臂式电子血压计与多参数监护仪测量血压差异性研究

袁夏冰，吴雪娟，金燕，王晓禹

（苏州市立医院医工部，江苏 苏州 215001）

血压是重要的生理参数，是人体健康状况的指标[1-2]。人体的许多生理状况，如心脏的泵血功能、主动脉及大动脉的弹性等均反映在血压指标中，被认为与心血管系统有关[3-5]。血压值为临床上诊断疾病、患者治疗及康复过程的监控以及预后判断提供了重要的依据。因此，血压的测量在临床中具有重要意义。目前，国内对于各类血压计及监护仪均无明确、统一的使用规定及要求[6]，导致临床使用过程中对于血压测量仪器的选择存在比较明显的差异。血压计使用的普及，临床及日常使用的准确性、可靠性成为目前亟待解决的问题。本研究使用Fluke生命体征模拟器代替真实患者，模拟5种不同情况下患者的血压值（收缩压/舒张压），使用臂式电子血压计和多参数监护仪两种常规血压测量仪进行测量。随后，从准确度和可重复性两方面分析仪器测量的差异性，旨在解答治疗过程中医务人员和患者的疑虑和分歧，并预见性的指导临床观察和治疗，现报道如下。

1 材料与方法

1.1 主要仪器 Fluke生命体征模拟器Prosim8（福禄克电子仪器仪表公司）、臂式电子血压计（欧姆龙公司HBP-1300）、多参数监护仪（迈瑞公司PM9000）

1.1.1 Fluke 生命体征模拟器 由于患者实际测量情况受多种外界因素干扰，因此，使用美国Fluke生命体征模拟器（图1）来代替真实的患者。该套装置包括多参数患者模拟器（心电、呼吸一体机）、血氧饱和度模拟器和无创血压模拟器等[7]。无创血压模拟器根据内部程序设置给出不同的血压值和相应的模拟人体血压波动的震荡波，可作为无创血压测量范围、重复性及准确度等参数质量检测的有效手段[8]。

图1 Fluke生命体征模拟器示意图Figure 1 Schematic diagram of fluke vital signs simulator

1.1.2 臂式电子血压计 臂式电子血压计（图2）的构造主要由数字压力显示装置、袖带及连接管路构成。主体包括CPU控制电路、LCD显示器、按键（记忆、设定、电源等）和电池部分，通过一个胶管与袖带相连，控制袖带的充气、放气过程。其原理如图3所示。因其小体积和便携等特点，在普通家庭中使用广泛。

图2 臂式电子血压计结构示意图Figure 2 Structural diagram of arm electronic sphygmomanometer

图3 臂式电子血压计原理示意图Figure 3 Schematic diagram of arm electronic sphygmomanometer

臂式电子血压计原理基本上采用示波法。一般按加压方式，可分为全自动加压和半自动加压。原理是将袖带绑于上臂耾动脉位置，按下开始键后，对袖带加压充气的过程。当袖带的压力达到高于收缩压约30 mmHg时，手臂血管中的血流被阻断，血压计开始启动自动放气过程。袖带内压力下降时，手臂血管中就会有血流通过，且压力传感器可感知血流中产生的脉搏波信号。随后，袖带压力减弱，震荡脉搏会加强直至最大值。再降低袖带内压力，振动也会随之减弱，臂式电子血压计通过测量得到压力曲线，并通过一定的算法，得到最终的血压值[9]。

1.1.3 多参数监护仪的结构和原理 多参数监护仪（图4）一般是由包含各种传感器的物理模块和内置数字处理系统（计算机系统）构成。监护仪的硬件构成一般包括测量服务器（包括生理感受器、信号放大器、数据模拟处理模块和数据输出接口等）、数据记录模块和报警系统。随着医疗技术的进步，医疗设备呈现精密化和多样化等特点，为临床提供大量的诊断信息和辅助治疗手段，尤其在重症急救科室[10-11]。其中，多参数监护仪作为可控制患者生理参数、监察患者用药情况及评估术前术后病情变化的精密医疗仪器，成为临床应用中不可或缺的仪器[10]。

图4 多参数监护仪结构示意图Figure 4 Structural diagram of multi-parameter monitor

监护仪的工作原理（图5）一般是通过传感器感应各种生理变化，将采集到的生理信号通过传感器转换成电信号，然后通过放大器把信号强化再经过滤波器去除噪声信号，将处理过的电信号送入A/D转换电路得到数字信号。将数字信号送入CPU中，这时数据分析软件就会对数据进行计算、分析和编辑，同时CPU 根据所得信号的情况，控制袖带充气和放气的过程，最后在显示屏中的各个功能模块显示出来，也可根据需要通过打印模块打印出来。当检测出的数值超出预先设定的指标时，监护仪就会激发报警系统，发出报警信号，提醒医护人员及时对患者进行救治。

图5 多参数监护仪原理示意图Figure 5 Schematic diagram of multi-parameter monitor

医用多参数监护仪根据振荡法（也称示波法）原理进行无创血压测量[12]，其过程为每次测量时微处理器控制电机带动气泵充气，通过袖带的导气管将气压传导至压力传感器，在静压变化的过程中，提取、放大动脉搏动所引起的袖带内气压波动信号并描绘其包络线，然后分析包络线的几何形态，包络线最高点所对应的静压为平均压。由平均压通过比值法或拐点法估算收缩压和舒张压[13]。

1.2 两类仪器对比测试方法

1.2.1 基于准确度的对比测试 分别模拟出60/30、80/50、120/80、150/100、200/150共5种情况，再使用从医院随机选择周期计量合格的臂式电子血压计与多参数监护仪分别进行测量，并记录数据。

1.2.2 基于可重复性的对比测试 与准确度的对比测试方法一致。

1.3 统计学方法 采用SPSS 19.0统计学软件进行数据分析，计量资料以“”表示，两组间比较采用独立样本t检验，以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 数据测量统计结果 本研究选取5 组血压标准值，其中前两组为低血压范围内的血压值，第3组血压值为正常血压范围内，后两组血压标准值则为高血压范围内，结果见表1。

表1 血压测量数据统计结果Table 1 Statistical results of blood pressure measurement data

2.2 基于准确度统计结果

2.2.1 血压测量误差的均值和极值统计结果 根据AAMI/BHS 无创血压测量标准以及JJF 1217—2009多参数监护仪校准规范[14]的要求，无创血压检测仪器的测量误差在±5 mmHg以内为合格产品，符合此标准的无创血压检测仪器就可在临床上使用。此次试验所使用的两台仪器均符合标准要求，见表2。

表2 血压测量误差的均值及极值统计结果（mmHg）Table 2 Statistical Results of Mean and Extreme Values of Errors in the Blood Pressure Measurement（mmHg）

2.2.2 血压测量误差的均值和极值t检验结果 臂式电子血压计与多参数监护仪收缩压比较（Sig＞0.05），两个样本方差是齐性的，且臂式电子血压计与多参数监护仪所测量的收缩压数值比较差异无统计学意义，具有较高的一致性。臂式电子血压计与多参数监护仪舒张压比较（Sig＞0.05），两个样本方差也是齐性的，且臂式电子血压计与多参数监护仪所测量的舒张压数值比较差异无统计学意义，也具有较高的一致性。臂式电子血压计与多参数监护仪测量血压值的准确度相差不大，且两种血压测量仪器的误差均在合格标准内，准确度较高，见表3。

表3 收缩压及舒张压t检验结果（n=30，）Table 3 T-test results of systolic and diastolic blood pressure(n=30，)

表3 收缩压及舒张压t检验结果（n=30，）Table 3 T-test results of systolic and diastolic blood pressure(n=30，)

差值收缩压差值舒张压差值臂式电子血压计2.2±1.919 1.37±1.245多参数监护仪1.4±1.694 1.83±1.487 Sig 0.772 0.479 P值＞0.05＞0.05

2.3 基于重复性统计结果 随着测量次数的增加，臂式电子血压计的测量平均误差明显呈单调上升趋势，且上升幅度较大；而多参数监护仪的测量平均误差也有所上升，但不是一直呈单调上升趋势，有升有降，且多参数监护仪上升的幅度低于臂式电子血压计，见图6。多参数监护仪在可重复性方面优于臂式电子血压计。

图6 重复性统计结果示意图Figure 6 Schematic diagram of repeatability statistical results

3 讨论

作为本研究的5 组血压标准值中，前两组为低血压范围内的血压值，第3 组血压值在正常血压范围内，后两组血压标准值则在高血压范围内，涵盖了较常见的血压值范围，表明数据具有参考价值。血压测量误差的均值和极值统计结果表明，臂式电子血压计与多参数监护仪测量误差在±5 mmHg 以内，符合无创血压检测仪器的使用标准。此外，血压检测类仪器的使用率较高，即血压检测类仪器大多需要被长时间、高频率的使用，因此，要求血压检测仪器在多次重复测量后依然保持较高的准确性，而不会因为多次连续使用导致准确性下降，即血压测量仪器要求具有较高的可重复性。根据数据显示，测量低血压时，臂式电子血压计的平均测量误差明显大于多参数监护仪。而多参数监护仪则在个别次测量中会出现较大误差。且在重复测量时，随着测量次数的增加，臂式电子血压计的测量误差明显增大，即表明其准确度明显下降，而多参数监护仪无明显变化。以上结果表明多参数监护仪作为临床使用的精密仪器相对日常可使用的臂式电子血压计准确度较高。

通过统计学分析方法，在两个样本方差齐性前提下，臂式电子血压计在测量较低的血压值时误差明显偏大，并且在多次重复使用后准确度下降，因此，多参数监护仪在可重复性方面优于臂式电子血压计。

综上所述，电子血压计具有操作简单，显示清晰，无需听诊器，血压、心率可同时测量，且外观轻巧，携带方便等优点，适合一般家庭日常使用或者在外出旅行时携带使用。监护仪测量血压准确度较高并且具有多次测量的稳定性，更适合在临床上对患者的生命体征进行长期监控。本研究结果可为日常及临床针对患者血压测量方法的选取提供参考依据。