关性 , 验证了示波法中平均压的测量标准��,� 】。 随 着微处理器和集成压力传感器的出现 , 开始了基于示波 法的无创血压检测仪的研制 , 第一台基于示波法的商用 无创血压检测仪 �� �� �� ����� � � � � � 于 �� �� 年问世 , 实现了对平均血压的检测 。 由于临床对舒张压和收缩压 的需要 , 开始了利用示波法对舒张压 、 收缩压和平均心 率的检测的研究 , 随之出现的 � �� �� �� � � � � � � � 就可 以实现以上四种参数的同时测量 �� 。 示波法的原理是由于在慢速放气过程中袖带阻断动 脉血流 , 使得血管壁搏动产生示波波 , 示波法通过检测 该振荡波的包迹 �而不是柯氏音 � , 并且利用包迹与动脉 血压之间的固有关系来达到测量血压的目的。 利用示波 法可准确测量动脉平均压 , 通过算法可以得到收缩压 、 舒张压以及相关的参数值 。 与柯氏音法相比 , 示波法由 于去掉了脉搏拾音单元 , 从而去除了外界声音的干扰 , � � � � � � � � 《中国医疗器械信息》 �侧抖 年第 �� 卷第 � 期 ��� � �� �仓 � � 综述� � � � � � � � � � � � � � � � 重复性较好 , 能使测量误差减少到 � 一 �� � � � � 以下 , 因 而示波法是目前国内外监护仪中公认的无创血压自动测 量方法“一。 示波法的工作过程是先用袖带阻断动脉血流 , 然后 在放气过程中检测袖带内的气体压力示波波 。 放气方式 是示波法的一个关键技术 , 目前采用的手段包括多阀连 续放气 、 阶梯式放气和线性放气等 �� , 其目的都是为了能 实现对血压和脉搏波信号的准确采集 。 图 � 是示波波的 波幅与袖带压在一个心动周期内的关系 , 从图中可以看 出 � 当袖带压�静压�大于收缩压 �� 一 �� � � � 时动脉被 压闭 , 此时由于近端脉搏的冲击而呈现细小的示波波 � 当静压接近收缩压时 , 波幅增大� 当静压等于平均压时 , 动脉壁处于去负荷状态 , 波幅达到最大值 , 当静压小于 平均压时 , 波幅逐渐减小 � 在静压小于舒张压后 , 动脉 管腔在舒张期已充分扩张 , 管腔刚性增加 , 此时波幅维 持在较低水平 。 � � � � � � 放气过程中记录的振荡波呈近似抛物线的包迹 。 显 然该包迹线所对应的静压值间接反映了动脉血压 , 因此 示波法的关键技术之二是怎样用准确有效和简洁的方法 找出动脉压力和振荡波包迹之间的关系 , 从而计算出收 缩压和舒张压��� 。 目前收缩压和舒张压的经验判别准则 很多 , 但无公认的判别准则 , 大多是基于统计学规律而 不是基于个体特征的 。 收缩压和舒张压经验判别准则大 致分为幅度系数法和拐点法 ��� , 幅度系数法又分为比例 系数法和 �判别法 。 �方法首先确定血压波幅的最大值� ���� , 然后对最大值所在的脉搏波进行积分并除以波动 周期得到 ��� �� , 波动幅度� �� �� 对应的袖套压力值被判 定为收缩压 , 舒张压对应波动幅度 � �� �� 由最大值 � ���� 与 � �� �� 的差值得到 。 幅度系数法是用压力波幅的 最大值与收缩压和舒张压的比例关系来判定的 , 即 � ���� � � �� �� � � ��� � � 一 � � � � � , � �� �� � � �� �� � � � �� �� � 一�� �� , � �和 �� 的具体确定取决于经验值 。 拐点法 认为 , 收缩压和舒张压对应着振动波幅度发生突变的点 , 即振荡波包络的拐点 , 因此可以采用多项式拟合的方法 来确定收缩压和舒张压��� 。 相对于柯氏音法 , 示波法具有干扰小 , 重复性好 , 测 量误差小等优点 , 并且可以应用于柯氏音法不能使用的 领域 , 如幼儿 、 严重低血压患者以及动物血压的检测中。 但是示波法也有一定的缺点 � 首先是该方法检测到是叠 加在血压信号上的脉搏波信号 , 削弱了反应血压变化的 高频成分 , 因而使用袖带的示波法测量技术在跟踪和反 应血压的突然变化上能力不足 � 二是该方法对病人的运 动敏感 , 因而该方法在测量过程中需要经常判断是否有 运动等干扰存在来保证准确性“�� , 最后是示波法的收缩 压和舒张压的计算尚无通用的统一标准 , 各个厂家均是 在大量临床实验的基础上推算出各自的经验算法 。 因此 在高档的医用监护仪中常采用示波法和柯氏音法相结合 的方法来提高测量精度 , 实现对血压的间歇性测量。 示波法和柯氏音法是目前无创血压检测市场上应用 最广泛的两种检测技术 。 随着对血流动力学的研究 , 发 现了血压和血流量以及血管体积之间的关系 , 出现了基 于血流量的无创血压检测技术 , 如容积描记法 , 容积振 荡法和脉冲血流量法 。 同时 , 基于压力的血压检测技术 也得到了发展和改进 , 如恒定容积法和扁平压力法 。 这 些技术发现比较早 �� 一 �� 年代 � , 但由于技术不成熟 , 所以在市场上很少见到相关的产品‘, ”。 � � � 恒定容积法 �� � � ! ��� � � �� � � �� � �� � � � �� � � � 恒定容积法 , 又称为容积补偿法 、 伺服血量压力法 或者连续血管去负荷法 。 �� �� 年由��� �提出了该方法 的技术原形��� � ��� � � � � �� � � �� � �� � � � �� � � �� �� � 年由捷 克生理学家��� �� � �� 作了进一步的发展 , 并给出了该方 法中最重要的随动系统参考值‘川 。 恒定容积法的技术原 理是当在血管臂施加预置的参考压力使动脉处干去负荷 状态 �� � �� � ��� � � �� � � �� � � , 然后采用伺服系统补偿因动 脉内压的变化引起的动脉容积变化 , 从而使动脉容积维 持去负荷动脉容积 , 此时袖套内压等于动脉内压 , 因此 可通过测量袖套内压间接测量动脉血压 。 《中国医疗器械信息》 �‘�” 年第 �� 卷第 � 期 � � � �� � � � � � � 综述 �� � 日� � � � � � � � � � � � � � � � � 该技术的实现过程需要有一个压力随动系统 , 可以 根据血压波动实时调节外加压力使血管臂处于恒定容积 状态‘’�� 。 该原理中另外一个关键技术是确定压力跟踪系 统的参考值 , 以保证血管臂的透臂压为零 , 从而处于恒 定容积的状态 。 有文献提出参考值设定在血管容积的 ���� ‘”。 通常采用血管的透光率来反应血管的容积 ,‘�� , 因 此恒定容积法选择手指端来进行测量 。 �� !年� �� �� �� �� � � 采用容积补偿法实现了对动脉 血压的连续监测‘’�� , 图 � 为其测量原理图 。 利用液压腔 预置参考压和脉搏描记计的输出控制液压伺服装置 , 使 动脉容积维持去负荷动脉容积 。 预置的参考压力采用振 荡波幅度最大时的指套压力为参考压 , 此时动脉血管处 于去负荷状态 。 该方法设置参考压方便 , 而且减少了测 量误差 。 但该测量装置体积较大 , 寻找负荷状态的参考 压力所需要的时间比较长��� ��� , 同时测量需要保持袖 套和心脏处于水平 。 通过改进传感器为受调制的红外线 可以使系统对运动干扰和周围光线的影响不敏感 , 并且 减少参考压力的寻找时间。 �� �� 年 ��� �� �� �� � 等采用 气动袖套‘’�� , 同时用补偿器补偿心脏和指端的流体静力 学压差 , 克服了以前需要保持袖套和心脏处于水平位置 的缺点 , 从而使得该设备能在日常生活条件下连续监测 动脉血压 。 容积补偿法是目前较成熟的连续血压测量方法 。 市 场上销售的产品多采用这种测量原理 。 恒定容积法的优 点在于可以提供连续跟踪血压动态变化‘, � , , 可检测动脉 压的细微变化 。 缺点在于 � 指端压受到血管收缩 、 微循 环障碍等因素的影响大 , 而且用指端压计算血压引人的 误差比较大 � 通过光电描记法测得的信号幅度无法区分 变化是来自血管臂直径的变化还是其他因素导致的血管 顺应性的改变 � 采用该原理的测量装置测得的收缩压和 平均压的离散性较大 , 性能指标没有达到 � � � � �� �� ! ∀#∃∀ % & ∋ ∃() �∗ +#%! ),) %∃ & − )∗ ∀. !#/ 0% �∃∋1 ,) % ∃#∃∀ % 2 推荐的标准差不大 于 8 ~ H g 的标准 , 就总体性能而言不 能作为临床上病人绝对血压值的测最方 法‘’6] 。 同时该方法在长时间测量时静脉 充血影响较大 : 当血管收缩节率较大 时 , 将影响脉搏描记计的输出波形 , 致 使参考压设置困难 , 测量精度低, ’41 ; 由于需要在被测部 位保持一定的压力 , 使病人的舒适性较差 。 3 . 4 扁平张力法(A pplan ation T onom etry M e出od ) 扁平张力法 , ’81 出现在上世纪六十年代 , 其基本原理 是是通过对位于骨骼附近的体表动脉部分施加外压 , 使 其呈扁平状态 。 此时动脉成刚性表面状态 , 作用在该表 面的力与动脉中的压力近似成比例 。 因此可以通过对安 置于挠动脉部位的压力换能器施来测量该表面上的压力 , 从而得到每拍的动脉压波形 , 并且检出动脉搏动的最大 及最小信号以获得血压值 。 由于扁平张力法测量的是体表动脉 , 不是近心端动 脉 , 所得的波形与主动脉的波形存在差异 , 所以需要通 过传递函数 (T ran sfe rFu nc tion) 将外周动脉压力波形转 换成主动脉压力波形 。 由此可以得到主动脉压的连续 、 绝对的测量 。 在实际应用中 , 需要用压力传感器阵列精 确测量某点的压力 , 以最大程度的减少误差 。 当被试者 的生理状态发生变化时 , 外力不能跟随平均压的变化而 变化 , 导致外压不等于内压而产生测量误差 , 因此 B ah r 和 Petz ke 通过一个反馈单元来跟随平均压的变化以提高 精度‘, , , 。 3 . 5 容积描记法(pleth ysm ography M eth od ) 在心脏搏动周期内 , 外周血管中的微动脉 、 毛细血 管和微静脉内流过的血液相应的呈脉动性变化 。 当心脏 收缩时血液容积最大 , 而在心脏舒张时容积最小 。 血液 容积这种脉动性变化 , 一般可通过光电容积传感器获得 , 所得的波形中含有容积脉搏血流信息 。 因此可以通过容 积脉搏血流信息和血压信号的关系来获得舒张压和收缩 压 , 该方法被称为光电容积描记法 (P h ot o el e ctri。 Pl e th y s m o g raP hy ) 。光电容积描记法通过测量指端的血流 来获得血压值 , 因此使用比较灵活 。 它的优点在于: 指 端血流感受面积大 , 对检测位置要求不太严格. 信号的 . . . . . 56 《中国医疗器械信息》 2吸x 闷 年第 10 卷第 5 期 v oI .l() N a 5 综述 .. . . . . . . . . . .. . . . 适应性 、 稳定性和重复性优越 ; 适合长时间测量。 在每个心血管周期中 , 血容量的变化会引起血管体 积的变化 , 从而引起测量部位的电导 (电阻) 特性的变 化 , 在胫骨上方放置两个电极 , 利用高频低电压的交流 电来检测阻抗的变化 。 获得的阻抗曲线中包括反映静脉 压的直流分量和动脉脉动分量1231 。 该方法称为阻抗容积 描记法 (Im pe dan ee Pl ethysm ogra phy ) , 它的检测精度取 决于电极以及检测电路 。 户 容积描记法是都是通过分析容积和血压之间的关系 来检测血压的1241 , 它们的缺点在于对容积脉搏血流信号 的机理与信息特征研究得还不够充分 , 因此不能够保证 监测精度 。 除上述的几种检测方法外 , 在此基础上出现了一些 新的技术改进 , 如恒定袖带振荡法 、 容积振荡法 、 双袖 带法等 。 恒定袖带振荡法(c o nstant C uff o seillom etric M e山od )是由e o:M edieax开发的 。 它的基本原理是通过 袖带产生一个幅度较低而且恒定的压力 , 并由此可以获 得完整的血压振荡波 , 通过分析这种测量条件下血压振 荡波与血压的关系获得对血压的测量 。 这样 , 根据得到 的连续的 、 逐拍的动脉压就能实现血压的连续监测 , 弥 补了传统振荡法不能连续监测血压的缺点。 容积振荡法 (v o一um e 一o s e i l l o m e t d e M e t h o d ) 原理和振荡法相似 , 但 是它测量的对象是动脉容积变化的振动而不是袖带的压 力振动 。 双袖带法 (T w o cu ff M et hod ) 的原理是当血流 经过一根部分被阻断的动脉时 , 其流速和动脉被阻断的 程度有关 。 当袖带压接近收缩压时 , 流速最慢 ; 当袖带 压接近舒张压时 , 流速最快 。 这样可以通过检测在收缩 压状态下流经袖带下血管的血流在两个袖带之间的时间 差来检出血压值 。 波形识别技术来分析血压波形的变化; 在测量部位上的 选择上 , 将测量部位由上臂改为手腕挠 、 尺动脉处 ; 在 测量部件上 , 采用具有袖带尺 一寸自动识别的血压测量系 统等来提高精度 。 从技术角度来讲 , 除 了上述提到的儿 种检测手段外 , 开始发展了基于脉搏波 、 超声 、 次声以 及多种检测方法联用的各种测量方法 。 4 . 1 脉搏波测量(Pu lsed W ave M ethod ) 随着心脏的间歇性收缩和舒张 , 血流压力 、 血流速 度和血流量的脉动以及血管臂的变形和振动在血管系统 中的传播 , 统称为脉搏波或脉搏波在血管中的传播 。 从 本质上讲 , 柯氏音听诊法 、 振荡法 、 恒定容积法等都是 基于脉搏波特征的测量方法 。 脉搏波呈现出的形态 (波 形 )、 强度 (波幅 )、 速率 (波速 ) 和节律 (周期) 等信 息在很大程度上反映出人体心血管系统中许多生理病理 的血流特征 。脉搏波是一种以低频成分为主的生理信号 , 可通过人体体表动脉如颈动脉 、 胧动脉和挠动脉等处方 便的检测出。 图5 是一个典型的脉搏波压力波形 。 其中脉搏波曲 线的上升支 , 是心室快速射血期 , 最高点即代表收缩压; 下降支是心室舒张期 , 大动脉回缩 、 血液回流形成切迹 , 又叫 “降中峡 ” . 回流的血液受到关闭的主动脉瓣的阻档 形成重搏波 , 称为 “降中波 ” ; 主动脉弹性推动血液继续 前流 , 脉搏波压力迅速下降到最低点 , 即舒张压 。 . . . . . 4 无创血压检测技术的发展 到目前为止 , 无创血压的自动测试主要是依靠心音 法或是用压力法对脉冲波进行分析 。在过去的几十年里 , 压力法开始逐渐替代心音法 , 心音法由于噪声大 、 精度 低 , 必将最终退出无创血压监测领域 。 随着技术的发展 , 压力法的测量技术不断完善: 在硬件设计上采用传感器 阵列提高测量精度 , 减小误差; 在软件设计上采用各种 数字信号处理的算法来进行误差补偿 , 并且应用复杂的 所谓脉搏传递时l’ed pT T (p ulse T ransm itT im e), 是 指动脉脉搏从心脏收缩开始 (EC G 检出Q R S 波 )传到某 一分支动脉血管之间的时间差 。 该法基于流体力学中管 网内压力的传递速度与各点压力之间存在某种函数 关 系的原理 , 将收缩压与脉搏传递时间建立一组相关公式 , 据此测算出收缩压 , 并进一步估算出平均压和舒张压 。 (( 中国医疗器械信良、》 2仪” 年第川 卷第 5 期 v ol.I叹) N ‘)乃 5 7 综述一................ 脉搏波速度 PW V (Pu lse W ave v eloeiry )通常由脉搏 传播时间Pl, I , 计算得到 。 在动脉的开始端 (锁骨下动脉) 和结束端 (股动脉 )检测脉搏 , 可以计算出两个信号之 间的时间差 , 已知主动脉的长度 (用胸骨上切迹和腹股 沟之间的距离估计 ) , 即可计算出主动脉脉搏波速度 (P W V )。 一般来说 , 血压升高 , 脉搏沿动脉的传播速度 增加 。 检测到相关的脉搏波波形后 , 用参考方法校正后 可得到绝对 、 连续的血压测量 。 一9 7 6年 , B ra i n o ri b b i n 等提出利用脉搏波传播速度 (PW V )来连续测量血压变化}‘71 , 实验结果表明PW V 可以 可靠地跟随血压变化 , 但不能给出血压的绝对值 。 对脉 搏波的测量可以通过将压力检测探头置与动脉脉动最明 显处 , 下压血管与骨上 , 当动脉表面被压平时 , 管壁的 周向就被平衡掉 , 探头所记的压力就是真实的动脉内压 力 , 原理和眼科测定眼内压相同。 为了能使PW V 不仅可 以反映血压的变化 , 还可以给出血压的绝对值 , 有人采 用统计分析建立回归方程的方法 , 通过脉搏波传导时间 来计算收缩压和舒张压 。 英国生产的 B P一 50 型全自动血 压测量仪就采用了这一原理 。 具体方法是 : 利用心电 R 波的峰值为起始点 , 测量 R波触发后脉搏波传导到手指 末端所需的时间 , 再利用所建立的收缩压和舒张压的回 归方徨 , 将传导时间换算为收缩压和舒张压 。 利用脉搏波方法来检测诊断人体血管血流动力学参 数是最理想的检测手段 。 国外专利中提到了利用脉搏波 特征和血液动力学特征来快速测量血压的方法 , Ni h on K o h d e n 公司已经开发出利用 PW TT 测量技术的血压监 护仪 。 脉搏波检测技术的优点在于M oc ns 一 K o rte w eg 模型中 包含杨氏模量 , 所以能显示血管的硬度信息 。 缺点在于 由于人体内影响脉搏传递速度的因素较多 , 容易引起误 差 , 精确度不够 。 4 . 2 超声法 (U ltra 一S o u n d M e t h ed ) 超声法1201 的基本原理是利用超声波对血流和血管壁 运动的多普勒效应来检测收缩压和舒张压的 。 它在上臂 袖带下安放一个超声传感器 , S M H z 的振荡源发生超声 波 , 当超声遇到运动的血管壁时 , 其回波发生频移 。 频 偏范围在40- 50oH z范围内 , 并且血管壁移动速以及血流 速度成比例 。 当袖带压力增加超过舒张压而低于收缩压 时 , 动脉内的血压在高于或低于袖带压力间摆动 , 当血 管被阻断后 , 血管壁静止不动 , 所以无频移产生 。 当低 于或者高于袖带内压力时 , 由于血流以及血管壁的运动 , 从而产生频移 。 在一个心动周期内 , 随着袖带压力的增加 , 血管的 开放和闭合的时间间隔就随着减小 , 直到开放和闭合点 重合 , 此即为收缩压 ; 反之 , 当袖带压力减小时 , 开放 和闭合的时间间隔增加 , 直到闭合信号和下次的开放信 、 号重合 , 此即为舒张压 。 超声法的优点在于适用范围广 , 可应用于成人 、 儿 童 、 以及低血压的测量 , 抗噪声能力强; 同时超声法可 以再现动脉波。 缺点在于受试者的活动会引起传感器和 血管间的声波途径的变化 。 4 . 3 次声法(Infra sound M eth od ) 作为柯氏音听诊法的发展 , 次声法(In fra so u n d M eth od )可以通过分析人耳听不到的低频柯氏音振动(低 于50H z) 的能量来探测血压 。该法原理上与听诊法类似 , 但应用实例很少 。 4. 4 联用技术 为了能充分利用各种检测手段的优点 , 提高系统的 检测精度 , 近年来 Ani e S an tic 等学者提出了多种检测方 法联用的诊断技术圈 。 该技术结合了示波法和容积描记 法两者的优点 , 具体的测量方法是在指端同时放置充气 袖带和光电传感器 。 首先由光电传感器获得无压条件下 完整的血流脉动信号 , 然后充气袖带进行充放气获得压 力脉动信号 (图7) 。 最后将示波法和触诊法获得的两个 收缩压作加权平均计算 , 并将计算结果值作为修正后的 . . . . . 58 《中国医疗器械信息》 2以” 年第 10 卷第5 期 v ol .10 N 仓5 综述 .. . . . . . . . . . .. . . . 收缩压 ; 而舒张压的计 算是通过将示波法和容 积描记法以及脉搏波延 迟时间法等三种方法获 得的三个舒张压作加权 平均获得的 。 权值按照 各种检测手段的精度的 高低进行分配 。 采用这 个方法可以有效的减少 由于单个检测手段 引起 的系统误差 。 5 尽管目前各国还是以水银血压计作为基本的血压检 测工具 , 但是随着环保要求的提高 , 水银血压计必然会 被淘汰出无创血压检测领域 。 尽管无创血压测量最初只 是为家庭使用设计 , 但随着无创血压测量(N IB P) 装置测 量精度的提高和价格的下降 , 目前已广泛应用于临床 , 不仅用于监护 , 也开始用于诊断 。 从理论上讲 , 只要脉搏波和心血管血液流动规律的 关系得到很好的了解和解决 , 利用脉搏波方法来检测诊 断人体血管血流动力学参数是最恰当的或者说是最好的 途径 。未来的无创血压检测必将摆脱充气袖带传统模式 , 发展新的基于脉搏波特征的测量方法将是无创血压测量 技术的发展方向 。 随着人们对人体生理信号特征认识的 进一步加深 , 以及各种技术如数字信号处理等应用于生 物医学工程领域 , 无创血压测量装置必将向着更方便可 行 、 准确可靠的方向发展 。 . . . . . 参考文献 [l] D oro thee Perloff M D , C ar l e n e G ri m M S N S P D N , J o h n Fl ac k M D , ec t . , H u m an B l o o d P re s s u re De t e rm i n a ti o n b y S P h y g m o m an o m e try , A H A M ed i e a U S e i e n t i fi e S t a t e m en t , 1 9 9 3 ( 8 8 ) : 24 6 0 一 24 6 7 12 ] 齐颂扬 , 医学仪器 (上) , 高等教育出版社 , 1 9 90 【3] 朱俊杰 , 血压 (示波法) 监护仪质量与计量问题的研 究 , 中国医疗器械信息 , 2 00 2 , 8 ( 2): 3 7 一38 ! 4 1 S p a i n s ki · A , S t an d ar d al g o ri th m of b l oo d 衅ssure measure -mentby oseillometriemethodM ed.& Biol.&ComPut.1992, 3 : 6 7 1 [ 5 ] M a y n ar d R , A u to m a t i e o s c i l l o me tri e N I B P v e r s u s m a n u al a u s e u l t a t o ry b l o o P d P re s s u re i n t h e P A C U , J C l i n M o n i t , 1 9 9 4 , 1 0 : 1 3 6 一 1 3 9 16 ] 李天钢 , 卞正中 , 监护仪中振荡法无创血爪测量方法 的研究 , 中国医疗器械杂志 , 2 00 3 , 2 7 ( 4) : 2 44 一2 46 L 71 何铁春 , 罗岩等 , 四肢血压同步测量仪研制原理 ’j 医 学实践 , 中国生物医学工程学报.200 2, 21 ( 2). 一 1 8 2 一 ! 86 【8] 李天钢 , 卞正中 , 监护仪中振荡法无创血压测量方法 的研究 , 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Pe n az Ph o t oe l e e t ri e m e a s u re n 一e n t o f b k x x l P re s s u re , v o l - u m e an d fl o w i n th e fi n g e r , i n D i g . l (卜h in t e o n f. M e d . B io l. E n d ⋯ , D re s d e n , G e rm a n y , 1 9 7 3 , 1 04 [ 1 2 ] K . Y an a k o s h i , e t . a l , I n d i re c t M e a s u re m e n t o f i n s t a n t a n e o u s A rt e ri ai B I以记 氏essu re in the H u m an F in ge r by the V aseu-lar U nlo ad ing Te eh n iq ue IJ I, I E E E T r a n s a n e t i o n o n B i o - m e d i e a l E n g i n e e ri n g , 1 9 8 0 , 2 7 ( 3 ) : 1 5 0 : 1 5 5 【13] Shim az u , e t al . V i b ra t i o n T e e h n i q u e fo r i n d i re e t M e a s u re - m e n t o f D i as t o l i e A rt e ri al P re s s u re i n H u m an F i n g e rs , M e d an d B i o E n g i n C o m P u t , M arc h 1 9 9 9 , 2 7 : 1 3 0 : 1 3 7 [ 1 4 ] K . Y am ak o s h i . 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S u r v e y o f a u t o m a t e d n o n i n v a s i v e b l oo d P re s s u re m o n i t o r s . J C l i n E n g i n 1 9 9 4 ; 1 9 : 4 5 2 一 4 7 [ 1 9 ] T a l k e P O . M e a s u re m e n t o f s y s t o l i e b l o od P re s s u r e u s i n g P u l s e o x i m e t ry d u r i n g h e l i e o P t e r fl i g h t . C r i t C a r e M e d 1 9 9 1 ; 1 9 : 9 3 4 一 9 3 7 [ 2 0 ] h t t P : ll w w w . a d ap t e e n tre . i e / re s e arc h 上tm [2 1 ] B lo od P re s su re M e a su re m e n t D e v iee s一M e rc u ry a n d N o n - me rc u ry , M D A D B Z ( X X 】(0 3 ) J U L Y Z以用 [22 ] B ah r n , 几tz比 J, “仆eautom atiearterialtonom eter” , 2 6 ‘卜 an n o f e o n f E n g M ed B i o 1 9 7 3 : P . 2 5 9 [ 2 3 ] I m p e d an e e Pl eth y s m o g ra p h y M e a s u re m e n t s , h t t p : ll w w w · m e d i s 一 d e . e o n 口e可in de x.h tm ! 【24] 杨益民,李旭雯 , 罗志昌等, 应用光电容积脉搏波法研制新 型血流参数监护系统 , 中国医疗器械信息.200 1, 7 ( 5) 一6 一 8 [ 2 5 1 A n t e S an t i e , S i m u l t an e o u s a P P l i e a t i o n o f m u l t i P l e o s c i l l o - m e tri c me th od s for b l l X 心 Pre ssure m eas u re in fi n ger, B M E S / E M B S C o n fe re n e e , P ro e e e d i n g s o f t h e F i r s t J o i n t , 1 9 9 9 P 2 3 1 v o l . l 蔑 《中国医疗器械信息》 2(服 年第 10 挂第 5期 v ol .I0 N( )5 59