無創連續血壓測量技術發展綜述

王婷婷

（國家知識產權局專利局專利審查協作天津中心，天津 300304）

無創連續血壓測量技術發展綜述

王婷婷

（國家知識產權局專利局專利審查協作天津中心，天津 300304）

血壓是人體重要的生理參數，血壓監測對高血壓患者至關重要。無創連續血壓測量方法因其能夠連續、動態地反映被監測者的血壓狀況而成為血壓測量領域的熱點。由于現有血壓測量方法以及測量設備中存在的不足，對于無創血壓測量方法的研究和探討具有重要的臨床意義。從無創連續血壓測量方法入手，對各種方法的實現原理、發展以及優缺點進行了綜述，并對未來無創連續血壓測量技術的發展趨勢進行了展望和分析。

血壓；血壓監測；測量方法；脈搏波

血壓是人體的重要生理參數，可反映人體心血管功能狀況。無創血壓測量分為間歇式血壓測量和連續性血壓測量。常見的間歇性測量方法有聽診法和示波法，這些方法只能測出一段時間內的血壓值，無法對心率失常等特殊情況進行測量。連續血壓測量方法能夠檢測出每一時刻的血壓變化情況以及動脈壓力波形，具有廣闊的應用前景，從而成為了血壓測量領域研究的熱點?？蓪崿F連續血壓測量的方法主要包括動脈張力法、容積補償法、脈搏波速或脈搏波傳導時間測量方法以及脈搏波特征參數測定法等。

1 動脈張力法

動脈張力法主要適用于橈動脈、股動脈和頸動脈等淺表動脈，施加外部壓力使位于骨骼附近動脈呈扁平狀，當血管被外部壓力壓扁時，血管壁的內周應力發生改變；當血管內壓力與外力相等時，通過安置于動脈部位的壓力傳感器來測量該表面的壓力。此時，測得逐拍的動脈壓力波形即為動脈血壓。

在應用中為了減小測量時產生的誤差，一般用多個傳感器組成一個陣列來精確地測量某個部位的壓力。基于該原理的血壓監測系統包括新加坡公司研發的A-PulseCASPal無創血壓監測系統、美國研發的TL-200無創動脈血壓監測系統、采用瑞士聯邦材料科學與技術實驗室研制的壓阻纖維做腕帶的瑞士公司開發的“血壓手表”以及日本公司研發的CBM系列儀器等。

動脈張力法的優點是測量精度高，無需每次測量時定標，基本能實現較長時間無創連續血壓的測量。但該方法要求傳感器對位移和壓力有較高的靈敏度，使用時傳感器必須緊壓在靠近骨骼的動脈上且需要保持傳感器測量位置相對固定。當被測者生理狀態改變，有可能因外力和平均壓的改變不一致而產生測量誤差。

2 容積補償法

容積補償法的原理是通過預置的參考壓力使動脈處于去負荷狀態，即通透壁壓為0，同時，采用系統補償因動脈內壓變化引起的動脈容積變化，使動脈容積維持去負荷動脈容積，保持恒定狀態。此時，袖套內壓等于動脈內壓，因此通過測量外加壓力就可得到動態的動脈血壓值。

基于容積補償法的連續血壓測量技術已比較成熟，市場上已經存在基于該原理的血壓測量儀器。當前市場上基于該原理的測量儀器分為2類，即基于氣囊施加外部壓力的測量、基于光電描記法的指端測量。該法的優勢是使用簡便、成本低、測試速度快。雖然采用氣囊加壓測量動脈來實現血壓測量的儀器能夠連續測量血壓，使用簡單，但由于氣囊持續的壓力，長時間測量會使靜脈充血，引起測者不適。如果使用光電描記法指端測量血壓，信號干擾大、不穩定、測量精度低。另外，在受試者身上長期加上預置參考壓，會給受試者帶來不適感，同時，測量準確度也會受到影響。

3 脈搏波速或脈搏波傳導時間測量方法

脈搏波速法或脈搏波傳輸時間法利用“動脈血壓越高則血管壓力越大、脈搏波速越快”的原理，通過測得的脈搏波速間接推算動脈血壓值。脈搏波速法通常選取臂上兩點，測量脈搏波在兩點間的傳遞時差，通過時差間接計算波速，再利用血壓和波速之間的正相關推算出動脈血壓值。

2008年，浙江大學李頂立等利用脈搏波傳導時間與血壓關系方程，對不同個體分別進行方程參數標定，從而實現無創血壓連續測量；2009—2013年，吉林大學科研團隊李志穎基于光電容積脈搏傳導時間法測得的血壓與示波法測得的血壓值比對，誤差較?。还S等基于心電信號與脈搏波信號的傳導時間與收縮壓建立回歸分析方程，其計算的收縮壓值與測量的標準收縮壓值的平均誤差為3.8±5.5mmHg；2011年，Hassan以心電圖的R波為起始點，光電容積描記圖信號脈搏波波峰幅值點為終點計算脈搏波傳導時間，先以每名受試者的脈搏波傳導時間與收縮壓建立單個回歸模型，再將所有模型的斜率平均校正后得到新的總體模型，再對測得10名受試者血壓，新舊模型的平均誤差在5.7±8.9mmHg，該結果表明平均斜率法建立模型也許是打破該法往往只適合個體血壓測量的探索。

綜上所述，脈搏波波速與傳導時間測量法的主要優點是相比于動脈張力法傳感器定位要求低、不適感較少。但通過脈搏波波速或傳導時間與血壓的關系建立模型測量血壓值模型復雜、個體差異性較大、難度較高。但隨著傳感器技術以及特征點提取算法、回歸模型算法的進一步完善，基于脈搏波波速或傳導時間的血壓連續測量將會越來越準確。

4 脈搏波特征參數測定法

脈搏波由心臟開始向動脈系統傳播時，不僅要受到心臟本身的影響，也會受到流經各級動脈及分支中各種生理因素，比如血管阻力、血管壁彈性和血液黏性等的影響，使動脈波中包含有極豐富的心血管系統病理生理信息。因此，有不少學者引入脈搏波特征參數來研究脈搏波與血壓的關系。脈搏波特征參數測定法是在分析脈搏波特征參數與動脈血壓相關性的基礎上建立血壓模型，實現連續血壓測量的方法。

1988年，羅志昌對脈搏波波形及壓力進行檢測，估算出不同生理條件下人體心輸出量的變化；1996年，羅志昌提出一個以脈搏波波形面積變化為基礎的脈搏波波形特征量K值，然后得出人體脈搏波波形參數K與生理參數之間的關系；2002年，焦學軍等通過逐步回歸法同時分析了K值、PWTT、每搏心輸出量等多個與血壓相關的PWP與收縮壓和平均動脈壓的相關性；2011年，呂海姣等通過提取人體肱動脈脈搏波的特征參數，根據逐步回歸建立的血壓特征方程估計人體每搏血壓，實現無創連續血壓測量。

綜上所述，相比于動脈張力法以及容積補償法裝置復雜、檢測難度大的不足，基于脈搏波波速及傳導時間以及脈搏波特征參數的方法具有較好的發展前景。與無創連續血壓測量相關的申請也主要集中于脈搏波速法、脈搏波傳導時間法及脈搏波特征參數法，申請號為201410461910X的專利公開了一種無創血壓連續逐拍測量裝置，利用脈搏波傳導時間，基于標準血壓測量數據建立被測對象的血壓檢測模型，從而實現無創連續血壓監測；申請號為2014101634254的專利是基于脈搏波特征參數的血壓測量裝置，但目前仍缺少脈搏波速以及脈搏波傳導時間與動脈脈壓相關關系的統一標準，且影響脈搏波速的因素比較多，需要考慮血管彈性等因素對其的影響，需要開發可靠、準確的算法以及建立更合適的回歸模型，同時，結合其他方法，并采用多種檢測手段和新技術裝置，從而找到最為準確的實時關系，實現血壓連續準確測量。

［1］焦學軍，房興業.連續每搏血壓測量方法的研究進展［J］.航天醫學與醫學工程，2000，13（02）.

［2］殷廣亮.適合連續血壓測量的脈搏波分析方法的研究［J］.微型機與應用，2015，34（23）.

［3］徐克.無創血壓測量［J］.重慶工學院學報.2008，22（01）.

［4］鄭理華.無創血壓測量技術的改進與進展［J］.中國醫學裝備.2013，10（03）.

〔編輯：張思楠〕

R544.1

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2017.17.062

2095－6835（2017）17－0062－02

王婷婷（1987—），女，研究方向為生理參數測量領域專利審查。