无创血压计的原理与检定研究

侯幽

太仓市检验检测中心 江苏太仓 215400

血压作为人体健康的重要监测指标，尤其是中老年人随着年龄增长，出现高血压的几率更高。根据调查显示，我国高血压患者较多，但是真正对自身血压高低，做到心中有数的人较少。这就表明，有较多患者对自身血压情况并不知晓。随着社会发展，医疗进步，人们了解到高血压对身体的危害。但是较大程度，人们对此危害停留在表面认知，并未真正感到紧迫，做到预防。其主要原因便是，多数人疏于监测，不去了解，只要没有明显身体不适，便不会去测量血压状况。根据医疗经验得知，因为血压状况导致身体不适，说明此时血压已经非常之高，需要立即得到控制和舒缓，否则将会造成严重身心危害。目前高血压的发病原因尚不明确，只能通过日常监测、服药控制，确保平安。水银血压计时期，大多数高血压患者需要到诊所或医院进行血压测量，血压监测极为不便，而数字化、电子化的无创血压计，可有效解决传统血压测量的瓶颈，人们可以在家进行日常血压监测。目前，多参数监护仪、无创血压计等计量器具在临床医疗系统中广泛应用，具有明显应用优势，其特点是通过简便手段，获知人体舒张压和收缩压的精准数值。

1 开展无创血压计检定的意义分析

为保障生命安全，有效防范高血压，应该将血压计视为每个家庭的必备仪器。提高健康意识，配备血压计，养成日常血压监测的良好生活习惯，可以有效预防血压等相关疾病的发生。另外，目前社会节奏较快，多数子女因为工作很难周到照料父母，更应该配备家庭血压计，教会父母血压测量方法，保护父母身心健康，维护家庭和谐稳定。无创血压计普及之前，一般使用水银柱血压计，测量血压非常不易，需要一定的技巧和经验，而且2020年10月16日，国家药监局宣布2026年1月1日起，全面禁止生产含汞体温计和含汞血压计产品。但是新时期的电子无创血压计，安全可靠，操作简单，可以有效测量人体血压，确定血压规律，提前做好预防，维护生命安全。

血压测量对于生命健康与安全，其重要性不言而喻，随之国家也将用于医疗卫生方面的血压计列为强检计量器具。家用血压计虽然未做强制检定要求，但是也希望大家定期送有关检定机构开展检定。示波法测量是电子无创血压计的主要测量方法。但是，现阶段对于无创血压计的检定方法，常规之下只能应用静态检定方法，测定静态指标，其他检定方法仍处于研发阶段。因此，探讨示波法测量电子血压计的原理以及检定方法、检定优势具有重要现实意义。

2 示波法测量无创血压计的原理

人体血管内，血管壁的单位面积，在血液流动过程中所产生的侧压力，即为血压。具体是指，血液流动压强。因此，血压也就是血液在血管内的静压。随着时间推移，外界客观因素，或生命周期变化，血液在血管内所产生的血压将会出现不同数值。其中，最大值是指收缩压，最小值是指舒张压。无创血压计，在量定人体血压数值，判断血压是否属于正常范围，皆需测量舒张压和收缩压，进而明晰人体健康指数，起到检测疾病隐患的作用。示波法测量电子血压计的应用原理，是通过袖带束缚手臂，并且缓缓为袖带注入压力，增加人体血管外界压强。通常情况下，袖带压力以60mmHg高出血管收缩压时，则会阻断血管，制止血液流通，随之缓缓释压，降低袖带压力，则可导通血管，恢复血液流通。通过加压和释压的过程，示波法测量电子血压计的袖带，便可根据感应产生一波小脉冲，血压计便可拾取小脉冲记忆，连成曲线，显示峰值，绘成具体形状的包络线，得出相应规则的特征点，进而有效判别人体血压的舒张压和收缩压。其中，舒张压、收缩压、手臂力学、血管等特性是形成包络线形状的参考量化因素。尤以舒张压和收缩压最为关键。但是，示波法血压测量，在实际应用过程中，尚且缺乏确定的推导理论，最终判别结果只能依赖收集、归纳的数据样本，因此示波法测量电子血压计在血压测量过程中，其离散性显而易见，属于基本统计方法[1]。

3 无创血压计的检定方法研究

无创血压计作为重要血压检测仪器，在维护身体健康，生命安全面前，其重要作用不容小觑，因此科学研究工作中，对于血压计的检定方法从未停止发展。目前阶段，动态和静态，是示波法测量电子血压计重要检定部分。动态检定，目前阶段国内外医疗领域，尚未出具完善可行的检定方法，其理论依据是准确测定人体血液的舒张压和收缩压得出检定结果。静态检定，静态检定属于常规血压计检定方法，是指在应用过程中，通过传感器实现血压计准确测压的检定。基于静态检定的普遍性，文中讨论重点为动态检定方法的分析研究。

3.1 动态检定方法的分析

动态检定方法，在测量过程中，需要产生舒张压和收缩压的标准量，进而为血压计得出结果提供依据。在此过程中，人体血压的标准值和通过血压计所得结果的最终差值，是人体血压舒张压和收缩压通过血压计测量所得出的基本误差。△Ps=Psj-Psb；△Pd=Pdj-Pdb；在此之中，人体血压收缩压通过血压计所测定的基本误差是△Ps，人体血压舒张压通过血压计所测定的基本误差是△Pd，标准的舒张压值是Pdb；舒张压通过血压计的测量值是Pdj，收缩压通过血压计的测量值是Psj，标准的收缩压值是Psb。这种检定方法，在应用过程中想要得出标准结果，主要依靠舒张压的标准值和收缩压的标准值两个部分。同时，即是应用血压计测量人体血压通过对比得出最终检定结果[2]。

3.2 舒张压标准值、收缩压标准值的产生

基于舒张压和收缩压的内涵，可以明确舒张压的标准值和收缩压的标准值，实际是将人体血压波通过模拟产生标准值。因此，在血压计检定中，其图像谷值、峰值的精准度可以满足正确结果需求。人体血压，在普遍检查过程中，一般指静压检查，因此无论是将气体作为模拟介质，亦或是将液体作为模拟介质，皆不会对最终数值产生误差影响，所以可以确保检定准确度。

3.3 应用血压计将舒张压的标准值和收缩压的标准值有效测量

示波法测量血压计在应用过程中，首先是将袖带缠绕紧扎于手臂之上，使其对血液流通产生阻力和压强。随后根据血压计测量原理，将袖带压力缓缓升高，再缓缓释放，袖带在血管阻断和血管导通的过程中获得小脉冲信号，进而血压计在接收到袖带所传导的信号后，经过一系列运算，可以即时得出人体血压的舒张压和收缩压。在临床应用中，示波法测量电子血压计除却手臂袖带应用方式之外，还有手腕式，其检定方法和应用原理与手臂袖带式等同，在此不做赘述[3]。

基于上述分析，可以得出无创血压计在检定过程中，需要通过介质获取人体血压信号，并且由血压计进行接收，通过小脉冲产生的谷值、峰值，确定检定结果。在此过程中，负责传递信号的机构，相当于人体血压通过手臂传递到无创血压计，因此把这种检定方法也称为“模拟手臂”，其力学特性与人体手臂等效，因此在检定过程中可以更好地提高检定效率与准确率。

3.4 采用这种检定方法的优势

（1）符合量值传递的要求。上述方法在检定过程中，基于血压测量的基本原理，同时从血压计自身出发，因此量值的产生非常标准。即便量值产生存在疑问，也可因方法的确定性实现追本溯源，进而最大程度符合量值传递的要求，确保检定结果的精准度。

（2）操作简单，安全可靠。采用这种方法在检定过程中，操作简单，安全可靠。其血压计检定方法与血压测量中应用方法完全一致，在检定过程中不会因为方法不同产生附加错误，因此，此项检定方法具有明显优势，可以极大地节省检定时间、精力、物资等成本。

3.5 根据血压计工作原理，实践另一种检定方法

根据血压计的工作原理，还可依靠包络线的还原，得出另一种检定方法的可能。但是，根据实验所得，这种检验方法在量值传递过程中，难以满足标准要求。首先，为得出具有典型性的包络线，可以对人群包络线进行一定数量的采集，然后进行整合、归纳、分析、统计，使得最终获知的这条包络线，可以隐含人体血压的舒张压、收缩压量值，进而可以把这条包络线称作人体血压的舒张压和收缩压的标准值。随后在检定时，便可经管路线连接一个装置，为血压计还原这条包络线，此后传感器和血压在压力的调节下，可为最终确定血压值拾取包络线，进而得出最终检定结果。同时，典型包络线和血压计测得值，进行对比所得出的值差，便可称之为血压基于血压计测量所得的基本误差。这种检定方法的明显弊端，是无法对其量值追本溯源，因此作为标称的舒张压、收缩压量值包络线，无法实现常规检定。虽然国外部分机构在目前已经实现这种检定方法的实际装置研发，但是其检定作用主要应用于开发、研制、生产血压计的辅助校验中，对于日常检定不具备应用优势[4]。

4 无创血压计的检定展望

上述检定方法在展开过程中，袖带作为重要传感部分，对于血压计的检定完整度具有明显意义。但是，要想产生模拟手臂和标准血压波，目前尚且存在诸多技术难点，其实现手段在国内外范围亦十分罕见，仅我国广东省医疗器械研究所与广东省计量科学研究所在检定示波法测量电子血压计的装置中，对这种动态检定方法初见成效。虽然其舒张压的标准值、收缩压的标准值存在0.3kPa的不确定度，但依然从设想到现实，从理论到实际，为这种动态检定方法的最终实现，迈出一大步，做出卓越的贡献[5]。

5 结语

综上所述，示波法测量电子血压计的原理，主要是以袖带作为传导感应媒介，通过计算分析得出人体血压的舒张压和收缩压，随之与标准值两相比较，最终确定人体血压是否处于正常范围。无创血压计的检定方法主要分为动态和静态两种，常规检定中，一般皆是静态检定方法，而动态检定方法，因为在技术方面存在诸多难点，应用十分少见。检定过程中，为使其充分满足量值传递的实际需求，动态检定方法是通过模拟手臂实现快速检定，确定最终结果。但是，在实际检定过程中，动态检定方法依然欠缺诸多理论支撑，使得建立模拟手臂，应用模型，困难重重，因此最终检定只能通过归纳、总结、统计完成处理。本文上述内容，因时间和范围等不可控因素，仍然存在诸多不足，以期在后续深入探讨中逐步完善。相信随着科学技术的日新月异，飞速发展，血压计检定手段和方法亦会得到创新突破，取得更加科学的检定效果。