（七月）血压无创测量及其示波法血压计检定

刘彦刚

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感谢各位版友的帮助！使我进一步完善了该参赛原创贴文：

无创自动测量血压计之我见

江西省萍乡市计量所刘彦刚

摘要:本文介绍了现有主要的两种无创自动测量血压计——听诊法（又称柯氏音）和示波法（又称振荡法）的工作原理，并指出了导致其测量准确度均不理想的问题。通过仔细观察、认真分析，提出了准确度能大幅提高的等效听诊法无创自动测量血压计。
关键词：无创自动测量血压计；听诊法；示波法；等效听诊法

0 引言
目前无创自动测量血压计主要有听诊法(又称柯氏音法)和示波法(又称振荡法)，但是其测量准确度均不理想。我通过仔细观察、认真分析建议采用等效听诊法无创自动测量血压计，能使测量准确度大幅度提高。
1 听诊法无创自动测量血压计
听诊法无创自动测量血压计采用拾音传感器技术，模拟真人去听柯氏音实现自动测量血压。测量血时，将装有拾音传感器的袖带缠在被测者的上臂部，由电子仪器自动控制气泵给袖带升压，气压升至听不到柯氏音后，即此时袖带压力高于了收缩压。电子仪器自动控制气泵停止升压并控制排气阀开始排气，使袖带压力慢慢下降。在此过程中由拾音传感器检测柯氏音，并确定收缩压和舒张压。从理论上讲，该法完全是在复现传统的听诊器法，本应该是很准确的。但外界的干扰问题没有解决好，因为拾音传感器技术还没有人的分辨能力，不能将真正的柯氏音，与外界干拢音分辨开来，所以其测量准确度一直没法提高。
2 示波法无创自动测量血压计
示波法无创自动测量血压计，与听诊法无创自动测量血压计类似，也是由气泵和排气阀自动使袖带升压和降压，只是用灵敏压力传感器取代拾音传感器。利用灵敏压力传感器检测测量血压的袖带内气体压力，并提取随脉搏波动的微弱的压力波动信号。现有示波法理论认为：如图1所示，当袖带压力P远高于收缩压时，压力波动信号消失，随着袖带压力下降，

压力波动信号开始出现。当袖带压力从高于收缩压降到收缩压Ps以下时，压力波动信号波会突然增大，在平均压Pm时幅值达到最大，然后压力波动信号又随袖带压力下降而衰减。示波法无创自动测量血压计就是根据该压力波动信号幅度与袖带压力之间的关系来估计血压的。压力波动信号最大值对应的是平均压Pm，收缩压Ps和舒张压Pd分别由对应压力波动信号最大幅值的比例来确定。测量血压时，随着袖带压力的下降血管由阻断变导通，这一过程会在袖带中产生一系列的小脉冲。将小脉冲拾取出来，将其峰值连成曲线，得出包络线，如图2所示。

利用示波法判定收缩压和舒张压的具体方法很多，主要可以归纳为两种：波形特征法和幅度系数法。波形特征法基本原理是利用压力波动信号包络线的拐点测量血压，上升时拐点对应的袖带压力为收缩压，下降时拐点对应的袖带压力为舒张压。这种方法测量的个体适应性较差，测量精度不稳定，已逐渐被幅度系数法所替代。
幅度系数法又称“归一法”。它是将某时刻压力波动信号的幅值与压力波动信号的最大幅值相比进行归一化处理，通过确定收缩压和舒张压的归一化系数来识别收缩压与舒张压，如图3所示。其中，As为收缩压对应的压力波动信号幅度，Am为平均压所对应的压力波动

信号的幅度，Ad为舒张压对应的压力波动信号幅度，As／Am为收缩压Pd的归一化值，Ad／Am为舒张压Ps的归一化值，Pc为袖带压力，横坐标代表排气过程中袖带内压力的不断减小。As／Am=C1，Ad／Am=C2，分别对应收缩压和舒张压的位置。根据测得的压力波动信号幅值和对应的静压力，就可以得出收缩压Ps、舒张压Pd和平均压Pm。一般收缩压的幅度系数为0.46～0.64，舒张压的幅度系数为0.43～0.73。
收缩压判据的确定：在充气过程中压力波动信号幅度包络线的上升段，当某一个压力波动信号的幅度Ui与最大幅度Um之比Ui／Um=Ks时，就认为此时对应的袖带压力为收缩压。即Ps=P∣_Ui=Ks·Um。
舒张压判据的确定：在压力波动信号幅度包络线的下降段，当某一个压力波动信号的幅度Ui与最大幅度Um之比Ui／Um=Kd时，就认为此时对应的袖带压力为舒张压。即Pd=P∣_Ui=Kd·Um。
某一产品幅度系数的确定，一般是在做型式试验时，依据ISO81060－2：2009《无创血压计——第2部分：自动测量型血压计临床验证试验》，用待定型的无创自动测量血压计测量志愿者真人的血压的同时，由有临床经验的医师用传统听诊器法测量同一真人的血压，从而确定对应的幅度系数。实际上，不同人群对应的系数不一定相同；甚至是同一人，不同时期幅度系数也不完全相同。使得采用幅度系数的示波法无创自动测量血压计，其准确度也不理想。
其实从前面所述的现有示波法理论的说法：“当袖带压力P远高于收缩压时，压力波动信号消失，随着袖带压力下降，压力波动信号开始出现。当袖带压力从高于收缩压降到收缩压Ps以下时，压力波动信号波会突然增大，在平均压Pm时幅值达到最大，然后压力波动信号又随袖带压力下降而衰减。”就能看得出它自相矛盾：前面说的是“当袖带压力P远高于收缩压时，压力波动信号消失”，也就是说袖带压力高于收缩压后，袖带内是没有压力波动信号的。可是，后面又说：“随着袖带压力下降，压力波动信号开始出现。当袖带压力从高于收缩压降到收缩压Ps以下时，压力波动信号波会突然增大”，言下之意：袖带压力高于收缩压时，压力波动信号已经出现了，岂不是自相矛盾吗？
3 等效听诊法无创自动测量血压计
我认真仔细反复观察过传统听诊器法水银血压测量血压的过程。测量血压时，测量者将袖带缠在被测者的上臂部，听诊器放在肱动脉处，测量者戴好听诊器。关闭排气阀并用气球使袖带升压，气压升至听不到“咚、咚”的声音为止，即此时袖带的压力高于收缩压。再打开排气阀使袖带慢慢降压，并注意水银柱压力计示值，直到听到第一声“咚”的声音，此时水银柱压力计示值为收缩压。换句话可以说：当袖带压力与肱动脉内血压相同时，会发出“咚”的声音，因为袖带的压力从高于收缩压开始慢慢下降，第一次与周而复始变化的肱动脉内血压相等的点，当然是最有可能是脉动血压的最高值即收缩压。压力继续慢慢下降，在降到舒张压之前，袖带的压力一直与周而复始变化的肱动脉内血压有相等的点，所以期间一直能听到一声声“咚”的声音。当袖带压力降到低于收缩压后，因为袖带压力没有与肱动脉内血压相等的点，所以也就听不到“咚、咚”的声音了，即消声。据当今医学临床实践表明，消声前最后一声“咚”的声音时，水银柱压力计的示值为舒张压。由于袖带压力的慢慢降低，脉动内的血压最后一次与袖带压力相等的点，最有可能是脉动血压的最低值即舒张压。当然，这样测得的收缩压和舒张压仍与传统听诊器法一样有一定分散性。因为袖带压力开始下降的时刻相对于血压的脉动的随机性，而且压力下降的速度也不是特定的。使得我们的读数点处，袖带压力与脉动血压相等时，不可能正好是收缩压和舒张压。一般情况下，测得的收缩压较实际的收缩压略低，而测得的舒张压又较实际舒张略高。
细心的人还可以发现，在用传统听诊器法水银血压计测量血压时，伴随着听诊器听到“咚、咚”的声响时，水银柱会抖动。即袖带压力与脉动的血压相等时，不仅听诊器中能听到“咚”的声音，还会导致袖带压力的一个波动。我反应验证过，当别人用水银血压计测量血压时，我就据观察到的第一次水银柱抖动和最后一次水银柱抖动，来确定收缩压和舒张压，与用听诊器法测量血压相差无几。当然由于水银柱惯性较大，而且水银与玻璃管壁之间存在阻滞，所以水银柱抖动的灵敏度不如听诊器听到“咚”的声音的灵敏度，特别是在舒张压处水银柱的抖动更不易察觉。如果用敏感的压力传感器检测袖带压力和压力波动，并采用电子技术来给出第一次和最后一次压力波动时的袖带压力，即收缩压和舒张压。这样岂不是既保留了传统听诊器法血压计准确度高的优点，又回避了听诊法无创自动测量血压计抗外部干拢能力差的不足。
之所以，我称之为等效听诊器法无创自动测量血压计，是因为我们不能将柯氏音与压力波动（或者说振动）割裂开来。让我们来回顾一下声音的定义：能引起听觉的声振。即：声音是由物体振动产生，正在发声的物体叫声源。试想没有振动的话柯氏音从何而来，所以我认为血压的波动与柯氏音是同一物理现象的两种表象。
4 结束语
传统听诊器柯式音法，由于其很长的临床实际应用历史，使其已经成为人们公认的金标准。即使它不利于制造自动测量血压计，但它先入为主已经成为标准了，这么长时间的临床经验都是基于它的，要改良它的确很难（只所以我说的是改良，是因为我提出的等效听诊法无创自动测量血压计只是不用其音作为判据，而用产生该音的振动作为判据）！但为什么我觉得：人们应该知难而上呢？因为现在的听诊法(又称柯氏音法)无创自动测量血压计和示波法(又称振荡法) 无创自动测量血压计，准确度都不理想。所以人们应该寻找另外的自动检测血压方法，我这里抛砖引玉先提出等效听诊法无创自动测量血压计。

2011-08-06

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2011/8/21 10:26:12 42楼管理分享倒序浏览只看楼主回复私聊

受老师看了我的《无创自动测量血压计之我见》之后给我的回信：
“小刘：你好
你提出的血压测量方法，需要得到医学界的认可，这里讲医学界包括中国与世界。关于你提的方法，你可以找医科大学或医学专家来讨论，这个我就帮补上忙了，抱歉！”
的启示，我试着向医学界的老师推介自己的该想法，并征求意见。医学界的老师对该文评价也较高，并建议文章要尽可能祥细地介绍我推出的等效听诊法的原理，并应指出其可行性，结合医学界老师的指导意见，对文章作如下修改：

等效听诊法无创自动测量血压计的探讨

江西省萍乡市计量所刘彦刚

摘要:本文介绍了现有主要的两种无创自动测量血压计（俗称电子血压计）——听诊法（又称柯氏音）和示波法（又称振荡法）的工作原理，并指出了导致其测量准确度均不理想的问题。通过仔细观察、认真分析，推出了准确度能大幅提高的等效听诊法无创自动测量血压计。
关键词：无创自动测量血压计；听诊法；示波法；等效听诊法

0 引言
目前无创自动测量血压计（俗称电子血压计）主要有听诊法(又称柯氏音法)和示波法(又称振荡法)，但是其测量准确度均不理想。我通过仔细观察、认真分析推出等效听诊法无创自动测量血压计，它能使测量准确度大幅度提高。
1 听诊法无创自动测量血压计
听诊法无创自动测量血压计采用拾音传感器技术，模拟真人去听柯氏音实现自动测量血压。测量血时，将装有拾音传感器的袖带缠在被测者的上臂部，由电子仪器自动控制气泵给袖带升压，气压升至听不到柯氏音后，即此时袖带压力高于了收缩压。电子仪器又自动控制气泵停止升压并控制排气阀开始排气，使袖带压力慢慢下降。在此过程中由拾音传感器检测柯氏音，并确定收缩压和舒张压。从测量原理上讲，该法完全是在复现传统听诊器法，本应该是很理想的。但外界的干扰问题没有解决好，因为拾音传感器技术还是不如真人的分辨能力，不能完全准确地将真正的柯氏音，与外界干拢音分辨开来，所以其测量准确度一直没法提高。
2 示波法无创自动测量血压计
示波法无创自动测量血压计，与听诊法无创自动测量血压计类似，也是由气泵和排气阀自动使袖带升压和慢慢降压，只是由灵敏压力传感器取代了拾音传感器。利用灵敏压力传感器检测袖带内气体压力，并提取随脉搏波动的微弱的压力波动信号。现有示波法理论认为：如图1所示，当袖带压力P远高于收缩压时，压力波动信号消失，随着袖带压力下降，压力波动信号开始出现。

当袖带压力从高于收缩压降到收缩压Ps以下时，压力波动信号波会突然增大，在平均压Pm时幅值达到最大值，然后压力波动信号又随袖带压力下降而衰减。示波法无创自动测量血压计就是根据该压力波动信号幅度与袖带压力之间的关系来估计血压的。压力波动信号最大值对应的是平均压Pm，收缩压Ps和舒张压Pd分别由对应压力波动信号最大幅值的比例来确定。测量血压时，随着袖带压力的下降血管由阻断变导通，这一过程会在袖带中产生一系列的小脉冲。将小脉冲拾取出来，将其峰值连成曲线，得出包络线，如图2所示。

示波法判定收缩压和舒张压的具体方法很多，主要可以归纳为两种：波形特征法和幅度系数法。波形特征法基本原理是利用压力波动信号包络线的拐点测量血压，上升时拐点对应的袖带压力为收缩压，下降时拐点对应的袖带压力为舒张压。这种方法测量的个体适应性较差，测量精度不稳定，已逐渐被幅度系数法所替代。
幅度系数法又称“归一法”。它是将某时刻压力波动信号的幅值与压力波动信号的最大幅值相比较进行归一化处理，通过确定收缩压和舒张压的归一化系数来识别收缩压与舒张压，如图3所示。

其中，As为收缩压对应的压力波动信号幅度，Am为平均压所对应的压力波动信号的幅度，Ad为舒张压对应的压力波动信号幅度，As／Am为收缩压Pd的归一化值，Ad／Am为舒张压Ps的归一化值，Pc为袖带压力，横坐标的正方向代表排气过程中袖带内压力的不断减小。As／Am=Cs，Ad／Am=Cd，分别对应收缩压和舒张压的位置。根据测得的压力波动信号幅值和对应的静压力，就可以得出收缩压Ps、舒张压Pd和平均压Pm。
某一产品幅度系数的确定，一般是在做型式试验时，依据ISO81060－2：2009《无创血压计——第2部分：自动测量型血压计临床验证试验》，用待定型的无创自动测量血压计测量志愿者真人的血压的同时，由两位有临床经验的医师用传统听诊器法测量同一真人的血压，按两位医师测得值的平均值确定对应的幅度系数。实际上，不同人群对应的系数不一定相同；甚至是同一人，在不同时期幅度系数也不完全相同。使得采用幅度系数的示波法无创自动测量血压计，其准确度也不理想。
3 等效听诊法无创自动测量血压计
我认真仔细反复观察过传统听诊器法水银血压测量血压的过程。测量血压时，测量者将袖带缠在被测者的上臂部，听诊器放在肱动脉处，测量者戴好听诊器。关闭排气阀并用气球使袖带升压，气压升至听不到“咚、咚”的声音为止，即此时袖带的压力高于收缩压。再打开排气阀使袖带慢慢降压，并注意水银柱压力计示值，直到听到第一声“咚”的声音，此时水银柱压力计示值为收缩压。换句话可以说：当袖带压力与肱动脉内血压相同时，会发出“咚”的声音，因为袖带的压力是从高于收缩压开始慢慢下降，第一次与周而复始变化的肱动脉内血压相等的点，当然最有可能是脉动血压的最高值即收缩压。压力继续慢慢下降，在降到舒张压之前，袖带的压力一直与周而复始变化的肱动脉内血压有相等的点，所以期间一直能听到一声声“咚”的声音。当袖带压力降到低于收缩压后，因为袖带压力没有与肱动脉内血压相等的点，所以也就听不到“咚、咚”的声音了，即消声。据当今医学临床实践表明，消声前最后一声“咚”的声音时，水银柱压力计的示值为舒张压。由于袖带压力是慢慢降低的，脉动内的血压最后一次与袖带压力相等的点，自然最有可能是脉动血压的最低值即舒张压。当然，这样测得的收缩压和舒张压仍与传统听诊器法一样有一定分散性。因为袖带压力开始下降的时刻相对于血压的脉动的随机性，而且压力下降的速度也不是特定的。使得袖带压力与脉动血压相等时，不可能正好是收缩压和舒张压。一般情况下，测得的收缩压较实际的收缩压略低，而测得的舒张压又较实际舒张略高。
细心的人还可以发现，在用传统听诊器法水银血压计测量血压时，伴随着听诊器听到“咚、咚”的声响时，水银柱会抖动。即袖带压力与脉动的血压相等时，不仅听诊器中能听到“咚”的声音，还会导致袖带压力的一个波动。我反应验证过，当别人用水银血压计测量血压时，我就据观察到的第一次水银柱抖动和最后一次水银柱抖动，来确定收缩压和舒张压，与用听诊器法测量血压相差无几。当然由于水银柱惯性较大，而且水银与玻璃管壁之间毕竟存在阻滞，所以观察水银柱抖动的灵敏度和准确度，都不如用听诊器听“咚”的声音的灵敏度和准确度，特别是在舒张压处水银柱的抖动更不易察觉。如果用敏感的压力传感器检测袖带压力和压力波动，并采用电子技术来给出第一次和最后一次压力波动时的袖带压力，即收缩压和舒张压。这样岂不是既保留了传统听诊器法血压计准确度高的优点，又回避了听诊法无创自动测量血压计抗外部干拢能力差之不足。

图4 等效听诊法无创自动血压计袖带内压力波动信号与袖带内压力对应关系

如图4所示，在袖带慢慢降压的过程中，第一次出现压力波动时，对应的袖带压力为收缩压Ps；最后一次出现压力波动时，对应的袖带压力为舒张压Pd。而且在现有示波法无创自动测量血压计的基础上，要实现等效听诊法无创自动测量务压计很容易。硬件无需作任何改变，仍然是由气泵和排气阀自动使袖带升压和慢慢降压，利用灵敏压力传感器检测袖带内气体压力，并提取随脉搏波动的微弱的压力波动信号。只要对软件编程稍作修改，即收缩压Ps和舒张压Pd的判定，改原来的幅度系数法为：在袖带慢慢降压的过程中，当灵敏压力传感器检测第一次压力波动时，对应的袖带压力为收缩压Ps；当检测到最后一次压力波动时，对应的袖带压力为舒张压Pd就可以了。
之所以，我称之为等效听诊法无创自动测量血压计，是因为我们不能将柯氏音与压力波动（或者说振动）割裂开来。让我们来回顾一下声音的定义：能引起听觉的声振。即：声音是由物体振动产生，正在发声的物体叫声源。试想没有振动的话柯氏音从何而来，所以我认为血压的波动与柯氏音只是同一物理现象的两种表象。
4 结束语
传统听诊器柯式音法，由于其很长的临床实际应用历史，使其已经成为人们公认的金标准。即使它不利于制造自动测量血压计，但它先入为主已经成为标准了，这么长时间的临床经验都是基于它的，要改良它的确很难（只所以我说的是改良，是因为我提出的等效听诊法无创自动测量血压计只是不用其音作为判据，而用产生该音的振动作为判据）！但为什么我觉得：人们又应该知难而上呢？因为现在的听诊法无创自动测量血压计和示波法无创自动测量血压计，准确度都不理想。所以人们应该寻找另外的无创自动测量血压方法，我这里抛砖引玉先提出等效听诊法无创自动测量血压计。

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