不同血壓計(jì)檢測方法的對比研究與問題分析

張新白 夏勛榮* 夏 炎 張 瑩

當(dāng)前，心腦血管疾病是威脅人們生命安全的第一殺手，每年全國該病的病死率為35%[1]。心腦血管疾病的預(yù)防已經(jīng)成為我國疾病預(yù)防控制的重點(diǎn)，而預(yù)防心腦血管疾病的重點(diǎn)在于對高血壓的預(yù)防，因此高血壓的預(yù)防則是預(yù)防心腦血管疾病的重中之重[2]。隨著人們生活水平的逐漸提高，膳食結(jié)構(gòu)發(fā)生了巨大變化，熱量的攝入遠(yuǎn)遠(yuǎn)高出人體所需，導(dǎo)致體內(nèi)脂肪堆積，對血管造成極大壓迫，致使血壓相應(yīng)增加；且隨著生活節(jié)奏加快，對味覺刺激的追求，鈉的攝入已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了人體所需，多余的鈉元素在體內(nèi)引起血容量增加，使得血壓增高[3-4]；此外，遺傳性高血壓的存在，致使高血壓患者正逐年增多，而大部分人患上高血壓之后無明顯感覺，只有在測量之后才會發(fā)現(xiàn)，這是高血壓的可怕之處，也是定期測量血壓的必要之處[5]。

血壓計(jì)是醫(yī)院或家庭采用間接測量方法觀察人體血壓的儀器，其測量方法主要有柯氏音法和示波法(或稱振蕩法)2種，對應(yīng)著不同類型的血壓計(jì)[6]?；诖耍狙芯酷槍Σ煌愋偷难獕河?jì)，探討分析不同原理血壓計(jì)的檢測方法。

1 血壓計(jì)分類

1.1 柯氏音法血壓計(jì)

采用柯氏音法測量血壓的血壓計(jì)有水銀血壓計(jì)、血壓表、發(fā)光二極管(light emitting diode，LED)光柱血壓計(jì)和采用聽診法原理的電子血壓計(jì)，其均通過聽取阻塞袖帶放氣過程中的柯氏音來間接地測量血壓。

1.1.1 水銀血壓計(jì)

根據(jù)流體靜力平衡原理，由連通器將貯汞瓶與示值管聯(lián)通，當(dāng)貯汞瓶內(nèi)水銀表面受壓時，示值管內(nèi)的水銀升高而指示出壓力值[7]。

1.1.2 血壓表

通過其彈性敏感元件在被測壓力作用下，產(chǎn)生彈性變形即位移，借助于連桿和齒輪傳動機(jī)構(gòu)傳動并予以放大，由固定于齒輪軸上的指針將被測壓力值在分度盤上指示出來，從而達(dá)到測量血壓的目的[7]。

1.1.3 LED光柱血壓計(jì)

LED光柱血壓計(jì)是一種新型血壓計(jì)，其利用壓力傳感器測量袖帶壓力，以光柱形式模擬水銀柱對實(shí)際壓力給予直觀顯示。

1.1.4 聽診法原理電子血壓計(jì)

主要指脈搏波血壓計(jì)，其基于聽診法原理對聲音信號進(jìn)行識別、提取和分析，結(jié)合實(shí)時的袖帶壓力數(shù)據(jù)讀取得到所測血壓。

1.2 示波法電子血壓計(jì)

目前，市場上及醫(yī)院里在用的大多數(shù)電子血壓計(jì)均是采用示波法進(jìn)行測量的示波法電子血壓計(jì)，其原理是通過探測來自袖帶或傳感器的震蕩波信號，實(shí)現(xiàn)動脈血壓的間接測量[8]。

2 血壓計(jì)檢定檢測

隨著時間推移和科技的進(jìn)步，血壓測量從有創(chuàng)測量發(fā)展為無創(chuàng)測量，測量儀器從水銀血壓計(jì)、血壓表發(fā)展到利用信號處理測量的電子血壓計(jì)，再隨著壓力傳感器的精確和普及，出現(xiàn)了光柱式血壓計(jì)[9]。血壓計(jì)向著越來越方便使用，且易于溯源的方向發(fā)展。

2.1 檢定檢測依據(jù)

檢定檢測依據(jù)包括：①水銀血壓計(jì)和血壓表使用國家計(jì)量檢定規(guī)程《血壓計(jì)和血壓表檢定規(guī)程》(JJG 270-2008)[7]中的檢定檢測；②電子血壓計(jì)(包含示波法和聽診法)使用國家計(jì)量檢定規(guī)程《無創(chuàng)自動測量血壓計(jì)檢定規(guī)程》(JJG 692-2010)[8]檢定檢測；③LED光柱血壓計(jì)目前暫無國家或地方檢定規(guī)程。

2.2 檢定檢測項(xiàng)目及方法

在血壓計(jì)的檢定檢測項(xiàng)目中，根據(jù)其自身不同特點(diǎn)有共通性也有一定的差異，每種血壓計(jì)均必須檢測氣密性和靜態(tài)壓力示值誤差，氣密性是血壓計(jì)正常工作的前提，靜態(tài)壓力的準(zhǔn)確性是血壓計(jì)最核心的計(jì)量特性。由于測量原理的不同，所測項(xiàng)目也有不同的設(shè)置，如電子血壓計(jì)首次檢定需包含靜態(tài)壓力測量范圍和氣壓系統(tǒng)氣密性等項(xiàng)目，聽診法電子血壓計(jì)還需檢測自動放氣閥放氣速率；而水銀血壓計(jì)和血壓表則需檢測其零位誤差和靈敏度，血壓表還應(yīng)檢測其指針偏轉(zhuǎn)平穩(wěn)性。已有檢定規(guī)程的血壓計(jì)檢定項(xiàng)目比較見表1。

就聽診法(柯氏音法)電子血壓計(jì)而言，測壓的準(zhǔn)確度主要由靜態(tài)壓力示值誤差決定，后續(xù)檢定中其最大允許誤差為±0.5 kPa(±4 mmHg)，而示波法電子血壓計(jì)卻無測量準(zhǔn)確度要求，僅有重復(fù)性的要求[≤0.7 kPa(5 mmHg)]，根據(jù)規(guī)程需重復(fù)測量5次，使用極差法得出重復(fù)性結(jié)果，其極差可達(dá)1.63 kPa(11.65 mmHg)。

3 血壓計(jì)檢測問題與解決措施

3.1 柯氏音法血壓計(jì)

3.1.1 水銀血壓計(jì)和血壓表

多年實(shí)踐表明，檢定人員已對水銀血壓計(jì)和血壓表的檢測及其過程中發(fā)現(xiàn)的故障有了成熟的應(yīng)對之法，可在保證袖帶和管路等的密封性之后，根據(jù)實(shí)際情況作下述處理：①水銀血壓計(jì)的水銀柱夾雜空氣柱以及加壓過程中水銀柱中出現(xiàn)冒泡現(xiàn)象，可先對水銀管進(jìn)行清理，再“清洗”水銀，祛除其中的灰塵雜質(zhì)，最后調(diào)整貯汞瓶中的水銀存量；②水銀血壓計(jì)零位誤差及示值誤差不合格，可通過調(diào)整貯汞瓶中的水銀存量進(jìn)行調(diào)整；③血壓表零位誤差和示值誤差不合格，若誤差穩(wěn)定，調(diào)整零位，若誤差逐步線性增大，可調(diào)整內(nèi)部彈性元件，若無法恢復(fù)則在有條件的情況下更換其彈性元件。通過上述操作，通常就可恢復(fù)水銀血壓計(jì)和血壓表的穩(wěn)定準(zhǔn)確計(jì)量性能。

表1 血壓計(jì)檢定檢測項(xiàng)目比較

3.1.2 LED光柱血壓計(jì)和聽診法電子血壓計(jì)

LED光柱血壓計(jì)由于現(xiàn)存量較小，尚無專用的國家計(jì)量檢定規(guī)程，其檢定檢測方法參照血壓計(jì)、血壓表的檢定規(guī)程，測量不準(zhǔn)確的主要問題在于其壓力傳感器的失準(zhǔn)，對其壓力傳感器進(jìn)行維修或更換即可。聽診法電子血壓計(jì)的故障原因主要是其測壓模塊或傳感器的故障導(dǎo)致，可對其進(jìn)行維修或更換。

3.2 示波法電子血壓計(jì)

3.2.1 檢測發(fā)現(xiàn)的問題

隨著示波法電子血壓計(jì)在家庭和醫(yī)院中日趨普及，患者及醫(yī)生越來越多地提出電子血壓計(jì)是否準(zhǔn)確的問題。在實(shí)際檢測中，示波法電子血壓計(jì)的重復(fù)性通常優(yōu)于規(guī)程規(guī)定，其靜態(tài)壓力的檢測結(jié)果極佳，但有時根據(jù)客戶要求參照《多參數(shù)監(jiān)護(hù)儀檢定規(guī)程》(JJG(蘇)85-2009)[10]對動態(tài)血壓示值誤差進(jìn)行檢測，發(fā)現(xiàn)其測量結(jié)果并不理想。動態(tài)壓力測量范圍及準(zhǔn)確度要求[10]見表2。

表2 動態(tài)壓力測量范圍及準(zhǔn)確度要求[kPa(mmHg)]

表2數(shù)據(jù)從計(jì)量專業(yè)角度而言，動態(tài)血壓是無法溯源的，電子血壓計(jì)的作用在于監(jiān)測個體血壓變化趨勢，在發(fā)現(xiàn)其升高幅度較大的情況下去醫(yī)療機(jī)構(gòu)尋求醫(yī)生幫助，用水銀血壓計(jì)對其真實(shí)的血壓進(jìn)行測量，以診斷是否為高血壓患者。但對大多數(shù)使用者而言，若未能保證測量值的準(zhǔn)確性，將無任何意義，更何況多數(shù)醫(yī)院也開始用電子血壓計(jì)代替水銀血壓計(jì)進(jìn)行診斷，這就為高血壓的實(shí)際確診造成影響。時常有使用者反映電子血壓計(jì)測量的血壓值波動較大，其結(jié)果給人一種不安定感，無法確定數(shù)值的準(zhǔn)確和偏差，只能多去醫(yī)院。此外，臂入式電子血壓計(jì)，由于其操作較為方便，也不需要進(jìn)行綁袖帶等動作，可節(jié)省大量時間，在醫(yī)院的預(yù)診和體檢中應(yīng)用較為廣泛，但醫(yī)生經(jīng)常反應(yīng)其測量結(jié)果與實(shí)際偏差較大[11]。居民家中常用的腕式血壓計(jì)的可靠性在其測量原理和實(shí)際使用中更是存在疑慮[12]。

3.2.2 問題原因及解決措施

(1)血壓測量結(jié)果波動較大。①原因分析：詢問電子血壓計(jì)“不準(zhǔn)”的使用者使用時間及當(dāng)時的身體狀態(tài)等，發(fā)現(xiàn)其血壓測量結(jié)果相差較大的原因是不同的身體狀態(tài)下測量血壓所引起的，人體血壓本就不是恒定不變的數(shù)據(jù)，測量結(jié)果自然會有較大偏差；②解決方案：加強(qiáng)血壓計(jì)正確使用知識宣傳，對測量時間，測量時坐姿等作廣泛宣傳，同時建議血壓計(jì)生產(chǎn)廠家對多種血壓狀態(tài)人群的血壓進(jìn)行24 h動態(tài)采集，即動態(tài)血壓監(jiān)測(ambulatory blood pressure monitoring，ABPM)[13]采集，利用大數(shù)據(jù)進(jìn)行建模，優(yōu)化測量算法，在血壓計(jì)上添加測量模式，如時間段和運(yùn)動前后等，針對特殊狀況進(jìn)行特殊數(shù)據(jù)處理，并給出對結(jié)果的分析和建議，如高血壓風(fēng)險(xiǎn)及正常狀況等。

(2)檢測結(jié)果偏差較大。①原因分析：通過現(xiàn)場試驗(yàn)，將電子血壓計(jì)與水銀血壓計(jì)對同一人的血壓進(jìn)行測量并比較其結(jié)果，結(jié)果顯示其測量結(jié)果較為接近，所以檢測結(jié)果偏差較大并非電子血壓計(jì)本身故障，經(jīng)與廠家溝通，確定是檢定儀中存儲的動態(tài)血壓信號與廠家的血壓模擬曲線不匹配，導(dǎo)致檢測結(jié)果不符合要求；②解決方案：在動態(tài)血壓檢定儀中調(diào)整曲線參數(shù)，如FLUKE的Prosim 8中在NIPB選項(xiàng)中改變相應(yīng)的曲線參數(shù)，或開發(fā)可模擬不同無創(chuàng)血壓測量模型的無創(chuàng)血壓模擬儀，根據(jù)不同的檢測對象選擇不同曲線，以達(dá)到更接近真實(shí)值的檢測結(jié)果，為醫(yī)生診斷提供數(shù)據(jù)支撐。

4 討論

目前，血壓測量活動正迅速走入社區(qū)和家庭，由于血壓計(jì)使用的便捷性以及環(huán)保方面的因素，逐漸從水銀血壓計(jì)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娮友獕河?jì)。我國已于2013年10月成為《水俁公約》[14]的首批簽約國之一?！端畟R公約》是一部全面對汞進(jìn)行規(guī)制的國際公約，于2017年8月生效，要求締約國自2020年起，禁止生產(chǎn)及進(jìn)出口含汞產(chǎn)品[15]。環(huán)保部等14部委公告未來我國將采取6大減汞措施，其中包括自2026年1月1日起，禁止生產(chǎn)含汞體溫計(jì)和含汞血壓計(jì)[16]。在此背景下，水銀血壓計(jì)將逐步退出，電子血壓計(jì)和LED光柱血壓計(jì)等將有更廣闊的發(fā)展空間，其準(zhǔn)確性也更受關(guān)注。

示波法原理的電子血壓計(jì)廠家應(yīng)在不侵犯用戶隱私的前提下廣泛收集用戶數(shù)據(jù)，利用大數(shù)據(jù)分析完善其測量模型，使其測量結(jié)果與真實(shí)數(shù)據(jù)更加吻合；檢測機(jī)構(gòu)應(yīng)響應(yīng)，研究更可靠的動態(tài)血壓示值誤差測量方法，利用適應(yīng)多種電子血壓計(jì)、血壓監(jiān)護(hù)儀測量曲線的檢定儀開展工作；LED光柱血壓計(jì)等聽診法原理的新型血壓計(jì)在逐步推廣的同時，其檢定方法及標(biāo)準(zhǔn)也應(yīng)盡快出臺。只有各生產(chǎn)廠家和計(jì)量技術(shù)機(jī)構(gòu)通力合作，各種血壓計(jì)的檢定方法科學(xué)、合理和便捷，才能更好地為使用者提供技術(shù)支持，讓使用者放心使用，準(zhǔn)確診斷，為民眾健康保駕護(hù)航[17]。

5 結(jié)論

血壓計(jì)作為人們生活中不可缺少的健康監(jiān)測儀器愈來愈受到關(guān)注與重視，其準(zhǔn)確性和環(huán)保特性與人們的身體健康息息相關(guān)，為保障其計(jì)量準(zhǔn)確并減少水銀對環(huán)境的污染，利用大數(shù)據(jù)建立更貼合實(shí)際的血壓模擬曲線，使標(biāo)準(zhǔn)器提供的壓力波更接近真實(shí)的人體血壓，或用LED光柱血壓計(jì)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的水銀血壓計(jì)進(jìn)行血壓測量是行之有效的方案，也是血壓計(jì)相關(guān)醫(yī)療健康產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢。