臂式電子血壓計(jì)與多參數(shù)監(jiān)護(hù)儀測量血壓差異性研究

袁夏冰，吳雪娟，金燕，王曉禹

（蘇州市立醫(yī)院醫(yī)工部，江蘇 蘇州 215001）

血壓是重要的生理參數(shù)，是人體健康狀況的指標(biāo)[1-2]。人體的許多生理狀況，如心臟的泵血功能、主動(dòng)脈及大動(dòng)脈的彈性等均反映在血壓指標(biāo)中，被認(rèn)為與心血管系統(tǒng)有關(guān)[3-5]。血壓值為臨床上診斷疾病、患者治療及康復(fù)過程的監(jiān)控以及預(yù)后判斷提供了重要的依據(jù)。因此，血壓的測量在臨床中具有重要意義。目前，國內(nèi)對于各類血壓計(jì)及監(jiān)護(hù)儀均無明確、統(tǒng)一的使用規(guī)定及要求[6]，導(dǎo)致臨床使用過程中對于血壓測量儀器的選擇存在比較明顯的差異。血壓計(jì)使用的普及，臨床及日常使用的準(zhǔn)確性、可靠性成為目前亟待解決的問題。本研究使用Fluke生命體征模擬器代替真實(shí)患者，模擬5種不同情況下患者的血壓值（收縮壓/舒張壓），使用臂式電子血壓計(jì)和多參數(shù)監(jiān)護(hù)儀兩種常規(guī)血壓測量儀進(jìn)行測量。隨后，從準(zhǔn)確度和可重復(fù)性兩方面分析儀器測量的差異性，旨在解答治療過程中醫(yī)務(wù)人員和患者的疑慮和分歧，并預(yù)見性的指導(dǎo)臨床觀察和治療，現(xiàn)報(bào)道如下。

1 材料與方法

1.1 主要儀器 Fluke生命體征模擬器Prosim8（福祿克電子儀器儀表公司）、臂式電子血壓計(jì)（歐姆龍公司HBP-1300）、多參數(shù)監(jiān)護(hù)儀（邁瑞公司PM9000）

1.1.1 Fluke 生命體征模擬器 由于患者實(shí)際測量情況受多種外界因素干擾，因此，使用美國Fluke生命體征模擬器（圖1）來代替真實(shí)的患者。該套裝置包括多參數(shù)患者模擬器（心電、呼吸一體機(jī)）、血氧飽和度模擬器和無創(chuàng)血壓模擬器等[7]。無創(chuàng)血壓模擬器根據(jù)內(nèi)部程序設(shè)置給出不同的血壓值和相應(yīng)的模擬人體血壓波動(dòng)的震蕩波，可作為無創(chuàng)血壓測量范圍、重復(fù)性及準(zhǔn)確度等參數(shù)質(zhì)量檢測的有效手段[8]。

圖1 Fluke生命體征模擬器示意圖Figure 1 Schematic diagram of fluke vital signs simulator

1.1.2 臂式電子血壓計(jì) 臂式電子血壓計(jì)（圖2）的構(gòu)造主要由數(shù)字壓力顯示裝置、袖帶及連接管路構(gòu)成。主體包括CPU控制電路、LCD顯示器、按鍵（記憶、設(shè)定、電源等）和電池部分，通過一個(gè)膠管與袖帶相連，控制袖帶的充氣、放氣過程。其原理如圖3所示。因其小體積和便攜等特點(diǎn)，在普通家庭中使用廣泛。

圖2 臂式電子血壓計(jì)結(jié)構(gòu)示意圖Figure 2 Structural diagram of arm electronic sphygmomanometer

圖3 臂式電子血壓計(jì)原理示意圖Figure 3 Schematic diagram of arm electronic sphygmomanometer

臂式電子血壓計(jì)原理基本上采用示波法。一般按加壓方式，可分為全自動(dòng)加壓和半自動(dòng)加壓。原理是將袖帶綁于上臂耾動(dòng)脈位置，按下開始鍵后，對袖帶加壓充氣的過程。當(dāng)袖帶的壓力達(dá)到高于收縮壓約30 mmHg時(shí)，手臂血管中的血流被阻斷，血壓計(jì)開始啟動(dòng)自動(dòng)放氣過程。袖帶內(nèi)壓力下降時(shí)，手臂血管中就會有血流通過，且壓力傳感器可感知血流中產(chǎn)生的脈搏波信號。隨后，袖帶壓力減弱，震蕩脈搏會加強(qiáng)直至最大值。再降低袖帶內(nèi)壓力，振動(dòng)也會隨之減弱，臂式電子血壓計(jì)通過測量得到壓力曲線，并通過一定的算法，得到最終的血壓值[9]。

1.1.3 多參數(shù)監(jiān)護(hù)儀的結(jié)構(gòu)和原理 多參數(shù)監(jiān)護(hù)儀（圖4）一般是由包含各種傳感器的物理模塊和內(nèi)置數(shù)字處理系統(tǒng)（計(jì)算機(jī)系統(tǒng)）構(gòu)成。監(jiān)護(hù)儀的硬件構(gòu)成一般包括測量服務(wù)器（包括生理感受器、信號放大器、數(shù)據(jù)模擬處理模塊和數(shù)據(jù)輸出接口等）、數(shù)據(jù)記錄模塊和報(bào)警系統(tǒng)。隨著醫(yī)療技術(shù)的進(jìn)步，醫(yī)療設(shè)備呈現(xiàn)精密化和多樣化等特點(diǎn)，為臨床提供大量的診斷信息和輔助治療手段，尤其在重癥急救科室[10-11]。其中，多參數(shù)監(jiān)護(hù)儀作為可控制患者生理參數(shù)、監(jiān)察患者用藥情況及評估術(shù)前術(shù)后病情變化的精密醫(yī)療儀器，成為臨床應(yīng)用中不可或缺的儀器[10]。

圖4 多參數(shù)監(jiān)護(hù)儀結(jié)構(gòu)示意圖Figure 4 Structural diagram of multi-parameter monitor

監(jiān)護(hù)儀的工作原理（圖5）一般是通過傳感器感應(yīng)各種生理變化，將采集到的生理信號通過傳感器轉(zhuǎn)換成電信號，然后通過放大器把信號強(qiáng)化再經(jīng)過濾波器去除噪聲信號，將處理過的電信號送入A/D轉(zhuǎn)換電路得到數(shù)字信號。將數(shù)字信號送入CPU中，這時(shí)數(shù)據(jù)分析軟件就會對數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算、分析和編輯，同時(shí)CPU 根據(jù)所得信號的情況，控制袖帶充氣和放氣的過程，最后在顯示屏中的各個(gè)功能模塊顯示出來，也可根據(jù)需要通過打印模塊打印出來。當(dāng)檢測出的數(shù)值超出預(yù)先設(shè)定的指標(biāo)時(shí)，監(jiān)護(hù)儀就會激發(fā)報(bào)警系統(tǒng)，發(fā)出報(bào)警信號，提醒醫(yī)護(hù)人員及時(shí)對患者進(jìn)行救治。

圖5 多參數(shù)監(jiān)護(hù)儀原理示意圖Figure 5 Schematic diagram of multi-parameter monitor

醫(yī)用多參數(shù)監(jiān)護(hù)儀根據(jù)振蕩法（也稱示波法）原理進(jìn)行無創(chuàng)血壓測量[12]，其過程為每次測量時(shí)微處理器控制電機(jī)帶動(dòng)氣泵充氣，通過袖帶的導(dǎo)氣管將氣壓傳導(dǎo)至壓力傳感器，在靜壓變化的過程中，提取、放大動(dòng)脈搏動(dòng)所引起的袖帶內(nèi)氣壓波動(dòng)信號并描繪其包絡(luò)線，然后分析包絡(luò)線的幾何形態(tài)，包絡(luò)線最高點(diǎn)所對應(yīng)的靜壓為平均壓。由平均壓通過比值法或拐點(diǎn)法估算收縮壓和舒張壓[13]。

1.2 兩類儀器對比測試方法

1.2.1 基于準(zhǔn)確度的對比測試 分別模擬出60/30、80/50、120/80、150/100、200/150共5種情況，再使用從醫(yī)院隨機(jī)選擇周期計(jì)量合格的臂式電子血壓計(jì)與多參數(shù)監(jiān)護(hù)儀分別進(jìn)行測量，并記錄數(shù)據(jù)。

1.2.2 基于可重復(fù)性的對比測試 與準(zhǔn)確度的對比測試方法一致。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS 19.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，計(jì)量資料以“”表示，兩組間比較采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，以P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 數(shù)據(jù)測量統(tǒng)計(jì)結(jié)果 本研究選取5 組血壓標(biāo)準(zhǔn)值，其中前兩組為低血壓范圍內(nèi)的血壓值，第3組血壓值為正常血壓范圍內(nèi)，后兩組血壓標(biāo)準(zhǔn)值則為高血壓范圍內(nèi)，結(jié)果見表1。

表1 血壓測量數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果Table 1 Statistical results of blood pressure measurement data

2.2 基于準(zhǔn)確度統(tǒng)計(jì)結(jié)果

2.2.1 血壓測量誤差的均值和極值統(tǒng)計(jì)結(jié)果 根據(jù)AAMI/BHS 無創(chuàng)血壓測量標(biāo)準(zhǔn)以及JJF 1217—2009多參數(shù)監(jiān)護(hù)儀校準(zhǔn)規(guī)范[14]的要求，無創(chuàng)血壓檢測儀器的測量誤差在±5 mmHg以內(nèi)為合格產(chǎn)品，符合此標(biāo)準(zhǔn)的無創(chuàng)血壓檢測儀器就可在臨床上使用。此次試驗(yàn)所使用的兩臺儀器均符合標(biāo)準(zhǔn)要求，見表2。

表2 血壓測量誤差的均值及極值統(tǒng)計(jì)結(jié)果（mmHg）Table 2 Statistical Results of Mean and Extreme Values of Errors in the Blood Pressure Measurement（mmHg）

2.2.2 血壓測量誤差的均值和極值t檢驗(yàn)結(jié)果 臂式電子血壓計(jì)與多參數(shù)監(jiān)護(hù)儀收縮壓比較（Sig＞0.05），兩個(gè)樣本方差是齊性的，且臂式電子血壓計(jì)與多參數(shù)監(jiān)護(hù)儀所測量的收縮壓數(shù)值比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，具有較高的一致性。臂式電子血壓計(jì)與多參數(shù)監(jiān)護(hù)儀舒張壓比較（Sig＞0.05），兩個(gè)樣本方差也是齊性的，且臂式電子血壓計(jì)與多參數(shù)監(jiān)護(hù)儀所測量的舒張壓數(shù)值比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，也具有較高的一致性。臂式電子血壓計(jì)與多參數(shù)監(jiān)護(hù)儀測量血壓值的準(zhǔn)確度相差不大，且兩種血壓測量儀器的誤差均在合格標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)，準(zhǔn)確度較高，見表3。

表3 收縮壓及舒張壓t檢驗(yàn)結(jié)果（n=30，）Table 3 T-test results of systolic and diastolic blood pressure(n=30，)

表3 收縮壓及舒張壓t檢驗(yàn)結(jié)果（n=30，）Table 3 T-test results of systolic and diastolic blood pressure(n=30，)

差值收縮壓差值舒張壓差值臂式電子血壓計(jì)2.2±1.919 1.37±1.245多參數(shù)監(jiān)護(hù)儀1.4±1.694 1.83±1.487 Sig 0.772 0.479 P值＞0.05＞0.05

2.3 基于重復(fù)性統(tǒng)計(jì)結(jié)果 隨著測量次數(shù)的增加，臂式電子血壓計(jì)的測量平均誤差明顯呈單調(diào)上升趨勢，且上升幅度較大；而多參數(shù)監(jiān)護(hù)儀的測量平均誤差也有所上升，但不是一直呈單調(diào)上升趨勢，有升有降，且多參數(shù)監(jiān)護(hù)儀上升的幅度低于臂式電子血壓計(jì)，見圖6。多參數(shù)監(jiān)護(hù)儀在可重復(fù)性方面優(yōu)于臂式電子血壓計(jì)。

圖6 重復(fù)性統(tǒng)計(jì)結(jié)果示意圖Figure 6 Schematic diagram of repeatability statistical results

3 討論

作為本研究的5 組血壓標(biāo)準(zhǔn)值中，前兩組為低血壓范圍內(nèi)的血壓值，第3 組血壓值在正常血壓范圍內(nèi)，后兩組血壓標(biāo)準(zhǔn)值則在高血壓范圍內(nèi)，涵蓋了較常見的血壓值范圍，表明數(shù)據(jù)具有參考價(jià)值。血壓測量誤差的均值和極值統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，臂式電子血壓計(jì)與多參數(shù)監(jiān)護(hù)儀測量誤差在±5 mmHg 以內(nèi)，符合無創(chuàng)血壓檢測儀器的使用標(biāo)準(zhǔn)。此外，血壓檢測類儀器的使用率較高，即血壓檢測類儀器大多需要被長時(shí)間、高頻率的使用，因此，要求血壓檢測儀器在多次重復(fù)測量后依然保持較高的準(zhǔn)確性，而不會因?yàn)槎啻芜B續(xù)使用導(dǎo)致準(zhǔn)確性下降，即血壓測量儀器要求具有較高的可重復(fù)性。根據(jù)數(shù)據(jù)顯示，測量低血壓時(shí)，臂式電子血壓計(jì)的平均測量誤差明顯大于多參數(shù)監(jiān)護(hù)儀。而多參數(shù)監(jiān)護(hù)儀則在個(gè)別次測量中會出現(xiàn)較大誤差。且在重復(fù)測量時(shí)，隨著測量次數(shù)的增加，臂式電子血壓計(jì)的測量誤差明顯增大，即表明其準(zhǔn)確度明顯下降，而多參數(shù)監(jiān)護(hù)儀無明顯變化。以上結(jié)果表明多參數(shù)監(jiān)護(hù)儀作為臨床使用的精密儀器相對日?？墒褂玫谋凼诫娮友獕河?jì)準(zhǔn)確度較高。

通過統(tǒng)計(jì)學(xué)分析方法，在兩個(gè)樣本方差齊性前提下，臂式電子血壓計(jì)在測量較低的血壓值時(shí)誤差明顯偏大，并且在多次重復(fù)使用后準(zhǔn)確度下降，因此，多參數(shù)監(jiān)護(hù)儀在可重復(fù)性方面優(yōu)于臂式電子血壓計(jì)。

綜上所述，電子血壓計(jì)具有操作簡單，顯示清晰，無需聽診器，血壓、心率可同時(shí)測量，且外觀輕巧，攜帶方便等優(yōu)點(diǎn)，適合一般家庭日常使用或者在外出旅行時(shí)攜帶使用。監(jiān)護(hù)儀測量血壓準(zhǔn)確度較高并且具有多次測量的穩(wěn)定性，更適合在臨床上對患者的生命體征進(jìn)行長期監(jiān)控。本研究結(jié)果可為日常及臨床針對患者血壓測量方法的選取提供參考依據(jù)。