电子血压计测量原理及可信度研究

电子血压计测量原理及可信度研究

何莉娜1 ,骆娜琴1

（1．绍兴市质量技术监督检测院，浙江绍兴，312071。）

摘要：阐述了电子血压计的测量原理，指出了人们对于电子血压计测量准确性的疑虑所在。通过测量不确定度评定，分析了电子血压计的测量可信度。

关键词：电子血压计；示波法；脉搏波；测量不确定度

中图分类号：TH77      文献标识码：A

1 引言

目前，血压测量主要分为两大类：第一类为有创血压测量，通过穿刺血管直接测量，准确性高，但专业性强，操作难度大。第二类为无创血压测量，通过间接方法反映动脉压力，最常见的有柯氏音法和示波振荡法(以下简称示波法)，操作相对简单，适合日常测量。本文着重阐述示波法电子血压计的测量原理并分析其测量结果可信度。

2 示波法电子血压计测量原理

心脏周期性的收缩、舒张，引起动脉管内周期性变化的脉动、血压、血流流速、血流流量。这些参量以“波”的形式在动脉管系中传播,称之为脉搏波在动脉中的传播[1]。

以上臂式为例，对袖带充气至袖带压力超过收缩压一定数值（一般为30mmHg～60mmHg）时，动脉血管完全被阻断，脉搏波基本消失。放气过程中，脉搏波逐渐恢复，并引起袖带容积的微小变化，在袖带内部形成振荡波，且振荡波逐渐增大，至峰值后逐渐减小。将整个测量过程中振荡波幅值点连接起来便可以得到一条包络线。其中包含了平均压（最大振荡幅值点对应的袖带压力）、收缩压和舒张压。参见文献[1]所述整个测量过程中振荡波变化、袖带压力变化以及动脉血管状态的相关图示,可知平均圧可以准确测量，但舒张压和收缩压不易获取，只能通过图形分析、统计计算得出。目前，获取舒张压和收缩压的主要方法有两大类，波形特征法和幅值系数法。多数电子血压计采用幅值比例系数法，即通过舒张压、收缩压对应的振荡波幅值与平均压对应的振荡波幅值的比例关系，从包络线中找出血压数值[2]。

由于示波法基于统计计算，其测量准确性一直为人们所质疑。但随着统计样本的日渐丰富以及充放气过程控制的智能优化，其测量已可保障绝大多数的日常检查。

3 示波法电子血压计测量可信度

为说明示波法电子血压计可满足日常检测需要，下文将对其测量过程进行测量不确定度分析。为保证论证分析严谨性，特设定以下前提条件：电子血压计由正规厂商生产，并经检定合格，且被使用者正确使用。

3.1 数学建模

以用无创血压模拟仪BP Pump2检定电子血压计为例来说明电子血压计的测量数据的可靠性。用胶管和三通将电子血压计和袖带与血压模拟仪相连，袖带卷扎在硬质金属容器上，松紧适度。设定血压模拟仪为外置袖带模式且设定数值(比如120mmHg/80mmHg，收缩压/舒张压)模拟人体血压。然后电子血压计对血压模拟仪加压测量。根据测量过程，可以建立以下数学模型：

………………………………………………………………………式(1)

——电子血压计示值误差；

——电子血压计的显示值（收缩压或舒张压）；

——无创血压模拟仪的约定真值。

依据文献[3]，可求得式(1)中两个输入量的灵敏度系数：，。

3.2测量不确定度来源分析及不确定度评定

3.2.1 测量不确定度来源分析

输入量的标准不确定度的主要来源有两个：

1）电子血压计示值重复性引入的测量不确定度；

2）电子血压计分辨率引入的测量不确定度。

根据文献[5]，应分别评定不确定度分量和，最终以较大者作为输入量的最终标准不确定度，即。

输入量的标准不确定度的主要来源有两个：

1）检定装置最大允许误差引入的测量不确定度；

2）检定装置分辨率引入的测量不确定度。

根据文献[3]，输入量的标准不确定度。

3.2.2标准不确定度评定

1）的评定

参考文献[4]，可知血压示值重复性（5次独立测试）应不大于0.7kPa（5mmHg）。以最不理想结果去考虑，可认为进行m次核查(m足够大)，每次核查均进行5次独立测试，每次核查的重复性均为5mmHg,则过程参数为已知，即Sp=5mmHg，参考文献[3]，用A类评定，可得示值重复性引起的不确定度。

2）的评定

一般电子血压计的示值分辨率为1mmHg，用B类评定，不确定度区间半宽度为0.5mmHg，按均匀分布计算，分辨率引入的不确定度为。

3）的评定

以无创血压模拟仪BP Pump2（标准型）检定电子血压计为例。查阅说明书可知无创血压模拟仪BP Pump2（标准型）的最大示值误差为±1.5mmHg，用B类评定，按均匀分布计算可得。

4）的评定

无创血压模拟仪BP Pump2（标准型）的示值分辨率为1mmHg，用B类评定，不确定度区间半宽度为0.5mmHg，按均匀分布计算，分辨率引入的不确定度为。

3.2.3 合成不确定度和扩展不确定度

1）合成不确定度

根据文献[3]，综合考虑上述分析及评定过程，可得合成不确定度。

2）扩展不确定度

取包含概率，则扩展不确定度。

3.2.4 结果分析

设某次测量血压值为y，而血压真值为Y,根据上述的不确定度评定，我们可知Y以95%的包含概率落在[y-5,y+5]区间内（单位为mmHg）。因此，由正规厂商生产并经检定合格的电子血压计，在正确使用的情况下，已经足够满足日常检测需要。

4 结论

示波法电子血压计测量血压基于统计计算，其测量准确性受到质疑。本文通过测量不确定度评定对示波法电子血压计的测量可信度加以分析，得出结论：正规厂商生产并经检定合格的电子血压计，在正确使用的情况下，已经足够满足日常检测需要。

参考文献

[1] 吴磊．血压计算及脉搏波分析方法研究[D]．北京:中国石油大学，2008

[2] 柏荣庆．电子血压计测量准确性研究及改进方法[D]．辽宁：中国医科大学，2013

[3] JJF1059.1-2012，测量不确定度评定与表示[S]

[4] JJG692-2010，无创自动测量血压计检定规程[S]

[5] JJF1033-2008，计量标准考核规范[S]