脉搏波的无创检测方式

脉搏波所表现 出 来 的 形 态 （ 波的形状） 、 强度（ 波的 幅值） 、 速率（ 波的速 度 ） 与节律（ 波的周期） 等方面 的综合信息的确在相当程度上反映出人体心血管系
１ ］ 统的许 多 生 理 和 病 理 特 征 ［ 。而在脉搏波检测过
程中， 脉搏波检测的 方 式 直 接 影 响 到 检 测 信 号 的 准 确度。检测方式的不同不仅影响信号采集波形的质 量和提取的难易程 度， 而且对于采集信号的准确度
第２ ９卷 第 ４期 ２ ０ １ ０年 ８月
北京生物医学工程 Ｂ ｅ ｉ ｊ ｉ ｎ ｇＢ ｉ ｏ ｍ ｅ ｄ ｉ ｃ ａ ｌ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ
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脉搏波的无创检测方式
王东明 张松 杨益民 李旭雯 摘 要 脉搏波的波形特征与心血管疾病密切相 关， 其检测方式和传感器的选择都会对脉搏波的 检测结果产生重大影响。目前脉搏波无创检测用传 感 器 类 型 包 括 压 力 传 感 器、 压电传感器和光电传感 器（ 反射式和透射式） 。检测方式 有 桡 动 脉 压 力 脉 搏 波 检 测 和 指 端 容 积 脉 搏 波 检 测。 实 际 运 用 结 果 显 示不同的传感器有不同的性能指标和适应范围， 检 测 方 式 也 会 对 脉 搏 波 的 检 测 产 生 很 大 影 响。 尽 管 压 电传感器和光电传感器都能采集信号良好的脉搏波， 但压力传感器由于误差大、 强噪声和检测部位难寻 等原因已经逐渐被淘汰， 此外临床实验证实了桡动脉 压 力 脉 搏 波 检 测 容 易 受 检 测 部 位 和 检 测 个 体 的 影 响， 指端容积脉搏波具有检测稳定、 重复性好、 易于操作等优点。 关键词 脉搏波； 桡脉； 指容脉搏； 检测方式； 传感器 Ｄ ＯＩ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ２－ ３ ２ ０ ８ ． ２ ０ １ ０ ． ０ ４ ． ２ ５ ． 中图分类号 Ｒ ３ １ ８ ． ０ ４ 文献标志码 Ａ 文章编号 １ ０ ０ ２－ ３ ２ ０ ８ （ ２ ０ １ ０ ） ０ ４－ ０ ４ ３ ６－ ０ ４
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图２ 压电式检测 Ｆ ｉ ｇ ｕ ｒ ｅ ２ Ｐ ｉ ｅ ｚ ｏ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｉ ｃｄ ｅ ｔ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ
压电传感器检测方式是用压电传感器直接将桡 动脉的压力信号转 变 为 对 应 变 化 的 电 信 号， 此种测 量方法可以避免上述气囊式检测所产生的气室腔道 效应， 可以最大限度 地 将 桡 动 脉 的 脉 搏 波 形 通 过 电 压的形式显示出来， 且利用压电传感器提取的脉搏 波信号可 以 将 脉 搏 波 压 力 通 过 转 换 芯 片 变 为 数 字
图１ 百度文库 气囊式检测
１ 脉搏波检测方式
颈动脉为浅表大动脉， 脉搏较为明显， 但在测量 中难于寻找而且在 临 床 检 测 上 不 容 易 固 定， 在临床 监测过程中可能会因为患者的移动而使得传感器脱 落丢失波形， 造成监测的失败。人耳血管分布丰富， 容易测量， 而且 对 传 感 器 的 损 耗 小。 由 于 人 耳 中 分 布的都是些小的毛 细 血 管， 因此耳脉较弱而且易受 环境干扰， 不利 于 检 测。 考 虑 到 病 患 者 都 是 体 质 较 弱的群体因此采用无创的检测方式可以减小对病人 的伤害。由于临床实际中人们比较感兴趣的只是动 脉血管系中的某些浅表动 脉 处 （ 如 桡 动 脉、 颈动脉） 的脉搏波变化， 离人 体 心 脏 越 近 的 地 方 脉 搏 波 信 号 越强， 因此从信号的 强 弱 和 检 测 的 难 易 较 为 常 用 的 则是桡动脉和指脉的检测。 １ ． １ 桡动脉脉搏波的检测 由于桡动脉的 检 测 信 号 较 强 且 检 测 较 为 方 便， 因此是历来脉诊中 的 首 选 位 置， 包含有心血管系统 最为丰富的各种生 理 病 理 信 息， 是脉搏波的一个较 好的检测位置， 目前 一 般 所 指 的 脉 搏 波 大 多 从 桡 动 脉处得出。桡动脉的脉搏波检测方式有气囊式检测 ） 和压电传感器检测（ 图２ ） 两种方式。 （ 图１ 气囊式检测是 将 传 感 器 置 于 气 囊 中， 然后将气 囊固定于桡动脉处， 通过加压气囊将压力加到一定 程度（ 通常 介 于 被 测 者 的 收 缩 压 和 舒 张 压 之 间 ） 来 测得脉搏波。由于 气 囊 方 法 气 路 较 长， 有很大的气 阻和气流干扰， 而且气压的方向性是随机的， 使得脉
２ ］ 。 搏波中 的 一 些 有 用 信 号 被 大 大 削 弱 和 滤 除 了 ［
用气囊式测得的桡 动 脉 脉 搏 波 有 很 多 的 干 扰， 而且 为了得到光滑的脉搏波波形需要放弃很多有用的信 号， 因此此种方法在 临 床 上 由 于 测 得 的 波 形 不 能 真 实地反应患者的实际生理病理信息而逐渐被淘汰。
证实， 脉搏波的特征与心血管疾病有着密切的关系。
０ 引言
人体脉搏波中蕴藏着丰富的生理病理信息历来 作为临床诊断和治 疗 的 依 据， 大量的临床实测结果
作者单位 ： 北京工业大学生命科学与生物工程学院（ 北京 １ ０ ０ １ ２ ４ ） 作者简介 ： 王东明（ １ ９ ８ ５ —） ， 男， 硕士研究生。 Ｅ ｍ ａ ｉ ｌ ： ｗ ａ ｎ ｇ ｄ ｏ ｎ ｇ ｍ ｉ ｎ ｇ ｓ ｈ ｕ ａ ｎ ｇ ＠ｅ ｍ ａ ｉ ｌ ｓ ． ｂ ｊ ｕ ｔ ． ｅ ｄ ｕ ． ｃ ｎ
第 ４期
脉搏波的无创检测方式
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也会有较大影响， 因此不同的检测方式对于信号的 进一步处理具有重要的意义。 目前脉搏波检测的方式很多， 主要有如下几种： 按照检测位置可以分为耳脉检测、 肱动脉检测、 桡动 脉脉搏波检测和指 端 脉 搏 波 检 测； 按检测方法分为 压力脉搏波检测和 容 积 脉 搏 波 检 测； 按检测手段分 为无创和有创； 按实 现 形 式 又 分 为 静 态 测 量 和 动 态 测量。 不同的检测方式有不同的优、 缺点， 而且不同的 检测方式所得到的检测波形和各项参数都会略有差 异， 并且在临床检测也存在应用上的差异， 在临床医 学检测中人们关心的是稳定性、 准确性、 易操作性以 及如何在医院等复杂电磁环境中的抗干扰能力。本 文以下将对各种检测方式和利用的传感器做如下介 绍。