第4章 血压测量

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在血压测量中通常可以将高于10次的谐波忽略。 血压信号导数的测量增加了带宽要求,任何用于测量
心室压力微分的导管压力测量系统的帧频特征平坦 度必须维持在5%内,最多保留12次谐波。 采样定理:采样频率必须大于被采样信号带宽的两 倍。
五. 静脉血压测量系统
中心静脉压是心肌功能的重要指示器,通常是在外科 手术和对心功能紊乱、电击、血容量过低、血容量 过高、循环衰竭等情况下最常见的监护参数。
直接法特点:测量精度高、能进行连续测量、有 创测量。
间接法特点:测量精度低、不能进行连续测量、 不能用以测定心脏、静脉系统的压力、无创测量。
血压测 直量 接 (有)创 测量 (导管)体 体 术内 外传 传感 感器 器测 测
间接 (无)创 测量 —柯氏音 、超 法声、法 测振法
第二节 血压直接测量法——导管术
大气压力在人体中分布是均匀的,当测量人体相对 压力值时,大气压力变化不会影响测量结果。但 是,当测量绝对压力时,大气压的变化就必须考 虑,即在测量过程中应随时标测当时的大气压。
重力效应较为复杂,如果忽略阻力和动力等因素引 起的血压下降,则血液两点之间的压差等于重力 位势之差,大约为ρgh,显然每点的压力会因体 位的变化而变化。
在心血管系统中,右心房压最稳定,几乎不受人体姿态变化 的影响,这一重要特征,对于使人体在运动中保持循环系 统的稳定起到了很重要的作用。
当对右心房血压进行测量时,体位引起的血压变化很小,故 临床大多在上臂进行血压检查是很恰当的,因为它几乎与 右心房在同一水平线上。而在别的高度上测量血压时,应 根据高度差进行校正。
导管顶端压力传感器有很多商品化产品可供选择,包 括各种应变片,这些应变片一般固定在柔性的 膜上并安装在导管顶端。在设计中应变片大多 按惠斯通电桥方式连接以解决温漂造成的影响。
这种导管顶端压力传感器的缺点是比其它类型传感器贵,同时 用过后容易破碎,从而造成每次使用成本增加。
光纤压力传感器可以克服上述缺点并可制造成各种大小规格, 并且成本低。
5. 中心静脉压(CVP)
中心静脉压一般指右心房、上腔静脉或锁骨下静脉血液所给 出的压力。
绝对压力:工程上相对于真空(零大气压)来测量压力,所测 得的压力称为绝对压力。
标准压力:如果相对于大气压进行测量,所测得的压力则称 为标准压力。(76mmHg)
压力单位及关系
单位: P(帕)(Nm2);mmHg 相互关系:1个标准大气压 = 760mmHg
和排除导管的阻塞和小气泡; ⑤ 尽量简化测压装置,尤其应减少过多的三通阀; ⑥ 使传感器的感压面尽量保持与导管端口处在同一等压面上; ⑦ 将导管置于低血流速区,并防止振动和人为干扰使测压管
道扭曲; ⑧ 使测压口正对血流方向; ⑨ 定时对传感器进行零点和灵敏度校正。
四.血压测量所需的带宽
当我们知道了血压波形的典型谐波成分后,就可以确 定仪器系统所需的带宽。任何生物医学测量系统, 带宽要求都是必须首先考虑的。
10. 血液压力由于需经压力管道才能在血压传感器中进行机电 变换,因此血液压力波与显示的血压电信号间存在时间的 滞后,从而导致延迟失真。
为了克服以上常见的测压误差,提高血压测量的精确度,在临 床上应采取如下措施:
① 尽量缩短测压导管的长度,通常不应超过100cm;
② 尽量使用直径较大的导管;
③ 尽量采用刚性或半刚性导管; ④ 采用连续冲洗装置定时冲洗管道及持续肝素点滴,以避免
医生通常用一个大孔针经皮静脉穿刺,将导管通过针 孔插入静脉并达到测量位置。然后将针拔出,一个 塑料管通过旋塞阀与静脉内导管相连,便于医生在 需要的时候给药或输液。在静脉导管上连接一个高 灵敏度的压力传感器就可连续动态地测量静脉压。
正常中心静脉压范围:0~1.2kPa,平均静脉压 0.5kPa
六.血压直接测量系统设计
2. 平均压(MP)
平均压:是在整个心动周期动脉压一平均值,由下式
计算:
MP D P S P D P (51 ) 3
MP通常用以评价整个心血管系统的状况。
例如:整个心血管的阻力(SVR)便可用平均压 (MP),中心静脉压(CVP)和心排量(CO) 求得。 S V ( M R C P C V ) 8 O P 0 ( 5 2 ) 3. 左心室压
左心室压反映左心室的泵作用,心室压力曲线的上升 斜率反映了心室收缩初期的力度,作为心血管系 统的重要功能指标。舒张期末端压则代表了在射 血开始前对心室的灌注压力。
4. 右心室压和肺动脉压
右心室压和肺动脉压由右心ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ收缩引起,在正常血液循环中, 这两种压力低于系统动脉压。
肺楔压(PCWP)它是将导管楔入动脉的某一分支处测得的 压力,代表了毛细管与左心房压之间的压差。对肺楔压 的测量可评估左心房的压力。
第五章 血压测量
第一节 概 述
血压是反映血流动力学状态的最主要的指标之 一。影响人体血压的因素很多,诸如心率、 外周循环阻力、每搏输出量、循环血量及动 脉管壁的弹性等。通过机体的正常调节,可 使血压维持在相对稳定状态;若血压过高, 则心室射血量必然要对抗较大的血管阻力, 使心脏负荷增大,心脏易于疲劳;若血压过 低,则心室射出的血流量不能满足组织的正 常代谢需要。通过测量心脏的不同房室和外 围血管系统的血压值,有助于医生判断心血 管系统的整体功能。
心血管系统的压力测量,是人类生理压力测量 中最重要的部分,其中动脉压尤为重要。
1. 收缩压(SP)和舒张压(DP)
收缩压:心脏收缩时所达到的最高压力称为收缩压。它把血液 推进到主动脉,并维持全身循环。
舒张压:心脏扩张时所达到的最低压力称为舒张压,它使血液 能回流到右心房。
脉压差:收缩压和舒张压的差称为脉压差,它表示血压脉动量, 一定程度上反映心脏的收缩能力,是反映动脉系统特性的 重要指标。
致使自然频率fn偏低、阻尼系数ξ过高或过低,造
成检测的血压波形失真,测压读数不准。
2. 导管送至心脏部分的血管中或心腔内时,其测压 端口方向不同,也会导致测压误差。
3. 导管进入测压部位,可能影响血液正常流通,甚 至产生堵塞现象,从而造成测压误差。
4. 传感器的感压面与插入体内的测压导管端口不是 处在同一等压面上,其差值将直接导致测压误差, 尤其是在测量数值较低的静脉压时这个误差不能 忽视。
右心房可作为血压测量的参考点,该参考点大致位于胸纵轴 的中央处,具体位于胸腔左右第四肋之间的空间、中央肋 软骨节前,离后背约10cm处。
用导管术测量人体内部血压时,一般是通过液体(生 理盐水)将压力引到人体外部的传感器进行测量。为 反映人体内导管端部的压力,应将外部传感器置于同 一水平线上,但最好的办法是将外部传感器置于上述 参考点的水平线上,这样就不用考虑导管的端部在体 内的位置了。 血压测量技术可分为直接法和间接法两种:
对健康的成人,心血管系统各不同部位的正常血压值 如下:
⑴ 臂动脉:
收缩压:一般在12.67~18.67 kPa(95~140 mmHg)范 围内,平均值为14.67~16kPa(110~120mmHg);
正常舒张压为8~12 kPa(60~90mmHg),平均值为 10.67kPa(80mmHg)。脉动血压一般用分数形式来表示: 120/80,分子代表收缩压,分母代表舒张压。
人体血液循环系统模型
图5-1 人体血液循环系统模型图
心血管系统血压分布
图5-2 心血管系统血压分布图
左心室主动脉大动脉小动脉 微动脉毛细血管(血液在毛细血管 处进行物质交换以供应人体所必需 的营养。回流的血液成为静脉血。) 静脉血小静脉大静脉最后从 上、下腔静脉进人右心房右心室 血液通过肺动脉和吸人的氧气结 合氧合后的血液变成动脉血左心 房左心室,周而复始地循环。
5. 连接导管腔与血压传感器的管道,若采用可塑性 较强的一般输液管,其管腔可能因血压的高低而 舒张和收缩,也可能因外部物品挤压管道或管道 扭动、弯曲或管外的振动而导致测压误差即产生 所谓的的导管鞭形畸变,如图5-12C所示。
6. 在血压监护系统中,所使用的连接三通接头制作 各异、内腔粗细不匀,导致血液流动时的局部速 度改变,也会影响测压精度。
一. 常见的血压参数
血压:血管内血液在血管壁单位面积上垂直作用的 力称为血压。
血压信号是 随心动周期变化 的动态时间函数。 血液循环系统中 各部位测量到的 血压值是不同的, 临床上通常测量 的有动脉血压和 心脏各腔室的压
力。
图5-3 心脏各腔室压力
PM
1 T
t2
P(t)dt
t1
图5-4 动脉血压波形
⑵ 主动脉压:约为130/75,左心室约为130/5,左心
房为9/5,右心室为25/0,右心房为3/0,肺动脉为25/12。
⑶ 毛细血管:为2.6~4.0kPa(20~30mmHg),静脉为
0~2.67 kPa(0~20mmHg)。
二. 血压测量的参考点
人体除了器官和组织产生生理压力之外,还有重力 和大气压力产生的非生理压力。在有些测量中要 求将生理压力与非生理压力量分开。
一. 血管外传感器(传感器置于体外的测量) 图5-7所示为传感器置于体外的有创血压测量,即用血管外传
感器测量,是一种常用的血压测量方案。
二. 血管内传感器(传感器置体内的测量)
血管内传感器有导管顶端压力传感器、光纤压力传感 器等。
血管外传感器系统中的导管传感器系统的频率响应特 性由于受到系统耦合液体特性的限制,而导管 顶端压力传感器在压力源和传感器元件之间不 需要通过导管内液体的连接,因此测量压力时 可以得到更高的频响和消除时延的影响。
V R3 R4
VADI2R4
VR4 R3R4
VABI1R1
VR1 R1R2
V O V A B V A D R V 1 R R 1 2 R V 3 R R 4 4 ( R R 1 1 R R 2 3 ) ( R R 2 3 R R 4 4 )V
如 :R 1 果 R 3 R 2R 4 ;则 V 0 o
7. 系统内若存在残留气泡对血压起缓冲作用,导致 系统的有效顺应性增大,而测压系统的固有频率 降低,阻尼系数增大,甚至导致血压波形严重失 真,因而引起误差。如图5-12B所示。
8. 若导管系统的接头过多,也将影响测压的准确性。 这是由于接头在系统内相当于一个液压阻尼器, 使系统的频率响应降低。
9. 在整个测压量程范围内存在不同程度的非线性,因而引起 测压误差。
图5-14所示为一血压直接测量的便携式血压计的原 理电路。它由偏置电源电路(A1、A2)、前置处 理电路(A3~A6)、显示电路(A7)和压力传感 器组成。Rp1为调零电位器
V s Vr (1 eR 2 f/R 3 )
U o 2(1R 1/R)U T 1
ICL7106 3位半数字万用表芯片,它包括A/D 转换电路、LED 数码管显示、驱动 ,仅仅使用 一只 DC9V 电池,数字电压表就可以正常使用
光纤压力传感器的重要 传感元件是法布利-比洛 特(FP)型光学干涉仪。干 涉仪的两面镜子分别是 位于一端的薄膜内表面 和位于另一端的光纤尖 端。所施加的压力P引起 了薄膜的偏移,而此偏 移又直接转换成了FP 干 涉仪空腔长度的变化。
三. 血压测量误差
1. 测压导管选择不当。例如,管径和长度选择不当,
7m 60 m g H h 1 .g 6 3 13 (k 0 /m g 3 )9 .8 (N /k)g 0 .7 (m 6 )
1 .0 1 1 5 (N 0 /m 2 )P 1k 0 P 1
1mmHg=0.133kPa
脉动血压一般用分数形式来表示:120/80,分子代 表收缩压,分母代表舒张压。
了。Rp2为满量程调整电位器。
U U;I I 0
运放A4:U1 U1 UO1 U1
R1 RT
R1
A6:UO U1 UO1
UR11
U1 RT
UO R1
U1 RT
U1 R1
R1 RT
R1
2U1 R1
2U1 RT
UO R1
UO U1
21R1 RT
复习:电桥(惠斯通电桥)
I1
V R1
R2
I2
第三节 血压标定方法
前面述及测量血压用的各种型式传感器,与血压值相对应的 传感器输出必须经过放大和处理后才能显示和记录。由于 传感器特性的离散性,不同传感器配用相同测量电路时, 所得结果显然不可能一致。为了解决这一矛盾,就必须对 传感器的灵敏度加以标定;并使不同灵敏度的传感器与同 一测量电路相配时,仍可得到同样的显示结果。
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