不同血壓計檢測方法的對比研究與問題分析

張新白 夏勛榮* 夏 炎 張 瑩

當前，心腦血管疾病是威脅人們生命安全的第一殺手，每年全國該病的病死率為35%[1]。心腦血管疾病的預防已經成為我國疾病預防控制的重點，而預防心腦血管疾病的重點在于對高血壓的預防，因此高血壓的預防則是預防心腦血管疾病的重中之重[2]。隨著人們生活水平的逐漸提高，膳食結構發生了巨大變化，熱量的攝入遠遠高出人體所需，導致體內脂肪堆積，對血管造成極大壓迫，致使血壓相應增加；且隨著生活節奏加快，對味覺刺激的追求，鈉的攝入已遠遠超出了人體所需，多余的鈉元素在體內引起血容量增加，使得血壓增高[3-4]；此外，遺傳性高血壓的存在，致使高血壓患者正逐年增多，而大部分人患上高血壓之后無明顯感覺，只有在測量之后才會發現，這是高血壓的可怕之處，也是定期測量血壓的必要之處[5]。

血壓計是醫院或家庭采用間接測量方法觀察人體血壓的儀器，其測量方法主要有柯氏音法和示波法(或稱振蕩法)2種，對應著不同類型的血壓計[6]。基于此，本研究針對不同類型的血壓計，探討分析不同原理血壓計的檢測方法。

1 血壓計分類

1.1 柯氏音法血壓計

采用柯氏音法測量血壓的血壓計有水銀血壓計、血壓表、發光二極管(light emitting diode，LED)光柱血壓計和采用聽診法原理的電子血壓計，其均通過聽取阻塞袖帶放氣過程中的柯氏音來間接地測量血壓。

1.1.1 水銀血壓計

根據流體靜力平衡原理，由連通器將貯汞瓶與示值管聯通，當貯汞瓶內水銀表面受壓時，示值管內的水銀升高而指示出壓力值[7]。

1.1.2 血壓表

通過其彈性敏感元件在被測壓力作用下，產生彈性變形即位移，借助于連桿和齒輪傳動機構傳動并予以放大，由固定于齒輪軸上的指針將被測壓力值在分度盤上指示出來，從而達到測量血壓的目的[7]。

1.1.3 LED光柱血壓計

LED光柱血壓計是一種新型血壓計，其利用壓力傳感器測量袖帶壓力，以光柱形式模擬水銀柱對實際壓力給予直觀顯示。

1.1.4 聽診法原理電子血壓計

主要指脈搏波血壓計，其基于聽診法原理對聲音信號進行識別、提取和分析，結合實時的袖帶壓力數據讀取得到所測血壓。

1.2 示波法電子血壓計

目前，市場上及醫院里在用的大多數電子血壓計均是采用示波法進行測量的示波法電子血壓計，其原理是通過探測來自袖帶或傳感器的震蕩波信號，實現動脈血壓的間接測量[8]。

2 血壓計檢定檢測

隨著時間推移和科技的進步，血壓測量從有創測量發展為無創測量，測量儀器從水銀血壓計、血壓表發展到利用信號處理測量的電子血壓計，再隨著壓力傳感器的精確和普及，出現了光柱式血壓計[9]。血壓計向著越來越方便使用，且易于溯源的方向發展。

2.1 檢定檢測依據

檢定檢測依據包括：①水銀血壓計和血壓表使用國家計量檢定規程《血壓計和血壓表檢定規程》(JJG 270-2008)[7]中的檢定檢測；②電子血壓計(包含示波法和聽診法)使用國家計量檢定規程《無創自動測量血壓計檢定規程》(JJG 692-2010)[8]檢定檢測；③LED光柱血壓計目前暫無國家或地方檢定規程。

2.2 檢定檢測項目及方法

在血壓計的檢定檢測項目中，根據其自身不同特點有共通性也有一定的差異，每種血壓計均必須檢測氣密性和靜態壓力示值誤差，氣密性是血壓計正常工作的前提，靜態壓力的準確性是血壓計最核心的計量特性。由于測量原理的不同，所測項目也有不同的設置，如電子血壓計首次檢定需包含靜態壓力測量范圍和氣壓系統氣密性等項目，聽診法電子血壓計還需檢測自動放氣閥放氣速率；而水銀血壓計和血壓表則需檢測其零位誤差和靈敏度，血壓表還應檢測其指針偏轉平穩性。已有檢定規程的血壓計檢定項目比較見表1。

就聽診法(柯氏音法)電子血壓計而言，測壓的準確度主要由靜態壓力示值誤差決定，后續檢定中其最大允許誤差為±0.5 kPa(±4 mmHg)，而示波法電子血壓計卻無測量準確度要求，僅有重復性的要求[≤0.7 kPa(5 mmHg)]，根據規程需重復測量5次，使用極差法得出重復性結果，其極差可達1.63 kPa(11.65 mmHg)。

3 血壓計檢測問題與解決措施

3.1 柯氏音法血壓計

3.1.1 水銀血壓計和血壓表

多年實踐表明，檢定人員已對水銀血壓計和血壓表的檢測及其過程中發現的故障有了成熟的應對之法，可在保證袖帶和管路等的密封性之后，根據實際情況作下述處理：①水銀血壓計的水銀柱夾雜空氣柱以及加壓過程中水銀柱中出現冒泡現象，可先對水銀管進行清理，再“清洗”水銀，祛除其中的灰塵雜質，最后調整貯汞瓶中的水銀存量；②水銀血壓計零位誤差及示值誤差不合格，可通過調整貯汞瓶中的水銀存量進行調整；③血壓表零位誤差和示值誤差不合格，若誤差穩定，調整零位，若誤差逐步線性增大，可調整內部彈性元件，若無法恢復則在有條件的情況下更換其彈性元件。通過上述操作，通常就可恢復水銀血壓計和血壓表的穩定準確計量性能。

表1 血壓計檢定檢測項目比較

3.1.2 LED光柱血壓計和聽診法電子血壓計

LED光柱血壓計由于現存量較小，尚無專用的國家計量檢定規程，其檢定檢測方法參照血壓計、血壓表的檢定規程，測量不準確的主要問題在于其壓力傳感器的失準，對其壓力傳感器進行維修或更換即可。聽診法電子血壓計的故障原因主要是其測壓模塊或傳感器的故障導致，可對其進行維修或更換。

3.2 示波法電子血壓計

3.2.1 檢測發現的問題

隨著示波法電子血壓計在家庭和醫院中日趨普及，患者及醫生越來越多地提出電子血壓計是否準確的問題。在實際檢測中，示波法電子血壓計的重復性通常優于規程規定，其靜態壓力的檢測結果極佳，但有時根據客戶要求參照《多參數監護儀檢定規程》(JJG(蘇)85-2009)[10]對動態血壓示值誤差進行檢測，發現其測量結果并不理想。動態壓力測量范圍及準確度要求[10]見表2。

表2 動態壓力測量范圍及準確度要求[kPa(mmHg)]

表2數據從計量專業角度而言，動態血壓是無法溯源的，電子血壓計的作用在于監測個體血壓變化趨勢，在發現其升高幅度較大的情況下去醫療機構尋求醫生幫助，用水銀血壓計對其真實的血壓進行測量，以診斷是否為高血壓患者。但對大多數使用者而言，若未能保證測量值的準確性，將無任何意義，更何況多數醫院也開始用電子血壓計代替水銀血壓計進行診斷，這就為高血壓的實際確診造成影響。時常有使用者反映電子血壓計測量的血壓值波動較大，其結果給人一種不安定感，無法確定數值的準確和偏差，只能多去醫院。此外，臂入式電子血壓計，由于其操作較為方便，也不需要進行綁袖帶等動作，可節省大量時間，在醫院的預診和體檢中應用較為廣泛，但醫生經常反應其測量結果與實際偏差較大[11]。居民家中常用的腕式血壓計的可靠性在其測量原理和實際使用中更是存在疑慮[12]。

3.2.2 問題原因及解決措施

(1)血壓測量結果波動較大。①原因分析：詢問電子血壓計“不準”的使用者使用時間及當時的身體狀態等，發現其血壓測量結果相差較大的原因是不同的身體狀態下測量血壓所引起的，人體血壓本就不是恒定不變的數據，測量結果自然會有較大偏差；②解決方案：加強血壓計正確使用知識宣傳，對測量時間，測量時坐姿等作廣泛宣傳，同時建議血壓計生產廠家對多種血壓狀態人群的血壓進行24 h動態采集，即動態血壓監測(ambulatory blood pressure monitoring，ABPM)[13]采集，利用大數據進行建模，優化測量算法，在血壓計上添加測量模式，如時間段和運動前后等，針對特殊狀況進行特殊數據處理，并給出對結果的分析和建議，如高血壓風險及正常狀況等。

(2)檢測結果偏差較大。①原因分析：通過現場試驗，將電子血壓計與水銀血壓計對同一人的血壓進行測量并比較其結果，結果顯示其測量結果較為接近，所以檢測結果偏差較大并非電子血壓計本身故障，經與廠家溝通，確定是檢定儀中存儲的動態血壓信號與廠家的血壓模擬曲線不匹配，導致檢測結果不符合要求；②解決方案：在動態血壓檢定儀中調整曲線參數，如FLUKE的Prosim 8中在NIPB選項中改變相應的曲線參數，或開發可模擬不同無創血壓測量模型的無創血壓模擬儀，根據不同的檢測對象選擇不同曲線，以達到更接近真實值的檢測結果，為醫生診斷提供數據支撐。

4 討論

目前，血壓測量活動正迅速走入社區和家庭，由于血壓計使用的便捷性以及環保方面的因素，逐漸從水銀血壓計轉變為電子血壓計。我國已于2013年10月成為《水俁公約》[14]的首批簽約國之一。《水俁公約》是一部全面對汞進行規制的國際公約，于2017年8月生效，要求締約國自2020年起，禁止生產及進出口含汞產品[15]。環保部等14部委公告未來我國將采取6大減汞措施，其中包括自2026年1月1日起，禁止生產含汞體溫計和含汞血壓計[16]。在此背景下，水銀血壓計將逐步退出，電子血壓計和LED光柱血壓計等將有更廣闊的發展空間，其準確性也更受關注。

示波法原理的電子血壓計廠家應在不侵犯用戶隱私的前提下廣泛收集用戶數據，利用大數據分析完善其測量模型，使其測量結果與真實數據更加吻合；檢測機構應響應，研究更可靠的動態血壓示值誤差測量方法，利用適應多種電子血壓計、血壓監護儀測量曲線的檢定儀開展工作；LED光柱血壓計等聽診法原理的新型血壓計在逐步推廣的同時，其檢定方法及標準也應盡快出臺。只有各生產廠家和計量技術機構通力合作，各種血壓計的檢定方法科學、合理和便捷，才能更好地為使用者提供技術支持，讓使用者放心使用，準確診斷，為民眾健康保駕護航[17]。

5 結論

血壓計作為人們生活中不可缺少的健康監測儀器愈來愈受到關注與重視，其準確性和環保特性與人們的身體健康息息相關，為保障其計量準確并減少水銀對環境的污染，利用大數據建立更貼合實際的血壓模擬曲線，使標準器提供的壓力波更接近真實的人體血壓，或用LED光柱血壓計代替傳統的水銀血壓計進行血壓測量是行之有效的方案，也是血壓計相關醫療健康產業的發展趨勢。