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电子血压计误差的几个来源
2011-04-08 19:15:03
 

西安云仪表专业生产精密血压计,精密血压计用来校准玻璃管血压计

电子血压计(包括单独的电子血压计和组合在其他设备中的血压测量部件)已经成为医院广泛使用的常见设备。对于电子血压计的性能评价问题,不仅关系到用户(医疗单位和个人)如何选择电子血压计,而且关系到政府药品监督、技术监督部门对厂商和市场的监督管理,还关系到行业技术标准制定以及厂商自身的质量管理。有两种不全面的评价方法。一种是只考核电子血压计对气压测量的准确性,这常见于某些制造厂商和技术部门。另一种是随便找几个人(有时甚至是几个血压正常的人)作为抽样人群,用电子血压计测量一下这些人的血压,考核它与人工听诊的结果是否符合。这常见于医院和个人用户。
第一种方法的片面在于它把电子血压计简单化为普通的压力计了。实际上血压计不仅仅要能够测量袖带内的气压,更重要的(也是更困难的)是要根据袖带内气压的变化判断被测者的血压。第二种方法的缺点正是本文要讨论的主题。
为了叙述方便,先对以下术语加以定义:
静压:测量血压时充放气而产生的袖带内压力与大气压之差。
脉动压:动脉血管搏动产生的压力变化,它作为交流成分叠加在缓慢升高或降低的静压上。
柯氏音:动脉不完全受阻时血液喷射形成的涡流或湍流使血管振动传出的声音称之为柯氏音。
柯氏音法:一种利用柯氏音测量血压的方法。先增加静压直至动脉完全受阻(测不到柯氏音)。然后逐步降压,测到的第一次柯氏音所对应的静压为收缩压。随着进一步降压,动脉血管呈完全阻闭-渐开-全开的变化过程,柯氏音的相应变化分为五相直至消失。消失之前测到的最后一次柯氏音所对应的静压为舒张压。柯氏音法既可以用人工来实现,也可以用电子血压计来实现。
听诊法:用人工实现的柯氏音法。
振荡法:一种测量血压的方法。在增加或减少静压的过程中,提取、放大脉动压并描绘其包络线,然后对包络线的几何形态加以分析,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。振荡法不便于人工实现,一般用电子血压计实现。

2 听诊法的误差来源
柯氏音法的原理是正确的,但是两个医生对同一病人在短时间内听诊结果可能有10mmHg以上的差异。这不是因为医生技术水平不高,而是因为用人工实现柯氏音法本身存在着一些困难。听诊法的误差主要来源于以下三个方面:
第一,采样率低。听诊法测血压的过程是一个间断捕捉信息的过程。每听到一次柯氏音看一下水银柱(静压),可以说是一次采样。采样率近似等于被测者的心率,大约每秒1次。对于操作者来说,这是一个手、耳、眼并用的复杂协同动作。一般人也确实只能实现这个采样率。让我们来估算听诊血压时水银柱下降的速率。虽然按照某些教材的要求应该是2~3mmHg/s,在实际操作中很难做到,即使真的这样做了也会使得病人很难受。在医院可以看到,通常测量血压在半分钟内都可以完成。其中要扣除10秒左右是停止放气的时间,因此可以认为水银柱从200mmHg下降到零,耗时20秒左右,如此则水银柱下降的速率是10mmHg/s左右。根据采样定理,每秒1次的采样率只能用来监视那种在2秒或更长时间内无明显变化的信号。根据工程上的习惯做法,采样率应不小于信号变化频率的4倍才能得到比较可靠的结果。不难理解,当水银柱以10mmHg/s的速率下降的时侯,每秒只采样1次很可能造成±10mmHg的误差。
第二,分辨率低。在医院留意一下便可以发现,听诊血压报的读数多半是5的倍数,有的甚至是10的倍数,较少出现如153,184,91,76之类的数字。这是因为水银柱血压计的刻度只在5的倍数处标出数字,而且刻度线在5的倍数处也比较长,容易看清楚。在水银柱下降运动的过程中,肉眼也很难判定其某一瞬间的精确位置。借用用工程术语,这叫做分辨率低。
第三,难以摆脱主观因素的影响。听诊者的的个体差异是非常大的,他的听力和视力好坏、反应快慢、动作协调程度都会对听诊结果产生影响。心理作用也有一定影响。有人做过这样的试验:拿电子血压计与医生听诊作比较。如果先用电子血压计测量并报出读数,然后由医生听诊,二者的吻合程度要高于先由医生听诊,然后用电子血压计测量。因为先报出的读数对听诊的医生起到暗示作用,诱导医生在先报出的读数附近特别仔细的听。而按照相反的顺序做,先报出的读数对电子血压计不起作用。

3 电子血压计测量误差的来源
电子血压计测量误差主要来源于以下几个方面:
第一,对静压测量的误差
水银柱血压计本身就是一台结构简单可靠、比较准确的差压气压表。而电子血压计一般需要从压力传感器开始,经过多个环节的信号转换和处理才能获得静压,这就可能引进误差。选择合适的器件和电路就可以减小这种误差到需要的程度。
第二,对测量过程的控制
对于振荡法的血压计而言,由于包络线是由一系列脉动压的峰值构成的,当静压变化过快时,血压计能获得的脉动压峰值的个数可能不足以准确的画出包络线。对于柯氏音法的血压计而言,静压变化过快也会导致每一次柯氏音对应的静压变化范围过大而造成误差。
静压变化过慢也会引起病人的生理反应,导致包络线变形或柯氏音异常。
对测量过程的智能化控制可以避免这种误差。
第三,对柯氏音法的血压计而言,环境杂音的干扰可能带来误差。适当的声屏蔽和滤波手段可以减小这种误差。
第四,对于振荡法的血压计而言,经验参数带来的误差。
对包络线的分析方法有所谓比值法、拐点法等。最常用的是比值法(拐点法在实用中难以实现)。比值法中起到关键作用的2个“比值”是经验参数,建立在统计的基础上。比值的确定不仅受到仪器本身总的传递函数的影响,而且与被测者的生理参数也有关系。在硬件设计过关的情况下,这可能是造成振荡法测量误差的最主要原因。有的研究者提出了针对特殊病人设置个性化测量参数的必要性,虽然这增加了操作的复杂程度,但确实是提高电子血压计准确性的有效办法。
以上我们没有考虑心律失常、体位不当、病人情绪变化、袖带绑得不合适、病人配合不好等不利因素所带来的误差,因为这些不利因素对于听诊法和电子血压计都是存在的。


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