基于光电容积脉搏波描记法的无创连续血压测量

的 。
当血 液 流 过 外 周 血 管 中 的 微 动 脉 、 细 血 管 和 毛
微 静脉 等微 血管 时 ， 部 分 微 血 管 的 血 液容 积 在 心 该
收 稿 日期 ：０ ２ １０ ， 用 日期 ：０ ２０ －６， ２ １ － －８ 录 ０ ２ １ －６０ 基 金 项 目 ： 海 市 科 委 ２ １ 年 度 “ 技 创 新 行 动 计 划 ’ 物 医药 领 域 产 学 研 医合 作 项 目（ １ Ｚ ９ １ ０ ） 上 ０１ 科 生 １ Ｄ １２ ７３
Ｅ ： Ｅ ｅ ｐ Ｐ ０ｘ （ ） （） ３
收器 组成 的探 头与 皮 肤 相接 触 ， 发射 光 束 将会 与皮 肤组 织 以及 血 液 发 生 反 射 、 收 和散 射 ， 电接 吸 光 收器 接 收光信 号并 转 换 为 电信 号 ， 而反 映 出容积 从 脉搏 波 的脉动 情 况 ， 此方 法 获 得 的 信 号 叫做 Ｐ Ｇ 用 Ｐ
被测 对象 的 手臂 或者 手 腕 等 测 量 位 置 产 生 压 力 ， 使 被测 者 产 生 不 适 感 。 连 续 血 压 监 测 能 够 让 人 们 了
ｄ ｉ １ ． ９ ９ ｊ ｉｓ ０ ５ —０ １ ２ ２ ０ ． ０ ｏ： ０ ３ ６ ／ ．ｓｎ． ２ ８８ ２ ． ０１ ． ４ Ｏ
基 于 光 电容 积 脉 搏 波 描 记 法 的 无 创 连 续 血 压 测 量
李章俊 王 成
摘
朱 浩 金 凡 马俊领
（ 海 理 工 大 学 医疗 器械 与 食 品 学 院 ， 海 ２０ ９ ） 上 上 ００ ３
要 ：为 了 摆 脱 传 统 血 压 计 充 气袖 带 的 束 缚 、 现 长 期 连 续 的血 压 监 测 ， 多 学 者 开 展 了 基 于 Ｐ Ｇ实 现 无 创 、 实 很 Ｐ 连
能 够克 服传 统 血 压 测 量 的缺 点 ， 脱 袖 带 的束 缚 ， 摆 佩戴舒 适 ， 不会 造 成 额 外 的 负担 ， 以 ２ 可 ４ ｈ对 人 体
血压 进行 连续 监测 。
而得 出的 ， 将两 个方 程 相结 合 ， 可 以得 到 Ｐ 便 ｗＶ 与
Ｐ 之 间 的关 系 ， 有
ｄ ｖ ｌ ｐ ｄ ｉ ｔｅ ｔｔ ｅ ｔ ｇ ｒｄ ｏ ｎ ａ ａ ｌ ｕ ｆａ ｄ ｒａ ｉｉｇ ｔ ｅｌｎ ｅｍ ｌｏ ｒｓｕ ｅｍｏ ｉｏｉ ｇ ｅ ｅ ｏ ｅ ｎ ａ ｔ ｍｐ ｏ ｇ ｔ ｎ ｉ ｆｉ ｆ ｔ ｂ ｅ ｃ ｆ ｎ ｅ ｌ ｎ ｈ ｏ ｇ ｔｒ ｂ ｏ ｄ ｐ ｅ ｓ ｒ ｎ ｔｒｎ ．Ｔｈｓ ｉ ｌ ｚ ｉ
一
中所 使用 的血 压测 量 装 置 ， 要是 基 于 柯 氏音 法 或 主 示 波 法 ， 然 能 够 较 为 准 确 地 测 量 出 血 压 值 ， 虽 但 袖 带 需 要 充 气 放 气 ， 能 测 量 出 某 个 时 刻 的血 压 只 值 ， 法 对 血 压 进 行 连 续 监 测 。此 外 ， 带 还 会 对 无 袖
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厉 ———一
早在 １ ７ 年 ， ｅｓ Ｋ ｒ ｗ ｇ就提 出脉 搏波 ８ １ Ｍｏｎ 与 ｏｔ ｅ ｅ 传播 速度 （ ｕｓ ａｅｖｌｃｙ Ｐ ｐ ｌ ｗ ｖ ｅ ｉ ， ＷＶ） ｅ ｏｔ 与血 压 之 问具
有线 性关 系 。之 后 ， 们 的开 创 性 研 究 被 Ｂａ ｗ ｌ 他 ｒｍ ｅｌ 与 Ｈ ｌ进 一 步 验 证 与 推 广 。 正 是 由于 脉 搏 波 沿 ｉ ｌ 动 脉传播 的 速度 与动 脉 血 压 之 间 的正 相 关 特 点 ， 可 以通过测 量 Ｐ ｗＶ间接推 算 出血压 值 。Ｐ ＷＶ无 法 直 接 容易 地测 得 ， 若 知 道 脉搏 波 通 过 动 脉两 点 之 间 但
ｃ ａ ｎ ｌ ＰＧ ， ａ ｄ ｕ ｉ ｚ ｔｏ ｆ ｐ ｌｅ ｃ ａ ａ ｔ ｒｓ ｉ ａ ａ ｔ ｒ Ｔ ｅ ｍｅ ｓ ｒ ｍｅ ｔ ａ ｃ ｒ ｃ ｈ ｎ ｅｓ Ｐ ｎ ｔｌ ａ ｉ ｎ ｏ ｕ ｓ ｈ ｒ ｃ ｅ ｉｔ ｐ ｒ ｍｅ ｅ ． ｈ ｉ ｃ ａ ｕ ｅ ｎ ｃ ｕ ａ ｙ， ａ ｖ ｎ ａ ｅ ａ ｄ ｄ ａ ｔｇ ｎ ｄ ｓ ｄ ａ ｔｇ ｆｔ ｅ ｔ ｒｅ ｅ ｈ ｏｏ ｉｓ ｉ ａ ｖ ｎ ａ ｅ ｏ ｈ ｈ ｅ ｔ ｃ ｎ ｌ ｇ ｅ ｗｅ ｅ ｓ ｍｍａ ｉ ｅ ｒ ｕ ｒｚ ｄ． Ｔ ｅ ｄ ｖ ｌ ｐ ｎ ｅ ｄ ｎ ｙ ｏ ｈ ｏ ｉ ｖ ｓ ｖ ａ ｄ ｈ ｅ ｅ ｏ ｍｅ ｔ ｔ ｎ ｅ ｃ ｆ ｔ ｅ ｎ ｎ ｎ ａ ｉ ｅ ｎ
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信 号 。利 用 光 电容 积脉 搏 波 描 记法 进 行 血 压 监测 ，
式 中 ： 。 压力 为 零 时 的血 管 弹 性 模 量 ； 是 血 管 Ｅ是 Ｐ 跨壁 压 ； 表 征血管 特 征 的一 个量 ， 数值 为 ０ ０ ６～ ．１
０． ８ ｍｍ Ｈｇ～ 。 ０１
由 于 Ｈ ｇｅ 模 型 是 基 于 Ｍｏｎ— ｏ ｅ ｇ ｕｈｓ ｅｓＫ ｒ ｎ ｙ模 型 ｔ
ｐ ｏ０ ｌｔｙｍｏｒｐ ｙ（ Ｐ ．Ｔ ｅ ｒｓａｃ ｅ ｆｃ ｒ ｎ ｏ ｉｖｓｖ ｌｏ ｒｓｕｅｍｏ ｉ ｒ ｇｂ ｓｄ ｏ ｈ ｈ ｔｐｅｈ ｓ ｇａ ｈ Ｐ Ｇ） ｈ ｅｅ ｒｈ ｓｏ ｕｒ ｔｎ ｎｎ ａｉｅ ｂｏ ｄ ｐｅｓ ｒ ｎｔ ｉ ａｅ ｎ ｔｅ ｅ ｏｎ Ｐ Ｇ ｗ ｒ ｌａｉ ｅ ｎｏ ｔｒｅｃ ｔｇ ｒ ｓｉｃｕ ｉｇｃ ｍｂｎ ｔ ｎ ｏ ｌｃｒｃ ｒｉｇａ ｈ （ Ｃ Ｐ ａｅｃａ ｓ ｆ ｄ ｉｔ ｈｅ ａｅｏｉ ｎ ｌｄｎ ｏ ｉａｉ ｆｅｅｔ ａｄｏｒｐ Ｅ Ｇ）ａ ｄ Ｐ Ｇ，ｔｏ ｌ ｅ ｏ ｏ ｎ Ｐ ｗ
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｎｏ ｉｖ ｓｖ ａ ｄ ｏ ｔｎ ｏ ｓ ｌｏ ｐ ｅ ｓ ｒ ｍｏ ｉ ｒｎ ｈ ｖ ｂ ｅ ｉ ｔｎ ｉｅｙ ｎ ｅ ｔ ａｅ ａ ｄ ｓｒ ｃ ： ｎｎ ａ ｉｅ ｎ ｃ ｎｉ ｕ ｕ ｂｏ ｄ ｒ ｓｕ ｅ ｎｔ ｉｇ ａ ｅ ｅ ｎ ｎ ｅ ｓｖ ｌ ｉ ｖ ｓｉ ｔｄ ｎ ｏ ｇ
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于 Ｐ Ｇ实 现 无 创 、 续 监 测 血 压 的发 展 方 向 。 Ｐ 连
关 键 词 ： 压 ； 电容 积 脉 搏 波描 记 法 ； 创 血 光 无
中图分类号 Ｒ １ ３８ 文 献标 志 码 Ａ 文 章 编 号 ０ ５ —０ １ ２ １ ） ４ ０ —８ ２ ８８ ２ （ ０ ２ ０ ￣６ ７０
的脉 动性 可 以通 过 光 电传 感 器 进 行 记 录 ， 即光 电容 积脉 搏 波 描 记 法 （ ｈ ｔ ｌｔｙｍ ｇａ ｈ ，Ｐ Ｇ） ｐ ｏｏ ｅｈｓ ｏ ｒ ｙ Ｐ 。光 ｐ ｐ 电容 积脉 搏波描 记 法 的基 本 原 理 为 ： 源 与 光 电接 光
管两端 的两 个压 力传 感 器 测 得 脉搏 波 波 速 ， 出 了 提 弹性模 量 （ 与 血管 跨壁压 （ 。） 间的关 系式 ， Ｅ） Ｐ 之 即
３ 卷 ４ 期 １
２１ ０ ２年 ８月
中 国 生 物 医 学 工 程
学
报
Ｃ ｉｅ ｏ ｒ ａ ｏ ｉ ｅ ｉ ｌ ｎ ｉｅｒ ｇ ｈｎｓ Ｊ ｕｎ ｌ ｆＢ ｏ ｄ ａ ｇｎｅｉ ｅ ｍ ｃ Ｅ ｎ
Ｖｏ１３１ Ｎｏ． ． ４ Ａｕ ｕｓ ２０１ ｇ ｔ ２
通 信 作 者 。 Ｅｍａ ：ｈｗ ｎｃｅ ｇ ａｏ． ｏ ｃ － ｉ ｓｈ ａ ｇｈｎ ＠ｙｈ ｏｃｍ．ｎ ｌ
中 国
生 物 医 学
工
程
学
报
脏 搏动 下 同样 会 呈 现 脉 动 性 变 化 。血 液 容 积 的 脉 动 性变 化 反 映 出 心 搏 功 能 、 液 流 动 、 周 血 管 和 血 外
引 言
如今 ， 高血 压 已经成 为最 常见 的心 血 管 系 统 慢 性 病 ， 全球 的公 共 卫 生 问 题 之 一 … 。 医院 与 家 庭 是
解 血压 的 昼 夜 变 化 规 律 ， 握 血 压 变 化 率 ， 以 大 掌 可
大减 少高 血压 患者 出现致 命危 险 的情况 。Ｋｋ ｙ ｉｕ ａ Ｍ 等人利 用 Ｃ ｘ比例危 险率 模 型 ， 实 了 白天 的收 ｏ 证 缩血 压动 脉 变 异 的 加 剧 会 显 著 增 加 由心 血 管 疾 病 引起 的死 亡 率 。 此 外 ， 期 、 续 的 血 压 监 测 数 长 连 据能 够 给 医生提供 患者 长 期 血 压 监 测 信 息 ， 于 心 对 血管 状况 的评 估 、 病 的诊 断 有 很 大 的 帮 助 ， 是 疾 这
续 血 压监 测 的 研 究 。 阐 述 基 于 光 电 容 积 脉 搏 波 描 记 法 （ Ｐ 实 现 无 创 、 续 血 压 测 量 的 基 本 原 理 。 将 当 前 基 于 Ｐ Ｇ） 连 Ｐ Ｇ 无创 血 压 监 测 的 研 究 分 为 ３类 ， 别 为 心 电 （ Ｃ 与 Ｐ Ｇ结 合 的 血压 测 量 技 术 、 路 Ｐ Ｇ结 合 的 血 压 测 量 技 Ｐ 分 Ｅ Ｇ） Ｐ 两 Ｐ 术 、 搏波特征参数 血压测量技术 ， 脉 分析 这 ３类 技 术 的 基 本 测 量 原 理 、 量 精 度 及 其 优 缺 点 。 在 此 基 础 上 ， 述 基 测 论
传播 速 度越慢 ， 之则越 快 。 反
Ｈ ｇ ｅ 等对 动 脉 管 壁 弹 性 模 量 的模 型 进 行 了 ｕｈｓ 研 究 。利用 超 声 的方 法 测 量 动 脉 的直 径 与 动 脉 壁的厚 度 ， 后利 用放 置 在 一 段 已知距 离 的动 脉 导 然
微 循环 等诸 多心 血 管 的重 要 信 息 ， 种血 液 容 积 这