無創血壓計的原理與檢定研究

侯幽

太倉市檢驗檢測中心 江蘇太倉 215400

血壓作為人體健康的重要監測指標，尤其是中老年人隨著年齡增長，出現高血壓的幾率更高。根據調查顯示，我國高血壓患者較多，但是真正對自身血壓高低，做到心中有數的人較少。這就表明，有較多患者對自身血壓情況并不知曉。隨著社會發展，醫療進步，人們了解到高血壓對身體的危害。但是較大程度，人們對此危害停留在表面認知，并未真正感到緊迫，做到預防。其主要原因便是，多數人疏于監測，不去了解，只要沒有明顯身體不適，便不會去測量血壓狀況。根據醫療經驗得知，因為血壓狀況導致身體不適，說明此時血壓已經非常之高，需要立即得到控制和舒緩，否則將會造成嚴重身心危害。目前高血壓的發病原因尚不明確，只能通過日常監測、服藥控制，確保平安。水銀血壓計時期，大多數高血壓患者需要到診所或醫院進行血壓測量，血壓監測極為不便，而數字化、電子化的無創血壓計，可有效解決傳統血壓測量的瓶頸，人們可以在家進行日常血壓監測。目前，多參數監護儀、無創血壓計等計量器具在臨床醫療系統中廣泛應用，具有明顯應用優勢，其特點是通過簡便手段，獲知人體舒張壓和收縮壓的精準數值。

1 開展無創血壓計檢定的意義分析

為保障生命安全，有效防范高血壓，應該將血壓計視為每個家庭的必備儀器。提高健康意識，配備血壓計，養成日常血壓監測的良好生活習慣，可以有效預防血壓等相關疾病的發生。另外，目前社會節奏較快，多數子女因為工作很難周到照料父母，更應該配備家庭血壓計，教會父母血壓測量方法，保護父母身心健康，維護家庭和諧穩定。無創血壓計普及之前，一般使用水銀柱血壓計，測量血壓非常不易，需要一定的技巧和經驗，而且2020年10月16日，國家藥監局宣布2026年1月1日起，全面禁止生產含汞體溫計和含汞血壓計產品。但是新時期的電子無創血壓計，安全可靠，操作簡單，可以有效測量人體血壓，確定血壓規律，提前做好預防，維護生命安全。

血壓測量對于生命健康與安全，其重要性不言而喻，隨之國家也將用于醫療衛生方面的血壓計列為強檢計量器具。家用血壓計雖然未做強制檢定要求，但是也希望大家定期送有關檢定機構開展檢定。示波法測量是電子無創血壓計的主要測量方法。但是，現階段對于無創血壓計的檢定方法，常規之下只能應用靜態檢定方法，測定靜態指標，其他檢定方法仍處于研發階段。因此，探討示波法測量電子血壓計的原理以及檢定方法、檢定優勢具有重要現實意義。

2 示波法測量無創血壓計的原理

人體血管內，血管壁的單位面積，在血液流動過程中所產生的側壓力，即為血壓。具體是指，血液流動壓強。因此，血壓也就是血液在血管內的靜壓。隨著時間推移，外界客觀因素，或生命周期變化，血液在血管內所產生的血壓將會出現不同數值。其中，最大值是指收縮壓，最小值是指舒張壓。無創血壓計，在量定人體血壓數值，判斷血壓是否屬于正常范圍，皆需測量舒張壓和收縮壓，進而明晰人體健康指數，起到檢測疾病隱患的作用。示波法測量電子血壓計的應用原理，是通過袖帶束縛手臂，并且緩緩為袖帶注入壓力，增加人體血管外界壓強。通常情況下，袖帶壓力以60mmHg高出血管收縮壓時，則會阻斷血管，制止血液流通，隨之緩緩釋壓，降低袖帶壓力，則可導通血管，恢復血液流通。通過加壓和釋壓的過程，示波法測量電子血壓計的袖帶，便可根據感應產生一波小脈沖，血壓計便可拾取小脈沖記憶，連成曲線，顯示峰值，繪成具體形狀的包絡線，得出相應規則的特征點，進而有效判別人體血壓的舒張壓和收縮壓。其中，舒張壓、收縮壓、手臂力學、血管等特性是形成包絡線形狀的參考量化因素。尤以舒張壓和收縮壓最為關鍵。但是，示波法血壓測量，在實際應用過程中，尚且缺乏確定的推導理論，最終判別結果只能依賴收集、歸納的數據樣本，因此示波法測量電子血壓計在血壓測量過程中，其離散性顯而易見，屬于基本統計方法[1]。

3 無創血壓計的檢定方法研究

無創血壓計作為重要血壓檢測儀器，在維護身體健康，生命安全面前，其重要作用不容小覷，因此科學研究工作中，對于血壓計的檢定方法從未停止發展。目前階段，動態和靜態，是示波法測量電子血壓計重要檢定部分。動態檢定，目前階段國內外醫療領域，尚未出具完善可行的檢定方法，其理論依據是準確測定人體血液的舒張壓和收縮壓得出檢定結果。靜態檢定，靜態檢定屬于常規血壓計檢定方法，是指在應用過程中，通過傳感器實現血壓計準確測壓的檢定。基于靜態檢定的普遍性，文中討論重點為動態檢定方法的分析研究。

3.1 動態檢定方法的分析

動態檢定方法，在測量過程中，需要產生舒張壓和收縮壓的標準量，進而為血壓計得出結果提供依據。在此過程中，人體血壓的標準值和通過血壓計所得結果的最終差值，是人體血壓舒張壓和收縮壓通過血壓計測量所得出的基本誤差。△Ps=Psj-Psb；△Pd=Pdj-Pdb；在此之中，人體血壓收縮壓通過血壓計所測定的基本誤差是△Ps，人體血壓舒張壓通過血壓計所測定的基本誤差是△Pd，標準的舒張壓值是Pdb；舒張壓通過血壓計的測量值是Pdj，收縮壓通過血壓計的測量值是Psj，標準的收縮壓值是Psb。這種檢定方法，在應用過程中想要得出標準結果，主要依靠舒張壓的標準值和收縮壓的標準值兩個部分。同時，即是應用血壓計測量人體血壓通過對比得出最終檢定結果[2]。

3.2 舒張壓標準值、收縮壓標準值的產生

基于舒張壓和收縮壓的內涵，可以明確舒張壓的標準值和收縮壓的標準值，實際是將人體血壓波通過模擬產生標準值。因此，在血壓計檢定中，其圖像谷值、峰值的精準度可以滿足正確結果需求。人體血壓，在普遍檢查過程中，一般指靜壓檢查，因此無論是將氣體作為模擬介質，亦或是將液體作為模擬介質，皆不會對最終數值產生誤差影響，所以可以確保檢定準確度。

3.3 應用血壓計將舒張壓的標準值和收縮壓的標準值有效測量

示波法測量血壓計在應用過程中，首先是將袖帶纏繞緊扎于手臂之上，使其對血液流通產生阻力和壓強。隨后根據血壓計測量原理，將袖帶壓力緩緩升高，再緩緩釋放，袖帶在血管阻斷和血管導通的過程中獲得小脈沖信號，進而血壓計在接收到袖帶所傳導的信號后，經過一系列運算，可以即時得出人體血壓的舒張壓和收縮壓。在臨床應用中，示波法測量電子血壓計除卻手臂袖帶應用方式之外，還有手腕式，其檢定方法和應用原理與手臂袖帶式等同，在此不做贅述[3]。

基于上述分析，可以得出無創血壓計在檢定過程中，需要通過介質獲取人體血壓信號，并且由血壓計進行接收，通過小脈沖產生的谷值、峰值，確定檢定結果。在此過程中，負責傳遞信號的機構，相當于人體血壓通過手臂傳遞到無創血壓計，因此把這種檢定方法也稱為“模擬手臂”，其力學特性與人體手臂等效，因此在檢定過程中可以更好地提高檢定效率與準確率。

3.4 采用這種檢定方法的優勢

（1）符合量值傳遞的要求。上述方法在檢定過程中，基于血壓測量的基本原理，同時從血壓計自身出發，因此量值的產生非常標準。即便量值產生存在疑問，也可因方法的確定性實現追本溯源，進而最大程度符合量值傳遞的要求，確保檢定結果的精準度。

（2）操作簡單，安全可靠。采用這種方法在檢定過程中，操作簡單，安全可靠。其血壓計檢定方法與血壓測量中應用方法完全一致，在檢定過程中不會因為方法不同產生附加錯誤，因此，此項檢定方法具有明顯優勢，可以極大地節省檢定時間、精力、物資等成本。

3.5 根據血壓計工作原理，實踐另一種檢定方法

根據血壓計的工作原理，還可依靠包絡線的還原，得出另一種檢定方法的可能。但是，根據實驗所得，這種檢驗方法在量值傳遞過程中，難以滿足標準要求。首先，為得出具有典型性的包絡線，可以對人群包絡線進行一定數量的采集，然后進行整合、歸納、分析、統計，使得最終獲知的這條包絡線，可以隱含人體血壓的舒張壓、收縮壓量值，進而可以把這條包絡線稱作人體血壓的舒張壓和收縮壓的標準值。隨后在檢定時，便可經管路線連接一個裝置，為血壓計還原這條包絡線，此后傳感器和血壓在壓力的調節下，可為最終確定血壓值拾取包絡線，進而得出最終檢定結果。同時，典型包絡線和血壓計測得值，進行對比所得出的值差，便可稱之為血壓基于血壓計測量所得的基本誤差。這種檢定方法的明顯弊端，是無法對其量值追本溯源，因此作為標稱的舒張壓、收縮壓量值包絡線，無法實現常規檢定。雖然國外部分機構在目前已經實現這種檢定方法的實際裝置研發，但是其檢定作用主要應用于開發、研制、生產血壓計的輔助校驗中，對于日常檢定不具備應用優勢[4]。

4 無創血壓計的檢定展望

上述檢定方法在展開過程中，袖帶作為重要傳感部分，對于血壓計的檢定完整度具有明顯意義。但是，要想產生模擬手臂和標準血壓波，目前尚且存在諸多技術難點，其實現手段在國內外范圍亦十分罕見，僅我國廣東省醫療器械研究所與廣東省計量科學研究所在檢定示波法測量電子血壓計的裝置中，對這種動態檢定方法初見成效。雖然其舒張壓的標準值、收縮壓的標準值存在0.3kPa的不確定度，但依然從設想到現實，從理論到實際，為這種動態檢定方法的最終實現，邁出一大步，做出卓越的貢獻[5]。

5 結語

綜上所述，示波法測量電子血壓計的原理，主要是以袖帶作為傳導感應媒介，通過計算分析得出人體血壓的舒張壓和收縮壓，隨之與標準值兩相比較，最終確定人體血壓是否處于正常范圍。無創血壓計的檢定方法主要分為動態和靜態兩種，常規檢定中，一般皆是靜態檢定方法，而動態檢定方法，因為在技術方面存在諸多難點，應用十分少見。檢定過程中，為使其充分滿足量值傳遞的實際需求，動態檢定方法是通過模擬手臂實現快速檢定，確定最終結果。但是，在實際檢定過程中，動態檢定方法依然欠缺諸多理論支撐，使得建立模擬手臂，應用模型，困難重重，因此最終檢定只能通過歸納、總結、統計完成處理。本文上述內容，因時間和范圍等不可控因素，仍然存在諸多不足，以期在后續深入探討中逐步完善。相信隨著科學技術的日新月異，飛速發展，血壓計檢定手段和方法亦會得到創新突破，取得更加科學的檢定效果。