PTT 基于脈搏波的24小時(shí)無創(chuàng)連續(xù)血壓監(jiān)測

1、基于脈搏波的基于脈搏波的24小時(shí)無創(chuàng)連續(xù)血壓監(jiān)護(hù)小時(shí)無創(chuàng)連續(xù)血壓監(jiān)護(hù) 生物醫(yī)學(xué)工程一班 明鑫 廖文清 王玥 陳瑋婷 l引言 l方法原理 l方法建立 l總結(jié)與展望 引言引言 血壓是反映心血管功能的重要生理參數(shù)，是診 斷疾病、觀察治療效果、進(jìn)行預(yù)后判斷的重要依據(jù)。 另外，由于血壓受諸多因素如身體狀況、情緒環(huán)境條 件和生理韻律等的影響，單次測量血壓存在較大差別， 同時(shí)在心率不齊時(shí)，采用斷續(xù)測量方法測量血壓 較困難.而連續(xù)測量方法可在每個(gè)心動(dòng)周期測量血 壓，在臨床及醫(yī)學(xué)研究中具有更重要的意義。 引言引言以往的無創(chuàng)連續(xù)血壓測量方法以往的無創(chuàng)連續(xù)血壓測量方法 l動(dòng)脈張力法 對傳感器定位要求高，對于長時(shí)間測

2、量而言，始終保持傳感器測量位置及角度較為困難 l容積補(bǔ)償法 缺點(diǎn)：在長時(shí)間測量時(shí)受靜脈充血影響較大，當(dāng)血管收縮節(jié)率較大時(shí)，將影響脈搏描記 計(jì)的輸出波形，致使參考?jí)旱脑O(shè)置困難，影響測量精度;另外，由于需要在被測部位保持較高 的壓力，舒適性較差，另外，由于需要壓力伺服系統(tǒng)來補(bǔ)償參考?jí)毫?，致使測量裝置復(fù)雜， 使用時(shí)給受試者帶來不便 l容積記描法 容積描記法是通過分析容積和血壓之間的關(guān)系來檢測血壓，現(xiàn)有的研究對于容積脈搏血 流信號(hào)的機(jī)理與信息特征研究得還不夠充分，因此不能夠保證檢測精度 l超聲法 利用超聲波對血流和血管壁運(yùn)動(dòng)的多普勒效應(yīng)來檢測收縮壓和舒張壓 缺點(diǎn)：收縮壓和舒張壓缺點(diǎn)在于測量設(shè)備比較復(fù)雜

3、，受試者的活動(dòng)會(huì)引起傳感器和血管 間的聲波途徑的變化 綜上，以往的無創(chuàng)連續(xù)血壓測量方法都不能很好滿足連續(xù)性，穩(wěn)定性，精度，不 對人體造成不適等技術(shù)要求。 原理原理 多年以來，許多人對脈搏波形成機(jī)理做過大量的研 究和探討，一般認(rèn)為，脈搏是由心臟射血活動(dòng)引起的一 種血液和血管壁振蕩。此振蕩波最初在主動(dòng)脈根部形成， 然后沿著動(dòng)脈樹迅速向外周血管傳播，而成為各部分脈 搏的表現(xiàn)波。 隨著心臟的間歇性收縮和舒張，血液壓 力、血流速度和血流量的脈動(dòng)以及血管壁的變形和振動(dòng) 在血管系統(tǒng)中傳播。當(dāng)脈搏波從心臟開始向動(dòng)脈系統(tǒng)傳 播時(shí)，不僅要受到心臟本身的影響，同時(shí)也會(huì)受到流經(jīng) 各級(jí)動(dòng)脈及分支中各種生理因素如血管阻力

4、、血管壁彈 性和血液粘性等的影響，使脈搏波中包含極豐富的心血 管系統(tǒng)生理病理信息。 原理原理 心肌收縮力、外周阻力、動(dòng)脈壁彈性是影響血 壓的幾個(gè)最基本因素。這些因素的任何變化都會(huì)對 血壓產(chǎn)生影響。 心輸出量對血壓的影響主要表現(xiàn)在平均動(dòng)脈壓 方面，心搏量主要影響收縮壓，其他因素不變時(shí)， 心搏量與收縮壓成正比;心率則主要影響舒張壓，心 率快時(shí)舒張壓低，心率慢時(shí)舒張壓高。 外周阻力對血壓影響大，外周阻力大時(shí)，收縮 壓和舒張壓都高。 動(dòng)脈彈性特別是大動(dòng)脈彈性對血壓的影響也較 明顯，動(dòng)脈擴(kuò)張度可表示為心搏量/脈壓，當(dāng)動(dòng)脈彈 性差時(shí)，舒張壓高而收縮壓低，平均壓基本不變。 l脈搏波速測定法是根據(jù)脈搏波沿動(dòng)脈

5、傳播速率與動(dòng)脈血壓之間具有正相關(guān)的特點(diǎn) 提出的，通過測量脈搏波速間接推算出動(dòng)脈血壓值。這種關(guān)系經(jīng)另一種血壓測量 方法參照校準(zhǔn)后，可以得到連續(xù)動(dòng)脈血壓值。為了能使得PWV不僅可以反映血 壓的變化，還可以給出血壓的絕對值，有人采用統(tǒng)計(jì)分析建立回歸方程的方法， 通過脈搏波傳導(dǎo)時(shí)間來計(jì)算收縮壓和舒張壓(相對于脈搏波傳播速度而言，脈搏 波傳導(dǎo)時(shí)間更便于測量) 但通過焦學(xué)軍等的使用發(fā)現(xiàn)，按原理的測量準(zhǔn)確性有待 提高，特別對于舒張壓的測量偏差較大從國內(nèi)外研究的情況可知，脈搏波傳播速 度與動(dòng)脈血壓變化具有相關(guān)關(guān)系。但由于脈搏波傳播速度與收縮壓相關(guān)關(guān)系較大， 而與舒張壓變化相關(guān)關(guān)系較小，所以現(xiàn)有的直接應(yīng)用脈搏波

6、傳播速度測量血壓的 方法都無法很好的反應(yīng)舒張壓的變化為了更好的研究脈搏波與血壓之間的相關(guān)關(guān) 系，許多學(xué)者在分析脈搏波傳播速度的基礎(chǔ)上，引入脈搏波特征參量來分析。引 入脈搏波特征參數(shù)能更好的反映血壓變化與脈搏波之間的關(guān)系，但現(xiàn)有的測量方 法通常采用對脈搏波特征參數(shù)與血壓變化進(jìn)行回歸分析的方法來建立血壓與脈搏 波特征參數(shù)之間的方程，從而實(shí)現(xiàn)血壓絕對值的測量。這種方法并沒有對血壓產(chǎn) 生的生理機(jī)制以及血壓與心血管系統(tǒng)參數(shù)之間的生理關(guān)系進(jìn)行研究，也沒有一個(gè) 完整的數(shù)學(xué)模型反映血壓一心血管系統(tǒng)參數(shù)一脈搏波之間的相關(guān)關(guān)系，所以建立 的回歸方程并不能從本質(zhì)上反映出脈搏波與血壓變化的相關(guān)關(guān)系。引入脈搏波特 征參

7、數(shù)，采用回歸分析的方法也無法準(zhǔn)確的反映出舒張壓的變化。 方法建立方法建立 為了建立血壓與這些變量之間的回歸方程，我們選擇12名年 齡1830歲的健康男性志愿者，利用自行研制的張力計(jì)和基于PC 機(jī)的多導(dǎo)生理信號(hào)測量系統(tǒng)分別采集和存儲(chǔ)心電、脈搏波和壓力 波信號(hào)5 min數(shù)據(jù)。在完成數(shù)據(jù)采集和存儲(chǔ)后，通過數(shù)據(jù)回放，首 先采用數(shù)字信號(hào)處理的方法，對數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，如濾除脈搏波 的基線漂移，脈搏波、心電、壓力波信號(hào)的50 Hx陷波、低通濾波 等，并從中選出較為平穩(wěn)的120個(gè)心動(dòng)周期的披形，逐個(gè)計(jì)算每搏 各特征參數(shù)值，并通過張力測定法測出對應(yīng)的每搏收縮壓、舒張 壓、平均壓。有了上述數(shù)據(jù)后，就可通過逐步回歸

8、分析確定回歸 方程參數(shù)及相應(yīng)的系數(shù)，進(jìn)而建立起血壓與上述特征參數(shù)之間的 回歸方程。 方法建立方法建立 方法建立方法建立 方法建立方法建立 從表1和表2可以看出，對大多數(shù)受試者而言,與收縮壓 有較好相關(guān)性的脈搏波特征參數(shù)主要是脈搏波傳導(dǎo)時(shí)間 和K值;與平均壓有較好相關(guān)性的脈搏波特征參數(shù)主要是 K值、H (1 + t,/tr)及脈搏波傳導(dǎo)時(shí)間。 展望展望 利用脈搏波特征參數(shù)無創(chuàng)連續(xù)測量血壓的方法，為 血壓的連續(xù)測量提供了一個(gè)良好的途徑，采用這種方法 設(shè)計(jì)的測量設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，徹底擺脫了氣囊對人體的束 縛，提高了被測者的舒適感，能夠?qū)崿F(xiàn)長時(shí)間無創(chuàng)連續(xù) 的血壓測量，便于形成便攜式設(shè)備。如果進(jìn)一步改進(jìn)信

9、號(hào)采集及數(shù)據(jù)處理方法，必將具有廣闊的發(fā)展前景。因 此，通過實(shí)驗(yàn)研究這種方法的可行性、準(zhǔn)確性以及信號(hào) 采集和數(shù)據(jù)處理方法等均具有十分重要的實(shí)際意義。 項(xiàng)目成果項(xiàng)目成果 按照中國宇航員科研訓(xùn)練中心任務(wù) 書要求，浙江大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程與 儀器科學(xué)學(xué)院成立了專項(xiàng)課題組， 在院長段會(huì)龍教授的領(lǐng)導(dǎo)下，綜合 心電采集、分析，脈搏波采集、血 氧檢測分析算法和無創(chuàng)血壓檢測算 法，無創(chuàng)每搏心輸出量計(jì)算算法， CAN總線通訊和DSP高速數(shù)字信號(hào) 處理等先進(jìn)技術(shù)，研制了無創(chuàng)心功 能監(jiān)測儀，用于檢測航天員的無創(chuàng) 血壓、血氧飽和度、每搏心輸出量 等指標(biāo)，同時(shí)實(shí)時(shí)提供心電和脈搏 波的原始信號(hào)。無創(chuàng)心功能監(jiān)測儀 實(shí)物如圖I所示

10、，圖n為無創(chuàng)心功能 監(jiān)測儀上位機(jī)單檢軟件運(yùn)行狀態(tài)圖: 項(xiàng)目成果項(xiàng)目成果 參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn) 1焦學(xué)軍，房興業(yè).利用脈搏波特征參數(shù)連續(xù)測量血壓的方法研究.生物 醫(yī)學(xué)工程學(xué)雜志.2002.19（2）:217220 2徐克，周齊， 韋云隆 .無創(chuàng)血壓測量.重慶工學(xué)院學(xué)報(bào) .2008（1）:165- 166 3李頂立.基于脈搏波的無創(chuàng)連續(xù)血壓測量方法研究.浙江:浙江大學(xué)生 物醫(yī)學(xué)工程,2008 4湯池.利用脈搏波無創(chuàng)連續(xù)檢測血壓的實(shí)驗(yàn)研究.西安：第四軍醫(yī)大學(xué) 生物醫(yī)學(xué)工程系，2005 5劉丹，有創(chuàng)血壓監(jiān)測在手術(shù)中的應(yīng)用及護(hù)理體會(huì).中國航天醫(yī)藥雜志.2002. 4(4):68. 參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn) 6 樊海濤，葉學(xué)松，段會(huì)龍，無創(chuàng)血壓檢測技術(shù)，中國醫(yī)療器械信息， 2004,10(5)，5356 7 張政波，吳太虎，無創(chuàng)血壓測量技術(shù)與進(jìn)展，中國醫(yī)療器械雜志， 2003, 27（3），13 8向