综述——电子血压计的工作原理

电子血压计的工作原理

首都医科大学生物医学工程学院万博洋李昊岩赵宇

【摘要】：电子血压计原理采用示波法，其原理上应该是准确的。电子血压计的临床验证是以听诊法作为标准、使用统计学的方法来设计的。但这并不意味着使用水银压力表的听诊法所测出的结果比电子血压计的测量结果准确。当然，认为电子血压计的测量结果比使用水银压力表的听诊法所测出的结果更加准确也是错误的。医院的医生所使用的水银柱式血压计，只是压力测量的工具。认为水银柱式血压计是精确的血压计的观点是片面的，因为水银柱式血压计只是一个压力计而已，重点在于医生通过听诊器进行的听诊。目前国际上发达国家普遍禁止使用水银柱式血压计，而采用精度更高的电子压力计（表）。

【关键词】：血压计压力表电子测量

一引言

高血压是最常见的慢性病，也是心脑血管病最主要的危险因素，脑卒中、心肌梗死、心力衰竭及慢性肾脏病是其主要并发症。国内外的实践证明，高血压是可以预防和控制的疾病，降低高血压患者的血压水平，可明显减少脑卒中及心脏病事件，显著改善患者的生存质量，有效降低疾病负担。所以，对于日常对血压的监控显得尤为重要。

测量血压的仪器称为血压计。血压计的测量原理可分为直接测量法和间接测量法两种。直接测量法又称有创测量法，也就是通过穿刺在血管内放置导管后测得的血压用有创方法直接测量血压。（此方法一般不作为日常监控血压手段。）间接测量法又称无创测量法，也就是不通过穿刺在血管内放置导管后而是通过间接测得的血压。

日常所见的血压计主要分为水银柱式血压计和电子（无液）血压计两大类。由于水银柱式血压计体积较大，携带不方便，所以在日常家庭中应用不是很广泛。电子血压计体积小，携带方便，使用亦比较方便，几乎所有的人都可以自己使用，作为自我简单检查血压的工具很受高血压患者的欢迎。

二正文

1、血压计的测量方法

体循环动脉血压简称血压（blood pressure，BP）。血压是血液在血管内流动时，作用于体循环的压力，它是推动血液在血管内流动的动力。心室收缩，血液从心室流入动脉，此时血液对动脉的压力最高，称为收缩压（systolic blood pressure，SBP）。心室舒张，动脉血管弹性回缩，血液仍慢慢继续向前流动，但血压下降，此时的压力称为舒张压（diastolic blood pressure，DBP）。

测量血压的仪器称为血压计。血压计的测量原理可分为直接测量法和间接测量法两种。

直接测量法又叫有创测量法，也就是通过穿刺在血管内放置导管后测得的血压，比如在做心脏介入诊断及治疗时就要监测患者的有创血压。用有创方法直接测量血压。因所测部位不同，方法各异，也不能完全反映人体的血压。

血压间接测量法中，分为听诊法（Auscultatory method）和示波法（Oscillometric method）。

听诊法存在其固有的缺点：一是在舒张压对应于第四相还是第五相问题上一直存在争论，由此引起的判别误差很大。二是通过听柯氏声来判别收缩压、舒张压，其读数受医生的情绪、听力、环境噪音、被测者的紧张等一系列因素的影响，易引入主观误差，难以标准化。

以听诊法原理制成的电子血压计，虽然实现了自动检测，但仍未彻底解决其固有缺点，即误差大、重复性差、易受噪音干扰。

目前绝大多数电子血压计采用了示波法间接测量血压。示波法测血压通过建立收缩压、舒张压、平均压与袖套压力震荡波的关系来判别血压。

因为脉压震荡波与血压有较为稳定的相关性，因此实际家庭自测血压的应用中，利用示波原理测量的血压结果比听诊法较为准确。而且示波法测血压时袖套内无拾音器件，操作简单，抗外界噪声干扰能力强，还可同时测得平均压。

必须指出，从测量原理上来说，两种简介测量法不存在哪一个更准确的问题。但是，鉴于当前主流企业均采用示波法原理，因此这里要讲的技术代际划分是指示波法电子血压计的技术代际划分。

2、血压计的结构

一、第一代电子血压计（G1-NIBPM）

构成的主要元器件：快速加压气泵或手动加压泵、电子快速排气阀、机械式定速排气阀、气压压力传感器

二、第二代电子血压计（G2-NIBPM）的结构

构成的主要元器件：加压气泵、电子控制排气阀、气压压力传感器

使用的技术：MWD技术（减压时测量）

测量特点：由于采用了电子控制排气阀的伺服技术（ECV SERVO TECHNOLOGY），定速排气的速度真正做到了定速，并能根据测量者的血压进行智能加压，测量结果更加稳定（其他影响因素除外）。

特征1：只使用一个排气阀-------电子控制排气阀，同时用于定速排气及测量结束时的快速排气；

特征2：智能加压。即血压计会在加压过程中预先对测量者血压进行一次粗略的判断，从而决定最终需要加至的压力值，通常压力值加至测量者收缩压+30mmHg左右；

特征3：放气速度一开始就能稳定在3~4mmHg/s 上。

第二代电子血压计（G2-NIBPM）的结构特征是，电子控制排气阀（ECV）及电子控制排气阀的伺服技术。

第一代与第二代的测量技术又统称为MWD技术（减压时测量），与下述的第三代MWI 技术（加压时测量）相对应。

三、第三代电子血压计（G3-NIBPM）的结构

构成的主要元器件：伺服加压气泵、电子控制排气阀、气压压力传感器

使用的技术：MWI技术（加压时测量）

测量特点：匀速加压，并在加压的过程中进行血压测量。

特征1：使用伺服加压气泵——控制加压速度，并在加压过程中测量血压；

特征2：只使用一个排气阀------电子快速排气阀，用于测量结束时的快速排气。

第三代电子血压计（G3-NIBPM）的结构特征是，只使用了一个电子控制快速排气阀和-MWI技术（加压同步测量技术）。

3、血压计的影响因素

电子血压计和水银柱式血压计（压力表）一样，需要定期校准，校准周期一般情况下