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示波法测血压原理血压呀，对咱们的健康可重要啦。
那怎么知道血压是多少呢？这就有个超酷的方法叫示波法测血压。
咱们先来说说血压是个啥。
血压呢，就像是血液在血管里流动的时候对血管壁产生的压力。
就好比水管里的水对水管壁有压力一样。
那这个压力有高有低，太高或者太低都可能让咱们身体不舒服呢。
那示波法是怎么去测这个血压的呢？想象一下，有个小仪器，就像一个小小的魔法盒子。
这个魔法盒子会给咱们的胳膊上的血管发送一种很轻柔的压力波，就像在轻轻拍打着血管。
这个压力波进去之后啊，就会和血管里本来就有的压力相互作用。
当这个魔法盒子发送的压力波和血管里的压力达到一种特殊的平衡的时候，就会出现很有趣的现象。
这时候呢，仪器就能检测到一种特殊的信号，就像两个人在对话，说到了一个大家都觉得很和谐的点。
这个信号就像是血管在悄悄告诉仪器：“我这里面的压力大概是多少多少啦。
”这种测量方法呀，特别聪明。
它不像那种老式的测量方法，只是单纯地用个小气囊去挤压血管，然后听声音来判断血压。
示波法呢，是利用这种压力波之间的相互作用，能更精确地找到血压的值。
而且哦，这个方法很方便呢。
咱们去医院或者在家自己测量的时候，只要把那个袖带往胳膊上一套，按下按钮，就像启动了一个小魔法。
然后仪器就开始它的工作啦，在那里悄悄地和咱们的血管“交流”。
它的原理其实也和咱们身体的一些小特点有关系。
咱们的血管是有弹性的，就像小皮筋一样。
当外部的压力波进去的时候，血管会根据自己内部的压力情况做出不同的反应。
如果血管里的压力比较高，那它对这个外部压力波的反应就和压力低的时候不一样。
仪器就是抓住了这个小秘密，然后把血压的值给算出来。
你看，示波法测血压就像是一场小小的魔法表演。
这个小仪器就像一个聪明的小精灵，钻进咱们的血管世界里，和血管一起玩耍，最后把血压这个小秘密给咱们带出来。
它让测量血压不再是一件很麻烦、很神秘的事情，而是变得简单又有趣。
这样咱们就能更好地关注自己的健康啦，知道自己的血压是正常的，就可以继续开开心心地生活；要是血压有点小问题呢，也能及时发现，然后去找医生帮忙，就像给身体的小毛病来个小小的修理。
描述测量血压的原理
测量血压的原理主要基于听诊法和示波法。
1.听诊法：
（1）充气：将血压计袖带缠绕在手臂上，然后向袖带内充气。
（2）触压动脉：当袖带内的气体压力大于血管内压力时，压迫血管，阻止血流通过。
（3）听诊：逐渐放气，使袖带内的气体压力降低。
当袖带内压力等于或略低于收缩压时，血液在血管内奔流形成漩涡，听诊器可听到波动的声音。
此时血压计显示的压力值就是收缩压。
继续放气以逐渐降低袖带中的压力。
这时，心脏每收缩一次，就能听到一种声音。
当袖带压低于心肌舒张压时，血流通畅，心跳声会突然减弱或消失。
此时血压计显示的压力值就是舒张压。
2.示波法：
（1）充气：与听诊法相同，将血压计袖带缠绕在手臂上，然后向袖带内充气。
（2）测量脉搏波：将压力传感器放置在袖带下，测量脉搏波的振幅和频率。
（3）计算血压：根据脉搏波的振幅和频率，计算出血压值。
以上是测量血压的基本原理，但具体的测量方法和步骤可能因不同的血压计和测量方法而有所不同。
提高示波法血压计测量准确性的思考T o Improve the Accuracy of Oscillometric Blood Pressure Measurement of Thinking张高雷(咸阳市计量测试所,陕西咸阳712000)摘 要:本文介绍了目前专家关于示波法血压计测量准确性方面的几个不同观点,并经过分析给出了提高示波法血压计测量准确性方法。
关键词:示波法;血压计;测量;准确度 血压是反映人心血管系统状态的生理参数。
血压不正常会引起心血管疾病,准确检测血压在临床中十分重要。
随着电子技术的发展、示波法电子血压计的应用越来越多,目前,对示波法血压计测量准确性、专家有以下三种观点;一、现阶段医院使用的示波法电子血压计几乎全部不准确,示波法电子血压计原理不过关。
二、示波法电子血压计测量出的血压值是推断值而并非准确值,只能用做参考,不能作为诊断依据。
三、柯氏声法的原理是医生用听诊器听血压管内血压流动的声音,示波法的原理是通过测量血液流动时对血管臂产生的震荡。
虽然测量原理不同,但测量结果从理论上讲是一样的。
示波法克服了使用水银柱血压计测量,引起的听力不同产生的误差和白大褂现象产生的高血压症,有些还采用了模糊理论,通过对多数人的数据进行分析,将人群的血压分成几百种类型,不仅测量震动幅度还要测量波形,示波法被认为是无创伤血压测量的最好方法1这种测量方法在国外很多国家得到了普遍使用,并有一定的临床实验基础1学术界对示波法测量血压的看法有很大的分歧,仁者见仁、智者见智。
为什么会产生上述几种不同的观点,笔者认为主要有三个方面原因:(1)国家没有统一标准,各生产企业对示波法电子血压计技术参数设置不同。
为了说明问题,我们简要说明一下示波法电子血压计的工作原理,首先把袖带捆在手臂上,自动对袖带充气,到一定压力(一般为180-230mmHg)时开始放气,当气压下降到一定程度时,血流就能通过血管,且有一定的震荡波,电子血压计检测到所测袖带内的压力及波动。
示波法血压计原理静息电理论（resting electrical theory）是血压测量的基础，它是指血液中的电荷会通过血管壁的抗压作用向外磁场形成心室的流出活动造成的。
波形血压仪通过测量血液管腔壁的抗拒力级可以按要求连续波形显示静息电活动，从而精确测量心脏排出能量时血液对血管壁施加的压力。
一、测量原理1. 波形变化：在血液流过血管壁时，会产生一个按要求连续的静息电活动，形成血压的变化；2. 测量参数：波形血压计可以测量精确的血压数据，包括收缩期血压（SBP），舒张期血压（DBP），最低血压（LBP）以及心搏率（PR）；3. 准确性：波形血压计使用精确的传感技术，能够快速可靠地检测出患者的血压情况，从而获得更准确的测量结果；4. 快速性：波形血压计数据传输速度快，能够根据血液流量快速准确地检测出血压，可以在极短的时间内获得准确测量结果；二、测量步骤1. 正常体位：患者在平静状态下定位好，保持正常的体位（最佳体位为仰卧）；2. 置放传感器：把传感器置放在患者处，将传感器与患者的皮肤紧密贴合在一起；3. 挤压球状：将专用的挤压球状物放置在患者手腕上，贴合血液管腔，用足够的力度挤压放置物，使其能够检测出血液分布状况；4. 测量开始：将传感器与挤压球状物置放好后，开始血压测量，每个血压测量需要几百次检测结果才能获得正确的血压；5. 数据传输：将测量结果传输到波形血压仪的显示屏上，按照精确的结果显示出患者的血压参数；三、优势1. 波形血压计采用最新的传感技术，配合护理人员的技术和专业，可以获得更准确的血压诊断，避免检测失误；2. 加速诊断流程：采用波形血压计可以减少诊断时间，迅速获取血压参数；3. 目测效果：可以直观的看到心跳的波形，方便对血压进行更加准确的评估；4. 非侵入式：不会对患者产生太多影响，更安全，而且没有任何副作用；5. 简化操作流程：带有操作步骤的指示图标，可以让护理人员和患者都能方便操作，让过程变得更加便捷。
听诊法和示波法血压计原理
听诊法和示波法是测量血压的两种常用方法。
听诊法是通过听诊到动脉血流的声音来判断血压，需要使用听诊器和袖带。
在测量时，袖带被绑在被测者的上臂上，然后通过手动泵气使得袖带内的气压逐渐升高，直到压迫动脉血流，使其停止。
然后，逐渐减少袖带内的气压，同时用听诊器听到动脉血流的声音，这时候读数器记录下的气压就是收缩压和舒张压。
示波法是通过放置传感器在被测者的上臂上来测量血压。
传感器会感知到血液通过血管时的震动信号，并将信号转换为电信号，再通过放大后的电信号来计算出血压。
示波法可以自动完成血压的测量，且测量的结果准确度较高，但需要使用比较复杂的仪器。
无论是听诊法还是示波法，都需要注意袖带的大小和位置，以及测量前的准备工作，如避免吸烟、饮酒、饮咖啡等刺激性物质，保持身体放松等。
同时，在使用血压计时，也要注意仪器的使用方法和维护，以确保测量结果的准确性和可靠性。
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示波法血压计原理示波血压计，也称为示波法血压计或振荡血压计，是一种用于测量血压的仪器，它采用了振荡法原理。
下面将详细介绍示波血压计的原理。
示波血压计是利用振荡波形的特性来测量血压的。
血压是指在全身循环系统中血液对血管壁施加的压力。
正常情况下，血液在心脏收缩时，压力会增加，这被称为收缩压；而在心脏舒张时，压力会下降，这被称为舒张压。
通过测量这两个压力值，可以评估一个人的血压水平。
示波血压计的工作原理可以分为四个步骤：充气、检测振荡、放气和计算血压。
首先，充气阶段。
当袖带被充气时，血管被压缩，血流被阻断。
充气作用会持续到收缩压的水平，此时不再继续充气。
接下来是检测振荡阶段。
随着袖带的放气，血压开始上升，到一定压力时，动脉壁开始震动。
这种震动通过袖带到达传感器，传感器将信号转换为电信号并放大。
这个电信号的幅度和频率与血压的振荡有关，同时还带有一些常数振荡。
传感器会将这个信号发送给示波血压计的主控制单元。
第三个阶段是放气阶段。
在此阶段，袖带的空气被逐渐放出，而血流通过静脉和动脉恢复正常。
放气过程中，示波血压计会持续检测传感器输出的电信号，直到识别到噪声电平。
一旦检测到噪声电平，说明动脉壁的震动已经停止。
此时，示波血压计将停止放气。
最后一个阶段是计算血压。
示波血压计的主控制单元会根据传感器输出的电信号，并结合袖带充气和放气的参数，计算出收缩压和舒张压。
这些计算结果会在屏幕上显示出来，以供医生和患者参考。
总的来说，示波血压计利用袖带的充气和放气过程中血液引起的振荡来测量血压。
这种测量方法准确可靠，可以为医生提供血压水平的评估，帮助他们进行诊断与治疗。
同时，示波血压计也操作简单，适用于各种血压测量场景。
示波法测血压原理示波法是一种常用的测量血压的方法，它通过观察血压脉搏波形的变化来判断患者的血压情况。
示波法测血压原理主要是利用血液流动时所产生的脉搏波形信号，通过特定的仪器设备将这些信号转化为可视化的波形图，从而准确地测量出患者的血压数值。
在进行示波法测血压时，首先需要将被测者的手臂绑上袖带，然后通过充气和放气的方式来控制血流的压力，使得被测者的动脉血流在一定范围内产生脉搏波形信号。
这些信号会被传送到测量仪器上，并经过处理后显示在屏幕上。
通过观察这些波形信号的振幅、频率和形态等特征，就可以判断出患者的舒张压、收缩压和脉压等血压指标。
在实际操作中，示波法测血压原理主要依靠两种技术来实现，一种是光电传感技术，另一种是压力传感技术。
光电传感技术是利用光电传感器来感知血流的脉搏波形信号，然后将这些信号转化为电信号，再经过放大、滤波和数字化处理后显示在屏幕上。
而压力传感技术则是利用压力传感器直接感知被测者的动脉血流压力，并将这些压力信号转化为波形图显示出来。
通过示波法测血压原理，我们可以清晰地观察到患者的脉搏波形信号，从而准确地测量出患者的血压数值。
这种方法不仅简单易行，而且测量结果准确可靠，因此在临床医疗中得到了广泛的应用。
总的来说，示波法测血压原理是通过观察血液流动时所产生的脉搏波形信号来判断患者的血压情况。
它主要依靠光电传感技术和压力传感技术来实现，通过对脉搏波形信号的观察和分析，可以准确地测量出患者的血压数值。
这种方法简单易行，测量结果可靠，因此在临床医疗中具有重要的应用价值。
生物医学工程学杂志J Biomed Eng 1999∶16(1)∶42～45 示波法血压测量的实现与讨论甄 斌 周永进 王素品(西安交通大学生物医学工程系,西安 710049) 内容摘要 分析了示波法中传感器、滤波器和血压算法对血压测量的影响,并给出其设计原则和较好的参数配置。
将结果应用于便携式血压HO L T ER 中,得到满意的效果。
关键词 示波法 血压Blood Pressure Examination using Oscillometric MethodZhen Bin Zhou Yongjin Wang Supin(De p ar tment of B iomedical Eng ineer ing ,X i 'an J iaotong Univ er sity ,X i 'an 710049) Abstract T he effect o f pr essur e sensor ,filter and blood pressur e algo rithm upon o scillometr ic method is discussed in t his paper.T he desig n pr inciple a nd par ameter s config uration used in po rt able blo od pr essur e HOL T ER are pr esented.Key words O scillo metric m ethod Bloo d pr essure1 引 言血压是反映心脏泵血功能、血管阻力、血液粘滞性和全身血容量等生理参数的重要指标,在临床和医疗保健工作中是十分重要的。
血压测量常采用间接方法[1],本文着重研究示波法[2～6],通过对传感器、滤波和血压算法的讨论,分析影响血压测量的因素,并确定了示波法测量动脉血压的系统参数。
2 示波法原理示波法需要用袖带阻断动脉血流,在放气过程中检测袖带内的气体压力振荡波。
压力振荡波起源于血管壁的搏动,如图1所示。
当袖带内静压大于收缩压时,动脉关闭,袖带内因近端脉搏的冲击而出现细小的振荡波;当静压小于收缩压时,波幅增大,静压等于平均动脉压时,动脉管壁处于去负荷状态,波幅达到最大;静压小于平均动脉压时波幅逐渐减小;静压小于舒张压以后,动脉管壁在舒张期已充分扩张,管壁刚性增加,而波幅维持较小的水平。
放气过程中连续记录的振荡波中的脉动成分呈现近似抛物线的包络,示波法的关键在于找到充放气脉动压力波的包络及其与动脉血压之间的关系。
图1 示波法原理图Fig 1 Principle of oscillometric method3 血压测量与讨论示波法血压测量主要包括压力传感器、滤波和血压算法三个部分。
由气泵向袖带内充气,到达一定压力值后慢速放气。
在放气过程中,压力传感器将袖带内压力信号转换为电信号,电信号通过滤波器得到抛物线包络的脉动压力波,最后由血压算法计算收缩压、舒张压和平均血压。
3.1 压力传感器对压力传感器的要求主要是线性度和方差。
线性度高使得压力-电信号转换公式简单,节约软硬件设计。
方差小则滤波后脉动压力信号噪声较小。
理想情况下没有脉搏时,脉动压力波输出为零。
压力-电信号转换原理如图2所示,电阻、电容式压力传感器和非门构成RC 振荡电路,压力变化导致输出振荡频率的改变,由计数器通过压力转换公式即可得到袖带内静压。
压力传感器为差动式电容传感器,具有高灵敏度和低非线性。
压力-频率校正曲线如图3所示,具有良好的线性度和较小的方差,横坐标为40Hz 采样的计数值,相关系数在0.99以上。
图2 压力-电信号转换电路Fig 2 Pressure sensor oscillator circuit3.2 带通滤波器滤波起到滤除低频充放气曲线和高频噪声,得到脉动压力波的作用。
Chebychev 滤波器频率选择性较好,但在同样参数要求下,其传递函数极点分布于椭圆上,较分布于圆周上的Butterw o rth 滤波器传递函数极点更接近单位圆,因此稳定性较差,滤波器输出容易溢出。
Butterw orth 滤波器则稳定性较好[7]。
另外,Cheby chev 滤滤器的脉冲响应时间较长,且有振荡现象,不利于时域包络的提取。
阶数与通带频率的问题较为复杂。
阶数的变化将改变滤波器通带、阻带的带宽、增益和相位等特性。
此外,由于计算舍入误差的原因,阶数高将影响滤波器的稳定性。
通带频率的选择既要能够滤除噪声,又要能够容忍正常和异常的生理信号及其个体差异。
图3 压力-频率校正曲线Fig 3 Pressure calibration curve 在大量实验的基础上,选用二阶Butter-w or th 滤波器,通常频率为0.6～6.4Hz 时,滤波器性能和稳定性都较好,而且能够涵盖正常和异常情况下的血压信号及其个体差异。
图4和图5分别是Butterw orth 滤波器和Cheby-chev 滤波器输出的脉动压力波,Chebychev 滤波器输出的时域包络不明显,无法计算血压,Butterw orth 滤波器则能够得到较清晰的抛物线状包络。
3.3 血压算法拟合法根据滤波器输出的袖带内脉动压力波,通过多项式拟合建立图1中脉动压力波包络的数学模型,计算峰值点m 及峰值左右两个43第1期 甄 斌等。
示波法血压测量的实现与讨论 图4 Chebychev 滤波器输出的脉动压力波 图5 Butterworth 滤波器输出的脉动压力波 Fig 4 Pulse wave as output of Chebychev filter Fig 5 Pulse wave as output of Butterworth filter拐点s 和d 的位置,与之相应的静压Pm 、Ps 和Pd 就是平均压、收缩压和舒张压。
在开始放气和结束放气阶段,滤波后的脉动压力波为细小的振荡波。
由于放气速度的不均匀和压力传感器的非线性,其包络波形常常较不规则,使得拟合曲线受起点和终点的影响很大,导致不同拟合曲线包络的极值点和拐点位置差异较大(图略)。
因此,拟合法存在数据起点和终点选择的困难,易受噪声干扰影响,对生理参数的普遍适应性较差。
此外,还存在计算量大和所需内存较多的问题。
大量临床实验表明,图1中脉动压力波包络的最大值幅度Am 与拐点幅度As 、Ad 之间有比例关系[2,6]:As/Am =Cl A d/A m=C2其中:C1、C2为常数。
因此,只要知道滤波后压力脉动波脉幅Ai 及相应的静压Pi,由上式即可计算收缩压和舒张压,这就是比例法测动脉血压的基本原理。
为使Am 测量准确,避免伪脉冲,取脉动压力波符合条件的连续三个最大脉冲的均值作为Am 。
并在检测过程中作条件判断[2,8],排除测量过程中的异常情况。
实践证明该算法是可行的,具有较强的抗干扰能力和不同生理参数的适应性。
4 结 论由以上讨论可知:压力传感器应尽量选择线性度好、离散性小和灵敏度高的传感器和压力-电信号转换电路;滤波器的设计在滤除充放气曲线和干扰的前提下,还需要考虑生理参数数的个体差异和输出的稳定性;示波法中拟合法计算量大,所需内存多,且拟合起点和终点选择困难。
比例法具有较强的抗干扰能力,能适应不同的生理参数。
将以上结论应用于作者研制的便携式血压HOLTER 中[8],取得了较好的效果。
除了上面讨论的因素,血压测量还受到如压力与组织的耦合和血压值位置的判断等因素的影响,需要作进一步的理论研究。
参 考 文 献1 齐颁扬.医学仪器(上).北京:高等教育出版社,19902 S wear ingen JD,W as ton RC.M eth ods of an d Apparatu sfor the m easurement of blood p res sr,Un ited StatePatent,42639183 Bor ow KM ,Newb urger J W.Noninvasive estimation ofcentral aor tic pessu re u sing th e os cillometric method for analys ing systemic artery puls atile b lood flow :com para-44生物医学工程学杂志 第16卷tive study of indir ect sys tolic,dias tolic and mean brach ial artery pres sure with sim ulation direct as cending aortic press ure meas urem ents.Am Heart J,1982;1034 Yamakoshi K,S himazu H,S hibata M e t al.New os cillo-metric m ethod for indirect meas uremen t of s ystolic and m ean arterial press urein h uman finger.M ed&Biol Eng&C om put,1982;20∶3075 王鹏巨,杨原茂,田孝文等.用示波法实现动脉血压的自动检测.医疗器械,1987;12(2)∶796 陈龙虎,张增坤,卢广文等.一种指套式数字血压计的研制.中国医疗器械杂志,1992;16(4)∶2117 邹理和.数字信号处理(上).国防工业出版社,19858 甄 斌,孙咏梅,巩欣洲等.便携式血压HOLT ER系统的研制.中国医疗器械杂志,1996;20(6)∶333(收稿:1997-01-23 修回:1997-11-21)(上接第41页;Continued f rom P ag e41)参 考 文 献1 曹起龙.临床脑电生理检测进展及其在脑血管疾病中的应用.国外医学脑血管疾病分册,1994;2(1)∶32 季晓林.脑血管疾病的诱发电位研究.国外医学脑血管疾病分册,1994;2(1)∶243 T hakor V,Xin rong G.Orthonorm al(Walsh an d Fourier) models of evoked poten tials in neur ological in jury.IEEE T rans Bom ed Eng,1993;40∶2134 T hakor NV et al.M ultiresolution w avelet analysis of e-voked poten tials.IEE T ran s On BM E,1993;40∶1085 5 T hakor V,Xinrong G.Nonlinear ch ang es in b rain's re-spon se in the event of injury as detected b y adaptive coher-en ce estimation of evoked poten tials.IEEE T rans Biomed En g1995;42∶426 Vaibhava Goeal,Th akor NV.Domin ant frequency analysis of EEG reveals brain's res ponse durin g injur y and recov-er y.IEEE T rans Biomed Eng,1996;43∶10837 徐京华.人脑电图的复杂性.物理,1995;24(2)8 Kolmogorov AN.T hree approaches to the quan titative defin ition of infor mation ramtion T ran s-mis sion,1968;1(1)∶19 Kasper F,Schuster HG.Easily calculable m easure for th e complexity of s patiotem poral patterns.Phys ical Reivew A, 1987;36(2)∶84210 Lem pel A,Ziv J.On th e com plex ity of finites equences.IEEE Trans on Infom ation Th eory,1976;22(1)∶7511 吴祥宝等.生物物理学报,1991;7(1)∶10312 Xu JH,Wu XB.Science in China,Ser ies B,1994;37∶145513 徐京华,童勤业,刘 仁.大脑皮层信息传输和精神分裂症.生物物理学报,1996;12(1)∶10314 Zh ang J iwu,Zheng Congxun et al.T he Study of nonin-vasive early detecting the focal cerebral is chemia.IEEE Trans on Biomedical E ng(已投出)(收稿:1997-03-27)45第1期 甄 斌等。
