霍旭陽

吉林醫(yī)藥學(xué)院 醫(yī)學(xué)儀器教研室，吉林吉林 132013

電子血壓計可靠性的討論與展望

霍旭陽

吉林醫(yī)藥學(xué)院 醫(yī)學(xué)儀器教研室，吉林吉林 132013

本文主要綜述近年來關(guān)于柯式音法汞柱血壓計和示波法電子血壓計的對比研究，分析各研究所用方法與結(jié)果，論證電子血壓計的測量可靠性并提出關(guān)于電子血壓計發(fā)展趨勢的思考。

電子血壓計；示波法；柯氏音法

血壓是一項重要的生理參數(shù)，血壓值處于正常范圍內(nèi)是人體保持健康狀態(tài)的必要條件，血壓值也常被用作高血壓等疾病的重要診斷依據(jù)。因此，準(zhǔn)確、可靠地檢測受試者個體的血壓值，對于正確評價該受試者個體的生理、病理狀態(tài)，具有重要價值。

當(dāng)前，無創(chuàng)檢測血壓的方法有人工柯式音聽診法、示波法、電子柯氏音法、動脈張力測量法、動脈容積鉗制法、脈搏波速度法、超聲測壓法、脈搏波特征參數(shù)法等[1-2]。2005年，美國心臟學(xué)會的聲明認(rèn)可了柯氏音聽診法與汞柱式血壓計在無創(chuàng)血壓測量中的金標(biāo)準(zhǔn)地位[2]，而當(dāng)前的電子血壓計多采用示波法（測振法）無創(chuàng)檢測血壓。其他幾種無創(chuàng)血壓檢測方法盡管已經(jīng)被提出多年，并且開展了大量的相關(guān)研究，但是由于其準(zhǔn)確性和可靠性問題而沒有被廣泛使用。

由于人工柯式音聽診法多采用汞柱式壓力計，而汞具有揮發(fā)性和毒性，如果汞泄漏容易造成污染。很多國家已經(jīng)禁止使用汞柱式壓力計，而2013年1月在聯(lián)合國框架下達(dá)成的《水俁汞防治公約》規(guī)定：2020年全面禁止含汞血壓計等產(chǎn)品的生產(chǎn)和貿(mào)易[3]。因而，汞柱式血壓計必將被取代[3]，電子血壓計是一個較好的選擇。然而，人們對電子血壓計檢測血壓的準(zhǔn)確性問題一直存在疑問，也開展了很多相關(guān)的研究。本文綜述近年來關(guān)于電子血壓計可靠性的研究，并針對電子血壓計的發(fā)展趨勢展開討論。

1 電子血壓計可靠性研究現(xiàn)狀

近年來，眾多醫(yī)務(wù)工作者和科研工作者針對示波法電子血壓計與人工柯氏音法汞柱式血壓計的檢測結(jié)果展開對比，用以研究電子血壓計的準(zhǔn)確性與可靠性。在眾多研究文獻(xiàn)中，部分文獻(xiàn)的研究結(jié)果說明電子血壓計的測量結(jié)果是準(zhǔn)確可靠的，而部分文獻(xiàn)的研究結(jié)果則說明電子血壓計檢測結(jié)果與汞柱式血壓計的檢查結(jié)果存在差異。

李小玲等[4]針對1500名非高血壓患者開展研究，并采用u檢驗處理測量結(jié)果，認(rèn)為汞柱式血壓計與電子血壓計測量得到的收縮壓和舒張壓無統(tǒng)計學(xué)差異。提素芳等[5]對比了130位住院患者的汞柱式血壓計與電子血壓計的測量結(jié)果，通過t檢驗統(tǒng)計分析，認(rèn)為兩種方法測量到的收縮壓無統(tǒng)計學(xué)差異，而舒張壓有統(tǒng)計學(xué)差異。其他部分研究也認(rèn)為臂式電子血壓計與汞柱式血壓計測量到的血壓值無統(tǒng)計學(xué)差異，電子血壓計可用于在臨床中替代汞柱式血壓計[6-22]。

韋白楊等[23]使用電子血壓計和汞柱式血壓計測量了255位受試者的血壓，使用配對t檢驗進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)分析，結(jié)果兩種血壓計測量得到的收縮壓和舒張壓都有統(tǒng)計學(xué)差異，因此認(rèn)為電子血壓計不能取代汞柱式血壓計。從文獻(xiàn)提供的收縮壓Bland-Altman圖可直觀地看出電子血壓計的測量結(jié)果大都高于汞柱式血壓計的測量結(jié)果，最大差值超過30 mmHg，作者認(rèn)為這種差別在臨床上是不可以接受的。朱潔明[24]使用歐姆龍BP-203RⅧ C型電子血壓計和普通汞柱式血壓計測量了1043位體檢人員的血壓，使用配對t檢驗進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)處理，結(jié)果兩種血壓計測量得到的收縮壓和舒張壓都有統(tǒng)計學(xué)差異，電子血壓計測得的收縮壓值比汞柱式血壓計測得值平均高15 mmHg，電子血壓計測量值的假陽性率高達(dá)50.3%，作者認(rèn)為電子血壓計不適合用于心血管疾病的診斷或治療監(jiān)測。其他部分研究也表明電子血壓計的測量結(jié)果的準(zhǔn)確性較差，與汞柱式血壓計的測量結(jié)果有統(tǒng)計學(xué)差異[25-32]。Aarnes等[33-34]和Hatz等[35]開展的動物實驗研究則認(rèn)為有創(chuàng)血壓與示波法血壓測量結(jié)果之間存在較大誤差。

2 電子血壓計可靠性的討論

柯氏音聽診法的測量原理是：當(dāng)袖帶內(nèi)壓力在收縮壓與舒張壓之間時，動脈部分受阻，血流流過時形成湍流，使血管振動并產(chǎn)生聲音，即為柯氏音；而當(dāng)袖帶內(nèi)壓力高于收縮壓而使動脈被完全壓閉或者袖帶內(nèi)壓力低于舒張壓而使動脈完全不受阻力時，則不產(chǎn)生聲音。當(dāng)袖帶內(nèi)壓力緩慢下降時，聽到的第一個聲音和最后一個聲音所對應(yīng)的壓力即為收縮壓和舒張壓[36]。

示波法的測量原理是：當(dāng)袖帶內(nèi)壓力緩慢下降，動脈血管從完全壓閉到部分打開再到完全打開的過程中，袖帶內(nèi)壓力的波動會出現(xiàn)波動幅度逐漸增加再逐漸降低的變化趨勢，通過分析波動幅度的變化計算出收縮壓和舒張壓[37]。血壓計算方法一般分為兩種：突變點法和幅度系數(shù)法，其中突變點法認(rèn)為收縮壓和舒張壓處波動幅度會出現(xiàn)較大的變化，但是工程實踐中突變點并不明顯；幅度系數(shù)法認(rèn)為波動幅度最大處為平均壓，在波動幅度從小到大再逐漸變小的過程中，波動幅度分別達(dá)到最大波動幅度的某一固定比例處的壓力即為收縮壓和舒張壓，但是不同受試者的幅度比例系數(shù)并不相同，一般通過大樣本調(diào)查后選擇某一固定比例。

柯氏音法的誤差來源多為操作者主觀因素，包括：操作者的聽力、反應(yīng)快慢、動作協(xié)調(diào)程度等[37-39]，一般通過科學(xué)的培訓(xùn)，操作人員可以使用柯式音法準(zhǔn)確測量血壓。示波法的測量誤差則主要來自于血壓計算原理。示波法一般采用幅度系數(shù)法計算血壓，向海燕等[40]的動物實驗研究表明，不同個體的收縮壓和舒張壓所對應(yīng)的幅度比例系數(shù)具有較大的離散性，認(rèn)為使用同一個固定的比例系數(shù)估計所有動物的血壓，會帶來較大的誤差。因而，示波法電子血壓計采用固定比例系數(shù)計算血壓時，對于部分受試者可以得到較為準(zhǔn)確的測量結(jié)果，對于部分受試者存在較大的測量誤差[37-41]。

針對傳統(tǒng)固定比例系數(shù)法存在的問題，Lee等[42]采用貝葉斯模型估計和計算血壓，采用該方法得到的血壓計算結(jié)果相比傳統(tǒng)方法有一定改善，但是仍然存在較大的測量誤差。Forouzanfar等[43]綜述了近年來示波法血壓計算方法的研究進(jìn)展，包括：基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、基于各種模型、基于脈搏波形態(tài)、基于脈搏波傳遞時間等多種血壓計算方法，認(rèn)為這些新的血壓計算方法都有各自的優(yōu)缺點，對此仍需更多的研究，以期能夠使用示波法準(zhǔn)確測量血壓。

在上述關(guān)于電子血壓計可靠性的臨床實驗研究中，大多數(shù)研究都采用了t檢驗或配對t檢驗作為統(tǒng)計分析的方法。t檢驗是一種用來比較兩組樣本總體均數(shù)的差異是否顯著的一種統(tǒng)計分析方法，它只適用于評價總體均數(shù)。而患者測量血壓的最主要目的是得到該患者這一獨立個體的真實血壓值，進(jìn)而評價該患者的生理病理狀態(tài)。所以，使用t檢驗這種總體均數(shù)評價方法，來研究電子血壓計對個體血壓測量結(jié)果的準(zhǔn)確性問題是不合適的。

在上述臨床實驗研究中，部分研究給出了電子血壓計與汞柱式血壓計測量誤差的原始數(shù)據(jù)。在劉麗芳等[13]的研究中，收縮壓誤差超過10 mmHg的占17%，超過15 mmHg的占10%。在吳兆清[22]的研究中，收縮壓或者舒張壓的測量誤差超過10 mmHg的比例占48%。兩者都超過10 mmHg的比例占13%。在趙瑩[25]的研究中給出了兩種方法測量得到的收縮壓和舒張壓的對比散點圖，從中可以看出，雖然兩種方法的測量結(jié)果具有較大的相關(guān)性，但同時也具有較大的離散性。在馬玉俠等[27]的研究中，收縮壓測量誤差大于10 mmHg的比例為36%，舒張壓測量誤差大于10 mmHg的比例為31%。在韋白楊等[23]、朱潔明[24]的研究中也觀察到了較大比例的個體測量誤差。從這些研究提供的原始數(shù)據(jù)中可以看出，使用電子血壓計測量血壓時，有較大比例的個體的血壓測量誤差超過10 mmHg，收縮壓的測量誤差甚至高達(dá)30 mmHg和61 mmHg。

評價電子血壓計精度的BHS標(biāo)準(zhǔn)將血壓計分為4級，A級最高、D級最低。只要電子血壓計與汞柱式血壓計測量結(jié)果誤差小于5、10、15 mmHg的比例分別大于60%、85%和95%，那么該電子血壓計就可以被評價為A級。但是，部分研究人員認(rèn)為這種評價標(biāo)準(zhǔn)太寬松[43]，有研究顯示即使很小的血壓測量誤差，也可能會對健康產(chǎn)生較大的影響[44-47]。因此，即使示波法電子血壓計與汞柱血壓計測量結(jié)果無統(tǒng)計學(xué)差異，或?qū)τ诓糠直粶y者結(jié)果完全一致時，仍不能判定示波法電子血壓計的測量結(jié)果是準(zhǔn)確可靠的。

3 電子血壓計發(fā)展趨勢的幾點思考

動物實驗證實了示波法電子血壓計的測量原理存在固有的局限性，臨床實踐觀察到電子血壓計對部分受試個體具有較大測量誤差，而根據(jù)《水俁公約》，汞柱式血壓計將在2020年被禁止使用，因而有必要研究更加準(zhǔn)確可靠的無創(chuàng)血壓電子檢測方法。

3.1 使用柱狀顯示電子壓力計替代汞柱式壓力計

人工柯式音法仍然被認(rèn)為是無創(chuàng)血壓測量的金標(biāo)準(zhǔn)，但由于采用人工柯氏音法的汞柱式血壓計一旦發(fā)生泄漏會引起環(huán)境污染，因此可以考慮使用基于LED或LCD柱式電子顯示屏的電子壓力計代替汞柱式壓力計，只要保證電子壓力計的靜壓測量精度，就可以在保持人工柯式音法金標(biāo)準(zhǔn)地位和測量習(xí)慣的同時，較好的解決環(huán)保問題[48]。

3.2 提高電子柯氏音法的抗干擾能力

電子柯氏音法使用電子元件與電路代替人工聽診，理論上可以濾除操作人員的聽力、反應(yīng)速度等主觀因素引入的誤差。但在早期的工程實踐中，多采用模擬電路和簡單的邏輯電路判別柯氏音，無法有效濾除各種噪音與干擾的影響，測量結(jié)果的穩(wěn)定性較差。近年來，研究人員從傳感器設(shè)計[49]、噪聲濾除算法[50]、柯氏音識別算法與示波法相結(jié)合[50-52]等多個角度開展研究，期望研究出具有較強(qiáng)抗干擾能力、較高測量穩(wěn)定性與準(zhǔn)確度的全自動電子柯氏音血壓計。

3.3 標(biāo)定受試個體的示波法測量誤差

研究表明，示波法電子血壓計具有較高的可重復(fù)性[6,31]，這意味著在一段時間內(nèi)，特定電子血壓計對特定測量對象的測量誤差較為固定。因此，醫(yī)務(wù)人員可預(yù)先測定該誤差，在自測過程中將電子血壓計的測量結(jié)果減去測量誤差，可得到更為準(zhǔn)確的結(jié)果[24]。

3.4 采用雙袖帶示波法

雙袖帶示波法采用一大一小兩個袖帶，其中大的袖帶在近心端，用于阻斷動脈血管，而小的袖帶用于感應(yīng)遠(yuǎn)心端的動脈波動[39]。但是，這種方法需要分別控制兩個袖帶的充放氣和壓力，袖帶結(jié)構(gòu)和控制電路比較復(fù)雜。根據(jù)白廣芹等[12]的研究，對于雙袖帶示波法，仍有44%的受試者的測量誤差超過5 mmHg，其中10%的受試者測量誤差超過10 mmHg。

4 結(jié)論

示波法電子血壓計的測量原理存在固有局限性，測量結(jié)果具有較大的個體差異，血壓計算方法有待進(jìn)一步研究?？率揭舴ㄈ匀皇菬o創(chuàng)血壓測量的金標(biāo)準(zhǔn)，因此，臨床推廣采用柯氏音法的柱狀電子血壓計、深入研究新型干擾濾除方法和柯氏音識別算法、提升電子柯氏音法全自動血壓計的抗干擾能力和測量穩(wěn)定性是電子血壓計未來的發(fā)展趨勢[53]。

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Discussion and Prospect on the Reliability of Electronic Sphygmomanometers

HUO Xu-yang
Teaching and Research Section of Medical Instrument, Jilin Medical University, Jilin Jilin 132013, China

The paper reviewed comparative studies of the Korotkoff sound mercury sphygmomanometer and oscillometric electronic sphygmomanometer in recent years, and then analyzed the research methods and results. It also made an argumentation of the reliability of measurement with electronic sphygmomanometer, and put forward thinking about the development trend of electronic sphygmomanometers.

electric sphygmomanometers; oscillometric method; Korotkoff sound method

R318.04

A

10.3969/j.issn.1674-1633.2016.08.020

1674-1633(2016)08-0071-04

2015-07-26

2015-08-16

作者郵箱：38114295@qq.com