馮齊斌 秦亭亭 徐煦 張振彥 / 上海市計量測試技術(shù)研究院

0 引言

電子血壓計是一種在袖帶的充放氣過程中由使用者手動或血壓計自動加壓來完成，且以數(shù)字形式顯示出收縮壓和舒張壓的無創(chuàng)自動測量血壓計。電子血壓計主要用壓力傳感器接收袖帶內(nèi)人體動脈血壓信號，通過微電腦對信號進行判斷、測量、控制、顯示處理后，最后由顯示裝置顯示出人體的收縮壓和舒張壓及脈搏數(shù)。

電子血壓計的分類：

從測量原理上可分為聽診法和示波法；從加壓充氣方法上可分為手動泵（手球）充、放氣的半自動電子血壓計和電動泵（馬達）充、放氣的全自動電子血壓計；

從降壓和升壓測量血壓方法可分為用降壓方法測量血壓的電子血壓計和用升壓方法測量血壓的電子血壓計；

從測量血壓部位可分為手臂式和手腕式。

示波法測量原理：是對袖帶內(nèi)充入壓力，直到動脈血液流動被阻斷，然后緩慢地減小袖帶內(nèi)壓力的測量血壓方法。

聽診法測量原理：借助聽取超過阻塞動脈并在阻塞動脈壓力慢慢釋放過程中的聲音（稱為柯氏音）的技術(shù)進行測量血壓的方法。

以聽診法原理制成的電子血壓計，雖然實現(xiàn)了自動測量血壓，但安裝在袖帶內(nèi)的拾音器易受外界噪聲干擾，對測量環(huán)境的要求較高。目前市場上主流的電子血壓計采用的是示波法測量原理。電子血壓計具有攜帶方便、操作簡單、顯示直觀的特點，已經(jīng)成為醫(yī)院和家庭測量血壓的主要工具。

1 電子血壓計靜態(tài)壓力示值誤差的檢定

為保證電子血壓計的計量準確性，目前各級計量技術(shù)機構(gòu)均按照JJG 692-2010《無創(chuàng)自動測量血壓計》檢定規(guī)程對各類電子血壓計進行檢定。依據(jù)JJG 692-2010規(guī)程要求，靜態(tài)壓力示值誤差是電子血壓計的主要檢定項目之一。進行該項目的檢定時，需要將電子血壓計調(diào)至靜態(tài)壓力檢測模式。雖然規(guī)程中要求生產(chǎn)廠家在說明書中給出靜態(tài)壓力檢測的相關信息，但很多說明書往往還是信息不全或缺少。由于各個生產(chǎn)廠家進入靜態(tài)壓力檢測模式不同，甚至同一廠家不同型號的電子血壓計也有不同，導致缺乏可操作性。這一復雜情況給計量技術(shù)機構(gòu)的檢定人員帶來了一定的困擾。

對電子血壓計靜態(tài)壓力示值誤差的檢定，實際上是對安裝在內(nèi)部的壓力傳感器的示值進行測量。在電子血壓計內(nèi)部，通常壓力傳感器與快速放氣閥、自動放氣閥連接，對于全自動電子血壓計，管路中還連接了電動泵。所以，主要任務是要解決兩個問題，一是要進入靜態(tài)壓力檢測模式，這主要針對全自動電子血壓計，使電動泵停止加壓動作。二是要切斷壓力傳感器與快速放氣閥和自動放氣閥的通路。之后才能將壓力標準器與壓力傳感器進行連接，再對其示值進行測量。在通常情況下，對電子血壓計靜態(tài)壓力示值誤差的檢定，采用降壓檢定方法，但對采用升壓方法測量血壓的電子血壓計，可采用升壓檢定方法。

1.1 靜態(tài)壓力檢測模式的進入

目前市場上大多數(shù)電子血壓計進入靜態(tài)壓力檢測模式的方法，即不同廠家不同型號的血壓計其按鍵方法會有所不同。一般生產(chǎn)廠家都會在產(chǎn)品使用說明書中給出靜態(tài)壓力測試的相關信息，計量檢定人員可查閱相關的說明。常見的進入方法有以下幾種：

方法一：單按鍵模式

某些型號的電子血壓計，不連接袖帶的情況下按“開始”鍵，電子血壓計自動加壓，當檢測到加壓失敗后會自動卸壓，同時屏幕上顯示一個或兩個“0”，即表明已進入靜態(tài)壓力檢測模式。

方法二：組合鍵模式

某些型號的電子血壓計，在刪除所儲存的全部測量數(shù)據(jù)后，連續(xù)兩次按下“記憶/調(diào)出”鍵，每次大約按3 s。再次連續(xù)三次按下“記憶/調(diào)出”鍵，調(diào)出靜態(tài)壓力檢測模式。

方法三：按鍵加插拔電池模式

某些型號的電子血壓計，按住“記憶/讀出”鍵不放開，同時安裝電池，等待大約3 s，聽到“咔”的聲音，松開“記憶/讀出”鍵，屏幕顯示“0”及日期和時間，此時系統(tǒng)指向零位，表示已進入靜態(tài)壓力檢測模式。

方法四：特殊類型

某些型號的電子血壓計，需要在電子血壓計電池盒中指定位置插入廠家定制的靜態(tài)模式開啟鑰匙，再接通電源，按“開始”鍵，幾秒鐘后屏幕上顯示一個或兩個“0”，即表明已進入靜態(tài)壓力檢測模式。

1.2 電子血壓計與壓力標準器的管路連接

對靜態(tài)壓力示值誤差的檢定，需要連接壓力標準器與壓力傳感器。在全自動電子血壓計內(nèi)部，壓力傳感器一般與快速放氣閥、自動放氣閥、電動泵相連，圖2展示了一種典型的內(nèi)部連接結(jié)構(gòu)。

圖2 全自動電子血壓計內(nèi)部三通連接結(jié)構(gòu)

測量方法可分為以下幾種：

第一種方法：目前，市場上有些型號的電子血壓計，在進入靜態(tài)壓力檢測模式后，會自動切斷壓力傳感器與放氣閥、電動泵等設備的連接。這時只需用自帶的袖帶接頭，即可完成壓力標準器與壓力傳感器的連接。

第二種方法：采用生產(chǎn)廠家相應型號電子血壓計的“專用接頭”。此類接頭結(jié)構(gòu)上一般是一頭封閉，中間處開有小孔。當專用接頭插入袖帶接頭插孔內(nèi)時，封閉的一頭可以切斷壓力傳感器與放氣閥及電動泵的通路，中間的小孔使壓力標準器與壓力傳感器保持連通，從而實現(xiàn)壓力傳感器的示值測量。

第三種方法：將電子血壓計的外殼打開，找到壓力傳感器，理順內(nèi)部三通連接結(jié)構(gòu)，將壓力源的連接管直接與壓力傳感器相連接。

根據(jù)電子血壓計內(nèi)部結(jié)構(gòu)的不同，還可利用醫(yī)用止血鉗把氣路切斷，將壓力標準器的連接管與自帶的袖帶接頭連接，通入電子血壓計的袖帶接頭插孔內(nèi)，進行靜態(tài)壓力示值誤差的檢定工作。這種方法需要一定的操作經(jīng)驗，要熟悉電子血壓計的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，計量檢定人員平時要多積累這方面的知識和技能。

第四種方法：此種方法針對腕式電子血壓計。由于腕式電子血壓計外殼上沒有外接壓力源的接口，為此，必須把腕帶拆下來。

打開腕式電子血壓計電池蓋后，先用螺絲刀將電池盒內(nèi)的螺絲取出后即可拆除腕帶。還有一種結(jié)構(gòu)的腕式電子血壓計，電池盒內(nèi)無固定螺絲，需要用一字小螺絲刀把塑料卡向下壓一下，即可拆下腕帶。在腕式電子血壓計的背面有兩個帶凹槽的小孔，其中一個小孔是電動泵壓力的輸出口，另一個大一點的孔為壓力傳感器的壓力輸入口，連接后即可進行示值誤差的檢定。

1.3 壓力標準器的選擇

根據(jù)檢定規(guī)程中的要求，對電子血壓計靜態(tài)壓力示值誤差進行檢定時，標準壓力計壓力范圍至少應滿足：0～40 kPa（0～300 mmHg），壓力示值最大允許誤差：±0.1 kPa（±0.75 mmHg）。一般選用滿足以上要求的準確度等級為0.05級及以上的數(shù)字壓力計作為標準器。

2 靜態(tài)壓力示值誤差測量的不確定度評定

2.1 標準壓力計

數(shù)字壓力計，測量范圍：0～100 kPa，準確度等級：0.02級。

2.2 被測對象

電子血壓計，測量范圍：0～40 kPa，最大允許誤差：±0.4 kPa。

2.3 測量方法

用三通和連接管分別連接標準壓力計、電子血壓計及壓力發(fā)生器組成檢定系統(tǒng)。將電子血壓計調(diào)至靜態(tài)測量模式，由標準壓力計對整個檢定系統(tǒng)加壓至測量上限，進行兩次預壓試驗。在規(guī)定的靜態(tài)壓力范圍內(nèi)測量點不得少于5點，基本均勻分布在全量程上。由標準壓力計對電子血壓計逐點從高到低降壓（對于降壓測量模式的電子血壓計）或從低到高增壓（對于升壓測量模式的電子血壓計）進行壓力測量。待壓力穩(wěn)定后，以標準壓力計示值為準，讀取電子血壓計的示值。兩示值之差即為電子血壓計的靜態(tài)壓力示值誤差。

2.4 測量模型

Δp=p被-p標

式中：p被—— 電子血壓計的示值；

p標—— 標準壓力計的示值

2.5 標準不確定度的評定

2.5.1 輸入量p被的標準不確定度u(p被)的評定

2.5.1.1 對電子血壓計的重復測量引起的標準不確定度u(p1)

輸入量u(p1)的標準不確定度的來源主要是電子血壓計的測量重復性?？梢酝ㄟ^連續(xù)測量得到測量列，采用A類評定方法進行評定。對一臺0～40 kPa，最大允許誤差為±0.4 kPa的血壓計在40 kPa點作了10次重復性測量，所得數(shù)據(jù)如下：40.0、40.0、40.0、40.0、40.0、39.9、40.0、40.0、39.9、40.0。

其平均值為

用貝塞爾公式算得實驗標準偏差s為

則可得到標準不確定度

2.5.1.2 電子血壓計分辨力的不確定度u(p2)

對于數(shù)字顯示式測量儀器，如其分辨力為δx，則由此帶來的標準不確定度為u(x) = 0.29δx。

該電子血壓計的最小分辨力為0.1 kPa，所以：

u(p2) = 0.29δx= 0.29×0.1 = 0.029 kPa

2.5.1.3 標準不確定度u(p被)

因為u(p1)大于u(p2)，取u(p1)，則可得到標準不確定度：

u(p被) = 0.030 kPa。

2.5.2 輸入量的標準不確定度u(p標)的評定

標準不確定度u(p標)主要來源于標準壓力計壓力值的不確定度，可根據(jù)檢定證書給出的壓力值的最大允許示值誤差來評定。因此，應用B類方法進行評定。

根據(jù)檢定證書，該標準壓力計的最大允許誤差為 ±0.02 kPa，此值作為區(qū)間半寬a= 0.02 kPa，認為在區(qū)間內(nèi)是均勻分布的，取包含因子則標準不確定度u(p標)

2.5.3 合成標準不確定度的評定

靈敏系數(shù)

輸入量的標準不確定度匯總?cè)绫?所示。

表1 標準不確定度匯總表

因xi彼此獨立，所以合成不確定度為

其擴展不確定度為U= 0.1 kPa（k= 2）。

3 結(jié)語

不同廠家、不同型號的電子血壓計靜態(tài)壓力檢測模式不同，尤其是對于某些型號的電子血壓計，要進行靜態(tài)壓力示值誤差的檢定必須拆開設備外殼才能連接壓力管路，操作較為復雜，給電子血壓計的計量檢定工作帶來了一定的困難。這就要求計量檢定人員熟悉電子血壓計的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，注重積累相關的知識，不斷提高操作技能，這樣才能更好地完成電子血壓計的檢定工作。