血壓計檢定中存在問題及原因分析

/ 上海市計量測試技術(shù)研究院

0 引言

血壓是指血液在血管內(nèi)流動時，作用在血管壁面單位面積上的壓力，正常成人的收縮壓范圍在90～ 139 mmHg（1 mmHg=0.133 kPa）， 舒 張 壓 在60～89 mmHg，血壓過低或者過高都會危害人體健康。隨著人們健康意識的逐漸提高以及高血壓患者數(shù)量的增加，對自身血壓的關(guān)注也隨之日益密切[1]。人體血壓需要借助儀器設(shè)備進(jìn)行測量，將外接袖帶固定在人體上臂，推薦測量右手手臂血壓，通過自動或非自動加壓裝置對袖帶充氣加壓，實(shí)現(xiàn)對人體血壓的無創(chuàng)測量。無創(chuàng)測量血壓的方法，快速方便、安全衛(wèi)生，因此得到廣泛的普及和使用。

1 血壓測量的原理

根據(jù)原理不同，無創(chuàng)測量血壓計目前主要分為：水銀血壓計、血壓表、電子血壓計（包括動態(tài)血壓監(jiān)護(hù)儀等）這三種類型。水銀血壓計可以分為臺式血壓計和立式血壓計，兩者區(qū)別在于外觀與構(gòu)造上，因此本文對立式血壓計不再單獨(dú)介紹。

水銀血壓計基于流體靜力學(xué)平衡原理工作，通過袖帶對水銀柱施加壓力，使得水銀柱面的壓力高于大氣壓，通過流體靜力學(xué)原理可以得出，壓差最終表現(xiàn)為位差。隨著袖帶內(nèi)壓力的增加，水銀柱面的液位不斷提高，讀取水銀柱面切線與兩邊分度的交線，能夠方便快速地得到袖帶內(nèi)的壓力[2]。

血壓表基于胡克定律工作，在外加壓力作用下，血壓表中的彈性變形原件會發(fā)生形變，帶動指針旋轉(zhuǎn)，最終通過讀取指針在表盤上的位置來確定此時袖帶內(nèi)的壓力。血壓計和血壓表都需使用聽診器，通過聽取袖帶放氣時的柯氏音來確定人體收縮壓與舒張壓值。

電子血壓計常用的工作原理是示波法，因此本文所提到的電子血壓計泛指示波法電子血壓計。通過檢測血液在血管內(nèi)流動時碰撞產(chǎn)生的波動來確定人體的血壓，電子血壓計通過計算函數(shù)將血壓波動換算成人體血壓，因此在研發(fā)設(shè)計前期需做大量測試，在數(shù)據(jù)測試和統(tǒng)計的基礎(chǔ)上得到計算函數(shù)，所以每個生產(chǎn)廠商都有自己的換算函數(shù)。

隨著傳感技術(shù)的成熟，在柯氏音法測量血壓基礎(chǔ)上，引入電子聽診器，用機(jī)器來識別柯氏音。從一定程度上減少了人為因素引入的測量誤差，這種基于柯氏音法原理測量人體血壓的電子血壓計統(tǒng)稱聽診法電子血壓計[3]。

2 水銀血壓計（表）

金標(biāo)準(zhǔn)是臨床醫(yī)學(xué)界的一種診斷疾病的方法，可以正確區(qū)分為“有病”和“無病”。水銀血壓計作為測量血壓的金標(biāo)準(zhǔn)，其準(zhǔn)確度高，操作簡單、無需外接電源的特性使這種類型的血壓計具有廣泛的使用范圍。水銀血壓計含有有毒有害物質(zhì)水銀（也稱汞），汞是一種易揮發(fā)的物質(zhì)，會對醫(yī)生和患者產(chǎn)生直接的危害，同時揮發(fā)出去的汞也會滲入土壤和進(jìn)入大氣，造成環(huán)境污染。隨著人們健康意識和環(huán)保意識的增強(qiáng)，全球越來越多的國家開始禁止水銀的使用。在聯(lián)合國框架下，140多個國家經(jīng)過4年多的努力，最終出臺了《水俁汞防治公約》，意味著到2020年包括水銀血壓計在內(nèi)的一系列含汞產(chǎn)品將逐漸被淘汰。

血壓表基于胡克定律工作，彈性變形材料本身不具有很好的穩(wěn)定性，當(dāng)環(huán)境溫濕度發(fā)生變化、周圍存在振動時都會對血壓表的準(zhǔn)確度產(chǎn)生影響。在日常檢定工作中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)血壓表表頭受到碰撞后，很容易發(fā)生零位偏移現(xiàn)象，使得血壓表不能正常工作[4-6]。

JJG 270-2008《血壓計和血壓表》，適用范圍主要包括：（臺式和立式）水銀血壓計以及血壓表的首次檢定、后續(xù)檢定和使用中檢查。檢定規(guī)程中要求，水銀血壓計、血壓表應(yīng)具有kPa和mmHg為計量單位的雙分度標(biāo)度，但進(jìn)口血壓計有可能只有一種分度。同時規(guī)程中要求血壓計38 kPa（285 mmHg），血壓表40 kPa（300 mmHg）為檢測起點(diǎn)，但有些兒童血壓計的最高檢測點(diǎn)只有20 kPa（150 mmHg），這些問題都有待解決。

3 電子血壓計

電子血壓計在實(shí)際使用中往往存在以下問題：首先使用不同品牌、型號的血壓計，檢測同一被測對象時，在近乎相同的測量條件下，得到的個體血壓往往存在差異，這種差異正是因為不同的電子血壓計生產(chǎn)商使用的數(shù)學(xué)模型和體模不一致導(dǎo)致的。其次根據(jù)電子血壓計測量原理可以看出，血流通過血管壁面產(chǎn)生的波動轉(zhuǎn)化為人體舒張壓與收縮壓的函數(shù)關(guān)系，是通過大量的臨床試驗來確定的，基于統(tǒng)計學(xué)原理得出的函數(shù)關(guān)系，在理論上具有很好的一致性。但考慮到個體之間存在生理差異，并且人體血管壁的彈性以及厚度在不同時間段以及不同環(huán)境條件下也存在一定差異，血管壁厚度與彈性會直接影響電子血壓計對血流波動的檢測與識別。以上提到的因素，都會對最終測得的舒張壓與收縮壓產(chǎn)生影響，使得測量結(jié)果在一定范圍內(nèi)出現(xiàn)較大的波動。

JJG 692-2010《無創(chuàng)自動測量血壓計》，主要用于無創(chuàng)自動測量血壓計的檢定[7]。其中，血壓計靜態(tài)壓力示值誤差和血壓示值重復(fù)性是其中兩個重要的檢定項目。首先在實(shí)際使用過程中，為了方便醫(yī)務(wù)人員和患者使用，電子血壓計往往被調(diào)整至動態(tài)血壓測量模式，直接測量舒張壓與收縮壓。但檢定過程中，首先需要將電子血壓計調(diào)整至靜態(tài)壓力測試模式，才能測量其靜態(tài)壓力示值誤差。由于不同廠家的血壓計靜態(tài)壓力測試模式不盡相同，甚至同一廠家不同型號的血壓計所需要的靜態(tài)壓力測試連接頭也不盡相同，給檢定工作帶來極大的不便[8-9]。其次不同的生產(chǎn)廠商使用不同的袖帶接頭，因此在檢定過程中，不能保證找到完全匹配的接頭與標(biāo)準(zhǔn)器匹配，在一定程度上存在漏氣現(xiàn)象，影響測量結(jié)果。

4 新型液晶顯示無汞血壓計

以上存在的問題以及人們對血壓的日益關(guān)注、全球環(huán)境保護(hù)的無汞化需求、新型醫(yī)療設(shè)備的智能化集成化等，都推動無創(chuàng)血壓測量儀不斷地發(fā)展。日常檢定工作中發(fā)現(xiàn)，許多醫(yī)生還是習(xí)慣使用聽診法水銀血壓計，在這種需求的推動下，市場上出現(xiàn)了一種液晶無汞血壓計，用液晶燈柱代替?zhèn)鹘y(tǒng)的水銀血壓計中的汞柱面，既滿足了無汞化的需要，也符合醫(yī)生的使用習(xí)慣。

液晶無汞血壓計同樣采用柯氏音法測量人體血壓，其內(nèi)部壓電傳感器將袖帶充放氣過程中的壓力轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，最終反映為液晶柱面的高度，并以數(shù)字的形式實(shí)時顯示當(dāng)前壓力，其內(nèi)部組成和構(gòu)造與傳統(tǒng)的水銀血壓計有本質(zhì)的區(qū)別。

傳統(tǒng)水銀血壓計在使用過程中，需要醫(yī)生在聽取柯氏音的同時，時刻關(guān)注水銀柱面高度的變化，通過水銀柱面的切線與表盤分度的交線，判斷患者的舒張壓與收縮壓，因此測量過程中不可避免地會引入人為誤差。無汞液晶血壓計中的壓力以數(shù)字形式顯示在屏幕上，醫(yī)生只需要聽取聽診器中的柯氏音，通過液晶柱面讀取數(shù)據(jù)即可獲得患者的舒張壓與收縮壓，在減少工作量的同時大大降低了人為誤差。

檢定工作中也發(fā)現(xiàn)，血壓計中的水銀在使用過程中會揮發(fā)，當(dāng)水銀少到一定程度時，血壓計會出現(xiàn)零位誤差不準(zhǔn)以及壓力過高時斷汞等現(xiàn)象，縮短了血壓計的使用壽命。同時在使用過程中發(fā)現(xiàn)，水銀在玻璃管內(nèi)不斷地上升與下降，使得水銀很容易附著在玻璃管內(nèi)部，形成一層薄霧，從而影響了讀數(shù)的準(zhǔn)確性，同時這層薄霧在水銀柱面與光滑玻璃管之間形成了一層隔膜，增加了水銀柱面上升與下降時的阻力，造成斷汞等現(xiàn)象的出現(xiàn)，使得水銀血壓計不能正常工作。用液晶柱面代替水銀柱面后，從根本上解決了水銀揮發(fā)的現(xiàn)象，因此杜絕了上述現(xiàn)象的發(fā)生，大大地延長了血壓計的使用壽命，降低了醫(yī)院的維修費(fèi)用。對于液晶顯示無汞血壓計，由于液晶柱面替代了傳統(tǒng)的水銀柱面，因此不存在血壓計的靈敏度檢測項目，目前對于這種血壓計的檢測方法參照J(rèn)JG 270-2008，為適應(yīng)發(fā)展的需要，需要對現(xiàn)有規(guī)程進(jìn)行修訂。

5 結(jié)語

智能化與集成化技術(shù)的發(fā)展，大力推動了醫(yī)療設(shè)備的更新?lián)Q代，使得現(xiàn)在的醫(yī)療設(shè)備往往兼具很多測試功能，例如將動態(tài)血壓與動態(tài)心電圖機(jī)結(jié)合在一起，可以全面分析患者24 h內(nèi)的一系列生理變化；生命體征監(jiān)護(hù)儀是一種集血壓測量、二氧化碳血壓飽和度測量、心電圖機(jī)、心電監(jiān)護(hù)儀、B超等于一體的測量設(shè)備，在搶救室、移動檢測車等領(lǐng)域有較廣的使用空間。醫(yī)療設(shè)備的發(fā)展，對現(xiàn)有的檢測設(shè)備和檢測手段提出了新的挑戰(zhàn)。