现代血压测量

·32 · ≠ 2001 年第 1 期 ≠ 医疗设备信息 血压是一项重要的生理指标 , 通常指由心脏泵血 活动造成的血液对血管壁的压力 , 它在每次心跳中都 有变化。定义最高压力为收缩压 ( SP) ,最低压力为舒 张压 (D P) , 一次完整心跳过程中血压的时域平均值 为平均动脉压 (M A P) 。血压测量无论对基础医学还 是临床医学均是一个基本问题。 血压测量法可以分为两大类 , 即直接测量法 (又 称侵入法)和无创测量法 (又称非侵入法) 。 1 直接测量法 (invasive measurement ) 直接测量血压的装置可能不完全一样 , 但它们都 由 3 部分组成 :输入部分 ,处理器 ,输出部分。输入部 分采集血液中的压力搏动并转换为电信号 ; 处理器将 电信号放大 , 使其能推动下一级的显示装置 ; 输出部 分以描记笔用于显示 , 可直接绘出搏动波形。输入部 分包括液体填充的导管 , 可以在被测者局部麻醉后插 入血管中 , 导管越宽、越短、越硬 , 获取信号的精确度 越高。导管前端或体外接有压力换能器 , 换能器是感 受压力信号并将其转换为电信号的装置 , 是输入部分 最重要的元素。使用中必须注意换能器匹配问题 , 因 为感受较高压力和感受较低压力的换能器是不同 的。换能器提供的是微弱的电信号 , 必须经前置放大 和功率放大 ,以获得足够的功率带动描记笔工作。 直接测量法可以到逐次心跳的连续的动脉 压力。通常导管的置入点可以在主动脉、肱动脉、股动 脉等处。由于是直接测得 ,数据最为准确 ,但由于其技 术要求较高 ,显然不适用于门诊及家庭常规使用。 2 无创测量法 (no n - invasive measurement ) 无创法是通过检测动脉血管壁的运动、搏动的血 液或血管容积等参数间接得到血压。无创法测血压又 可分成两类 : 间歇式和连续式。间歇式测得的是在某 特定测量时刻的血压值。由于每次心跳及每跳中每一 时间点血液对动脉管壁的压力均在变动中 , 此方法测 出的收缩压和舒张压不一定是被测者有代表性的血 压 , 且不是同一次心脏搏动中的数值。连续式即在某 一时段无间歇地测量血压 , 它可以提供每搏血压及连 续的动脉压力波形。 根据检测方法的不同 , 血压测量法又可分为听诊 法、振动法、触诊法、超声法、次声法、容积搏动示波 法、张力法等 ,下面分别予以介绍。 2. 1 示波法 (o scillo met ric met ho d) 人们很早就注意到袖带下动脉的搏动与加压袖 带的放气过程有关 , 搏动可以被传递到水银/ 无液气 压计或其它记录系统 , 根据记录到的振动来判定收缩 压和舒张压。由此提出了示波法。 加压袖带被充气至高于收缩压时 , 袖带下动脉完 全塌陷 , 没有血液通过 , 此时袖带下只有很微弱的波 动 (这是袖带上部近心端动脉的搏动) ,袖带放气过程 中 , 血管由完全塌陷到部分张开 , 有血液通过时波动 综 合 现代血压测量 任朝晖 ,赵富强 (首都医科大学 ,北京 100054) [摘 要 ] 本文介绍了各种较为常见的血压测量的原理 ,对比其优缺点及适用范围 ,为临床及科研工作者较全面地了解现代 血压测量提供参考。 [关键词 ] 血压 ;测量 ;血压计 [中图分类号 ] R443 + . 5 [文献标识码 ]A [文章编号 ]1007 - 7510 (2001) 01 - 0032 - 03 Morden blood pressure mea surement R EN Zhao - hui ,ZHAO Fu - qia ng (Depart me nt of Bio medical En gineering of Capit al U niver sit y of Medical Scie nces ,Beiji ng 100054 ,China) Abstract :The level of bloo d p ressure is a n impo rt a nt inde x of p rese nt ca rdio vascula r f unct io n a nd risk of f ut ure cardio vascula r mo rbidit y a nd mo rt alit y . It va ries wit hin each heart beat , f ro m beat to beat , a nd f ro m sit e to sit e . In t his p aper ,we int ro duce several t heo ries in bloo d p ressure measure me nt ,a nd co nt rast t hei r charact e ri st ics wit h each o t her . It wo uld be a refe re nce fo r researcher s. Key words :bloo d p ressure ;measure me nt ; sp hygmo ma no meter ·33 ·≠ 2001 年第 1 期 ≠ 医疗设备信息 综 合 图 1 示波法工作原理。其中 (a)为血压波形 ,其上缓慢 下降斜线是袖带压 (b)为袖带下搏动信号波形 图 2 超声血压测量原理 图 3 张力血压测量法原理 幅度会突然增加 , 此时的袖带压代表了收缩压。继续 放气 ,波动幅度由小增大 ,达到极值后开始减小[1 ] (图 1) , 振幅骤然减小处的袖带压被认为代表舒张压。这 种判断曾在 20 世纪初较为流行 ,但实践证明 ,出 现振幅骤然增加或减小的那一点并不容易判定 , 示波 法渐渐被冷落。随着技术的进步 , 本方法经改进重又 开始被关注和使用起来。现有多种自动、半自动随身 血压计是根据示波法设计的。 2. 2 听诊法 (auscultatory met hod) 听诊法通过探测柯氏音来判定血压 , 故又称为柯 氏音法 , 是目前临床上最常用的血压测量法。根据听 诊法原理制成的血压计由脉压计、听诊器、气囊袖带 组成。通常将袖带缚于上臂 , 并加压至血压以上 30mmHg 左右 ,此时桡骨脉搏已消失。听诊器置于上 肢动脉远心端的袖带下 , 袖带以 2～3mmHg/ s 减压 , 在此过程中可以听到柯氏音。柯氏音可以分为五相 [4 ] , 第 Ⅰ相开始处的袖带压通常被当作收缩压 , 而柯 氏音完全消失处 (第 V 相)的袖带压代表舒张压 ,但有 些儿童和孕妇的柯氏音会一直持续到袖带压为 0mmHg , 此时可将柯氏音突然变弱处第 Ⅳ相起始处) 的袖带压作为舒张压。 人工听诊法的准确度受人为因素影响较大 [4 ] , 诸 如袖带放置位置、听诊者对柯氏音出现及消失位置的 判定、袖带放气速度等 ,另外袖带的大小 ,血压计的校 准等都将影响准确性。但若由经训练的观察者用标准 水银血压计测量 , 测得的血压特别是舒张压 , 与其它 无创测试法所得结果相比 , 准确度更高 , 因此临床采 用最为普遍。 市场上现有许多自动听诊血压计 , 其原理与人工 听诊相似 , 只是使用麦克风取代听诊器来检测造成柯 氏音的动脉振荡。其关键技术是减小各种人为和外来 的噪声 , 以便更好地识别出柯式音。较复杂一些的自 动血压计中应用了一些参照量如 EC G 信号等以提高 柯氏音的检出能力 , 但多数全自动或半自动血压计的 准确度 (特别是舒张压) 并不十分令人满意 ,故未作为 临床常规测试仪 ,而更多地作为家庭自测使用。 在手术室和特护室中使用的可预调测量间隔的 自动血压计一般以柯氏音法和示波法复合检测 , 互为 参照。 示波法和柯氏音法是血压测量中两种最基本的 方法 , 其他方法均是在此理论基础上 , 改变对动脉管 壁运动的探测方法而提出的。 2. 3 触诊法 (palpatory met hod) 触诊法是不用听诊器的常规血压测量方法。测试 者触摸被测者桡骨或手指动脉 , 同时通过充气袖带给 手臂加压。脉搏消失时对应的袖带压被认为是收缩 压 ,至于舒张压 ,尽管有研究者提出判据 ,但并未得到 临床广泛的认同。依触诊原理制成的自动血压计以传 感器取代医生的手指检测脉搏的搏动。 2. 4 超声法 (ullrasonic met hod) 利用多普勒效应 , 在收缩压和舒张压处动脉管壁 的位置变化可以由超声波探测出来。这一技术特别适 用于婴儿和休克状态病人 , 因为此类人群柯式音检测 较困难。此方法的准确程度取决于传感器的位置 , 它 的优势在于既可用于成人又可用于婴儿 , 并可测出其 它方法难以测出的低血压状态的血压值。 超声血压计的构成是在袖带下距袖带远心端 1/ 3 袖带宽处放置两个传感器 [2 ] (图 2) , 一个传感器向动 脉发出超声波 ,另一个接收反射波。袖带放气期间 ,当 肱动脉压与袖带压相等时 , 动脉壁开始振动并造成多 普勒频移 , 频移第一次被检出处的袖带压判定为收缩 压 ,频移显著减小处的袖带压是舒张压。 2. 5 次声法 (inf rasonic met hod) 次声法是柯氏音法的一种演化 , 通过柯式振 动在大约 5Hz～35Hz 频段内的低频信号的光谱能量 变化来判定收缩压和舒张压 , 其结果不是十分令人满 意。 2. 6 动脉张力测量法 (tonomet ry met hod) 本方法的理论基础是 , 如果贴近骨头的浅层动脉 ·34 · ≠ 2001 年第 1 期 ≠ 医疗设备信息综 合 被一个外部的刚性受压板部分地压成平面 , 且保持这 种状态 , 则动脉壁四周各方向上的张力就完全不起作 用 , 动脉内压就与作用于外部受压板上的压力成比 例。原理图参见图 3[2 ]。这种比例关系若经另一种方法 测得的血压来校准 , 则可以连续测出每跳血压值。本 测量法的局限在于对放置仪器的位置有严格要求。任 何的移位都会造成记录幅度的波动 , 从而不得不重新 配置和校准。 现代商业张力血压检测器将张力计作用于桡骨 动脉 ,并将其捆扎在手腕部 ,使其位置相对固定。压力 传感器由压电电阻传感器阵列组成 , 校准用的参考方 法是示波法。 2. 7 容积示波法 (volumn - oscillomet ric met hod) 本方法以获取袖带下动脉容积的搏动取代压力 的搏动 , 其它均与示波法相同。收缩压等于袖带放气 期间容积搏动起点处的袖带压 , 本方法可以测出收缩 压和平均动脉压 ,但判别舒张压的标准尚未确立。 目前依据容积示波原理制造的商用自动血压计 是在手指基部放置气压指带 , 内藏光电容积描记传感 器鉴别动脉容积的搏动。 2. 8 血管无负荷法 (vascular unloading met hod) 本方法理论基础是 , 如果动脉处于无负荷状态 , 则外压将等于动脉压 ,即跨壁压为 0。处于无负荷态的 动脉不会改变大小和容积。当外压等于平均动脉压 时 ,动脉无负荷态容积作为动脉基准容积。 这种方法的典型应用是将手指中部或基部插入 具有液体填充加压袋的测量盒 , 盒内有光电体积描记 器检测动脉容积。如果使光电检测器的输出一直保持 管壁无负荷状态下的血管容积值 , 则加压袋内压强就 等于动脉血压。加压袋压强由快速反应伺服控制系统 操纵 ,以维持动脉容积 ,使无负荷态一直得以保持。 本方法可以测量心脏同一搏动中的收缩压和舒 张压 ,且能够不失真地测出血压波形。测量精度较高 , 可连续测量 ,适用于婴幼儿、老人 ,缺点是被测者手指 有较强的约束感。 Medwave Inc. 制造了另一种血管无负荷法血压 计 , 采用一个具有弹性振动膜的充油腔室 , 将振动膜 放在贴近桡骨动脉的皮肤上 , 伺服系统控制腔室压 力。确定并保持动脉壁无负荷状态 , 此时腔室压强就 等于动脉压。 2. 9 脉搏波速法 (p ulse - wave velocit y met hod) 本法是根据脉搏波沿动脉传播的速率随动脉压 增加而增加的特点提出的。通过脉搏波速的变化推知 动脉压的变化。这种关系经另一种测血压方法参照校 准 , 可以得到连续的血压值。脉搏波速可通过脉搏波 在动脉中两点间传递时间计算出来。作为校准的方法 可以是示波法和人工听诊法 , 鉴别脉搏波的光度测定 传感器可以放在前额、手指或手腕、耳等处。 3 综上所述 , 侵入式测量法可以最为准确地测量血 压。随着电子技术和生物医学工程的进展 , 可利用激 光或其它电磁波照射肱动脉 , 取代置入血管内的探针 或导管 , 设计出更方便、安全、实用的直接式血压计 , 其应用范围将更加广泛。 无创式测量方法尽管很多 , 但因其准确性可靠性 较差的原因 , 真正被临床所接受和认可的并不多。其 发展方向为进一步提高自动化程度和精确度。另外 , 伴随医疗保健水平的提高 , 对可以连续检测血压的随 身运动血压仪将会有更多需求。轻便、不影响被测者 日常生活 , 能连续记录血压中更多有价值数据的血压 检测计必将大有前途。 [参考文献 ] 1 Raf tery EB , Technical aspect s of blood pressure measurement , Handbook of hypertension , Vol . 14 , Elsevier Science Publishers ,B . V . 1991. 2 Ng KG , Ph . D . , Blood Pressure Measurement , Medical elect ronics ,1999 ,Feb. 3 Nagvi N H , Blood pressure measurement : an illust rated history. New York : Part henon Pub. Group , 1998. 4 Recommandations of Human Blood Pressure Determination by Sp hygmomanometers , 1987 copyright American Heart Assosiation. 5 O’ Brien E and Fitzgerald D , The history of indirect blood p ressure measurement , Handbook of hypertension , Vol . 14 ,Elsevier Science Publishers ,B . V . 1991. ☆