技術文章
- 2011-04-08 19:15:03
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西安云儀表專業生產精密血壓計,精密血壓計用來校準玻璃管血壓計
電子血壓計(包括單獨的電子血壓計和組合在其他設備中的血壓測量部件)已經成為醫院廣泛使用的常見設備。對于電子血壓計的性能評價問題,不僅關系到用戶(醫療單位和個人)如何選擇電子血壓計,而且關系到政府藥品監督、技術監督部門對廠商和市場的監督管理,還關系到行業技術標準制定以及廠商自身的質量管理。有兩種不全面的評價方法。一種是只考核電子血壓計對氣壓測量的準確性,這常見于某些制造廠商和技術部門。另一種是隨便找幾個人(有時甚至是幾個血壓正常的人)作為抽樣人群,用電子血壓計測量一下這些人的血壓,考核它與人工聽診的結果是否符合。這常見于醫院和個人用戶。
第一種方法的片面在于它把電子血壓計簡單化為普通的壓力計了。實際上血壓計不僅僅要能夠測量袖帶內的氣壓,更重要的(也是更困難的)是要根據袖帶內氣壓的變化判斷被測者的血壓。第二種方法的缺點正是本文要討論的主題。
為了敘述方便,先對以下術語加以定義:
靜壓:測量血壓時充放氣而產生的袖帶內壓力與大氣壓之差。
脈動壓:動脈血管搏動產生的壓力變化,它作為交流成分疊加在緩慢升高或降低的靜壓上。
柯氏音:動脈不完全受阻時血液噴射形成的渦流或湍流使血管振動傳出的聲音稱之為柯氏音。
柯氏音法:一種利用柯氏音測量血壓的方法。先增加靜壓直至動脈完全受阻(測不到柯氏音)。然后逐步降壓,測到的第一次柯氏音所對應的靜壓為收縮壓。隨著進一步降壓,動脈血管呈完全阻閉-漸開-全開的變化過程,柯氏音的相應變化分為五相直至消失。消失之前測到的最后一次柯氏音所對應的靜壓為舒張壓。柯氏音法既可以用人工來實現,也可以用電子血壓計來實現。
聽診法:用人工實現的柯氏音法。
振蕩法:一種測量血壓的方法。在增加或減少靜壓的過程中,提取、放大脈動壓并描繪其包絡線,然后對包絡線的幾何形態加以分析,包絡線最高點所對應的靜壓為平均壓。由平均壓通過比值法或拐點法估算收縮壓和舒張壓。振蕩法不便于人工實現,一般用電子血壓計實現。2 聽診法的誤差來源
柯氏音法的原理是正確的,但是兩個醫生對同一病人在短時間內聽診結果可能有10mmHg以上的差異。這不是因為醫生技術水平不高,而是因為用人工實現柯氏音法本身存在著一些困難。聽診法的誤差主要來源于以下三個方面:
第一,采樣率低。聽診法測血壓的過程是一個間斷捕捉信息的過程。每聽到一次柯氏音看一下水銀柱(靜壓),可以說是一次采樣。采樣率近似等于被測者的心率,大約每秒1次。對于操作者來說,這是一個手、耳、眼并用的復雜協同動作。一般人也確實只能實現這個采樣率。讓我們來估算聽診血壓時水銀柱下降的速率。雖然按照某些教材的要求應該是2~3mmHg/s,在實際操作中很難做到,即使真的這樣做了也會使得病人很難受。在醫院可以看到,通常測量血壓在半分鐘內都可以完成。其中要扣除10秒左右是停止放氣的時間,因此可以認為水銀柱從200mmHg下降到零,耗時20秒左右,如此則水銀柱下降的速率是10mmHg/s左右。根據采樣定理,每秒1次的采樣率只能用來監視那種在2秒或更長時間內無明顯變化的信號。根據工程上的習慣做法,采樣率應不小于信號變化頻率的4倍才能得到比較可靠的結果。不難理解,當水銀柱以10mmHg/s的速率下降的時侯,每秒只采樣1次很可能造成±10mmHg的誤差。
第二,分辨率低。在醫院留意一下便可以發現,聽診血壓報的讀數多半是5的倍數,有的甚至是10的倍數,較少出現如153,184,91,76之類的數字。這是因為水銀柱血壓計的刻度只在5的倍數處標出數字,而且刻度線在5的倍數處也比較長,容易看清楚。在水銀柱下降運動的過程中,肉眼也很難判定其某一瞬間的精確位置。借用用工程術語,這叫做分辨率低。
第三,難以擺脫主觀因素的影響。聽診者的的個體差異是非常大的,他的聽力和視力好壞、反應快慢、動作協調程度都會對聽診結果產生影響。心理作用也有一定影響。有人做過這樣的試驗:拿電子血壓計與醫生聽診作比較。如果先用電子血壓計測量并報出讀數,然后由醫生聽診,二者的吻合程度要高于先由醫生聽診,然后用電子血壓計測量。因為先報出的讀數對聽診的醫生起到暗示作用,誘導醫生在先報出的讀數附近特別仔細的聽。而按照相反的順序做,先報出的讀數對電子血壓計不起作用。3 電子血壓計測量誤差的來源
電子血壓計測量誤差主要來源于以下幾個方面:
第一,對靜壓測量的誤差
水銀柱血壓計本身就是一臺結構簡單可靠、比較準確的差壓氣壓表。而電子血壓計一般需要從壓力傳感器開始,經過多個環節的信號轉換和處理才能獲得靜壓,這就可能引進誤差。選擇合適的器件和電路就可以減小這種誤差到需要的程度。
第二,對測量過程的控制
對于振蕩法的血壓計而言,由于包絡線是由一系列脈動壓的峰值構成的,當靜壓變化過快時,血壓計能獲得的脈動壓峰值的個數可能不足以準確的畫出包絡線。對于柯氏音法的血壓計而言,靜壓變化過快也會導致每一次柯氏音對應的靜壓變化范圍過大而造成誤差。
靜壓變化過慢也會引起病人的生理反應,導致包絡線變形或柯氏音異常。
對測量過程的智能化控制可以避免這種誤差。
第三,對柯氏音法的血壓計而言,環境雜音的干擾可能帶來誤差。適當的聲屏蔽和濾波手段可以減小這種誤差。
第四,對于振蕩法的血壓計而言,經驗參數帶來的誤差。
對包絡線的分析方法有所謂比值法、拐點法等。最常用的是比值法(拐點法在實用中難以實現)。比值法中起到關鍵作用的2個“比值”是經驗參數,建立在統計的基礎上。比值的確定不僅受到儀器本身總的傳遞函數的影響,而且與被測者的生理參數也有關系。在硬件設計過關的情況下,這可能是造成振蕩法測量誤差的最主要原因。有的研究者提出了針對特殊病人設置個性化測量參數的必要性,雖然這增加了操作的復雜程度,但確實是提高電子血壓計準確性的有效辦法。
以上我們沒有考慮心律失常、體位不當、病人情緒變化、袖帶綁得不合適、病人配合不好等不利因素所帶來的誤差,因為這些不利因素對于聽診法和電子血壓計都是存在的。
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