基于脉搏波速度法的无创连续血压测量方法研究进展_英文_杨向林
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假性高血压的研究进展
Ｐ Ｔ检 出 生 粥样硬化 ， 其大动脉 的顺 应性和弹性 接动 脉内测的收缩压高 １ ｍＨ ； ０ｍ ｇ 舒张 患者 ，经肱动脉 内测压 发现 ，Ｈ ２ 袖带舒 张压高于动脉 内舒张 减低． 使血管 壁 的纤 维增 生 。 致使 血压 性 Ｐ Ｔ的 诊 断 标 准 — — 袖 带 测 压 比动 率为 ４ ％（ Ｈ ０ｍ ｇ ．其 中 ６ ６ ０ ４岁检 出率 增 高。根据（ ０ ８年 中国老年高血压 治 脉内舒 张压高 １ Ｈｇ袖带 充气高血 压 １ ｍＨ ） （０ ２ ５ ｍｍ ： ６７ ６ ４岁 检 出率 ７ ．％，５岁 ０６ ７ 疗专家共识 》 ，老年人 高血压的诊断标 压 的诊 断标 准——动 脉 内舒张 压 在柯 １．％，５～７ ３３ 各组 问的差异具 有 准为 ： 在年龄 ＞６ ０岁的老年 人群 中， 血 氏第 ５音 时 比 袖 带 充 气 舒 张 压 提 前 以上检 出率 ３ ．％， ０ 统计学意义 。 由于 目前 缺少大样本的流 压持 续或三 次非 同 Ｅ血 压测量 Ｓ Ｐ≥ ｔ Ｂ １ ｍｍ Ｈｇ。
大衣高血压等 。
１ 定 义 与诊 断
最 早关于 Ｐ Ｔ客观存 在 的文献 是 真正 的高血压 ， Ｈ 此称 为 Ｐ Ｔ现象 。（ ） 理 机制 是动脉 中层 钙化 性硬化 及袖 带 Ｈ ３
在 １９ ８ ２年 描 述 的 ，ｉＷｉｉｍ Ｏ ｉ 就 直接测压完全正 常 ，袖 带测压亦 正常 ， 充 气后 神经介导 的血压反应 【。 Ｓｒ ｌａ ｓ ｒ ｌ ｅ ８ ＿ 有 这 样 的 描 述 ： 在 受 压 迫 动 脉 远 端 的 但后 者 比前者 高 １ ｍＨ “ ０ｍ ｇ以上 ，也称 ３１ 动脉 中层 钙 化 性硬 化 １７ ． ９ ４年
单 Ｈ ）此 如 Ｐ Ｔ现 象说 明 ，当周 围肌 肉动 脉 Ｈ 高血压 （ Ｈ） 值得注意 的是 ， Ｉ 。 Ｓ 高血压 的 高 于正常 （ 纯 Ｐ Ｔ ； 时 ， 果 老年 周 由于严 重的动脉硬化 而变 硬时 ， 袖带必 诊断 、 特别是 老年患者应排 除假性高血 人 的血压读数 高 ，但无靶器 官受 累 ，
大衣高血压等 。
１ 定 义 与诊 断
最 早关于 Ｐ Ｔ客观存 在 的文献 是 真正 的高血压 ， Ｈ 此称 为 Ｐ Ｔ现象 。（ ） 理 机制 是动脉 中层 钙化 性硬化 及袖 带 Ｈ ３
在 １９ ８ ２年 描 述 的 ，ｉＷｉｉｍ Ｏ ｉ 就 直接测压完全正 常 ，袖 带测压亦 正常 ， 充 气后 神经介导 的血压反应 【。 Ｓｒ ｌａ ｓ ｒ ｌ ｅ ８ ＿ 有 这 样 的 描 述 ： 在 受 压 迫 动 脉 远 端 的 但后 者 比前者 高 １ ｍＨ “ ０ｍ ｇ以上 ，也称 ３１ 动脉 中层 钙 化 性硬 化 １７ ． ９ ４年
单 Ｈ ）此 如 Ｐ Ｔ现 象说 明 ，当周 围肌 肉动 脉 Ｈ 高血压 （ Ｈ） 值得注意 的是 ， Ｉ 。 Ｓ 高血压 的 高 于正常 （ 纯 Ｐ Ｔ ； 时 ， 果 老年 周 由于严 重的动脉硬化 而变 硬时 ， 袖带必 诊断 、 特别是 老年患者应排 除假性高血 人 的血压读数 高 ，但无靶器 官受 累 ，
动脉脉搏波传播速度的测量和计算方法
文中通过采集一路心电信号及两路脉搏波信号 来获取 ＰＷＶ，由导联电极获得心电信号，通过血氧探 头获得脉搏波信号，将信号进行硬件滤波，放大后 Ａ／Ｄ 转换，数据读入 ＰＣ 机，进行数字信号处理，显示 出稳定的波形，计算出 ＰＷＶ 和 ＨＲ 等参数并保存。 １．２ 系统设计
上位机 ＰＣ 从串口中读取数据，转化成波形显示， 进行数字信号处理，获取 ＥＣＧ 信号和脉搏波信号的 特征点、计算出所需参数并显示，实现将得到的所有 信息的保存成文件，可以从先前保存的文件中读取信 号和数据并显示。任务框图如图 ２ 所示。
为了检验 ＰＷＶ 作为研究指标的可行性及精确 性，国内外学者进行了许多研究。Ｓｕｔｔｏｎ－Ｔｙｒｒｅｌｌ［１１］等从 一个人群试验中选取了 １４ 名受试者，每一个受试者 分别由两个研究者测量 ＰＷＶ，资料也分别由两名研 究者来收集。１４ 名受试者中的 ７ 人 １ 星期后进行了第 ２ 次随访，以评估随访间的差异，结果表明均无显著性 差异。ＰＷＶ 测量具有极好的可重复性，即使测量者和 资料收集者为刚培训的也是如此。Ｌｉａｎｇ 等研究了 ５０ 名年龄在 ２０ 岁～７０ 岁之间（平均 ４６．５ 岁）的健康人， 应用三种非创伤性方法：超声、多普勒（Ｄｏｐｐｌｅｒ）以及张 力测定法分别测定受试者的 ＰＷＶ，结果均无显著性差 异。Ｗｉｌｋｉｎｓｏｎ 等［１２］分别研究了两个不同的研究人员测 得的 ＰＷＶ 结果，也无显著性差异。Ｓｉｅｂｅｎｈｏｆｅｒ 等［１３］的 研究结果显示，经过培训的不同研究人员之间所测得 的 ＰＷＶ 值几乎相同，显示了极好的可重复性。这些都 说明，ＰＷＶ 测量具有较高的精确性和可重复性，作为 研究指标是可行的，适用于大规模人群及干预试验。通 过对脉搏波传导速度的变化的分析，可以将心血管疾 病潜在的危险尽早诊断出来，并及早采取干预措施，降 低心血管疾病的发生及死亡率［１４］。
上位机 ＰＣ 从串口中读取数据，转化成波形显示， 进行数字信号处理，获取 ＥＣＧ 信号和脉搏波信号的 特征点、计算出所需参数并显示，实现将得到的所有 信息的保存成文件，可以从先前保存的文件中读取信 号和数据并显示。任务框图如图 ２ 所示。
为了检验 ＰＷＶ 作为研究指标的可行性及精确 性，国内外学者进行了许多研究。Ｓｕｔｔｏｎ－Ｔｙｒｒｅｌｌ［１１］等从 一个人群试验中选取了 １４ 名受试者，每一个受试者 分别由两个研究者测量 ＰＷＶ，资料也分别由两名研 究者来收集。１４ 名受试者中的 ７ 人 １ 星期后进行了第 ２ 次随访，以评估随访间的差异，结果表明均无显著性 差异。ＰＷＶ 测量具有极好的可重复性，即使测量者和 资料收集者为刚培训的也是如此。Ｌｉａｎｇ 等研究了 ５０ 名年龄在 ２０ 岁～７０ 岁之间（平均 ４６．５ 岁）的健康人， 应用三种非创伤性方法：超声、多普勒（Ｄｏｐｐｌｅｒ）以及张 力测定法分别测定受试者的 ＰＷＶ，结果均无显著性差 异。Ｗｉｌｋｉｎｓｏｎ 等［１２］分别研究了两个不同的研究人员测 得的 ＰＷＶ 结果，也无显著性差异。Ｓｉｅｂｅｎｈｏｆｅｒ 等［１３］的 研究结果显示，经过培训的不同研究人员之间所测得 的 ＰＷＶ 值几乎相同，显示了极好的可重复性。这些都 说明，ＰＷＶ 测量具有较高的精确性和可重复性，作为 研究指标是可行的，适用于大规模人群及干预试验。通 过对脉搏波传导速度的变化的分析，可以将心血管疾 病潜在的危险尽早诊断出来，并及早采取干预措施，降 低心血管疾病的发生及死亡率［１４］。
高血压患者baPWV、年龄、脉压三者间关系研究论文
高血压患者baPWV、年龄、脉压三者间关系的研究【摘要】目的：探讨高血压患者肱—踝动脉脉搏波速度（bapwv）、年龄、脉压三者间的关系。
方法：筛选高血压患者316例，应用自动脉搏波速度测定仪测量bapwv作为反应动脉弹性的指标，应用标准袖带水银柱血压计测量血压。
结果：脉压≥60mmhg者bapwv显著大于脉压70岁5组，根据脉压分为≥60mmhg和<60mmhg两组。
1.2 血压测定方法患者休息15分钟后，采用标准袖带水银柱式血压计（鱼跃牌）测量坐位右上肢血压，取柯式音第1音和第5音时的血压读数作为收缩压和舒张压，间隔2分钟测量1次，测量3次取均值。
脉压根据以下公式计算：脉压=收缩压-舒张压。
1.3 pwv测量采用欧姆龙动脉硬化检测装置（bp-203rpeiii），测定肱-踝动脉脉搏波速度（bapwv），作为评估动脉弹性的指标。
受检者取仰卧位，四肢缚4个示波血压袖带，袖带分别置于双上肢和双侧踝部，上臂袖带气囊标志处对准肱动脉，袖带下缘距肘窝横纹2-3cm，下肢袖带气囊标志处位于下肢内侧，袖带下缘距内踝1-2cm。
连接好i导联心电图（ecg）电极，并将1个心音图（pcg）传感器放置在心电图胸导v2位置，监测ecg和pcg。
取左右两侧bapwv的高值进行统计分析。
同时记录性别、年龄、身高、体重。
1.4 统计学分析数据采用均数±标准差（x ± s）表示。
采用方差分析比较bapwv在脉压不同分类时的差异。
采用pearson相关分析pwv和脉压、年龄的关系。
采用多元逐步回归分析筛选敏感反映脉压变异的因素。
入选和剔除标准分别为0.05和0.10。
p<0.05为差异有显著性。
2 结果2.1 一般情况特征研究人群（316例）平均年龄（54.12±13.14）岁，男性多于女性（183比133），平均bmi（26.39±3.53） kg/m2，平均收缩压（155.52±11.92）mmhg，平均舒张压（94.96±8.12）mmhg。
2020无创心排量和血液动力学监测
血流动力学监测
——各种监测技术的比较
血流动力学（Hemodynamics）
是血液在循环系统中运动的物理学，通过对作用力、流量和容 积三方面因素的分析，观察并研究血液在循环系统中的运动情 况。
血流动力学监测（Hemodynamic Monitoring）
是指依据物理学的定律 ，结合生理和病理生理学概念，对循环 系统中血液运动的规律性进行定量地、动态 地、连续地测量和 分析，并将这些数据反馈性用于对病情发展的了解和对临床治 疗的指导。
无创监测技术总览
1 经胸连续多普勒-USCOM 2 经食道超声心动图-TEE 3 二氧化碳重吸法-NICO 4 经胸生物电抗法-NICOM 5 全身生物电抗法-NICas
经胸连续多普勒法
--USCOM 超声心输出量监测系统
➢ 采用连续多普勒超声波技术 ，通过测量主动脉或者肺 动脉的射血速度再乘以其管腔截面面积( 管腔面积通过 已知的身高体重公式换算得知) ，计算出每搏量等指标。
• 通过呼气末二氧化碳分压（PETCO2）与二氧化碳解离曲线间接 推算CaCO2
• 肺内分流通过血氧饱和度、吸入氧浓度进行计算
45~60g·m/m2
5~10g·m/m2
90~150kPa·s/L (900~1500dyn·s·cm-5) 15~25kPa·s/L (150~250dyn·s·cm-5)
• 在血流动力学的发展史上具有里程碑意义的是应用热稀释 法测量心输出量的肺动脉漂浮导管（Swan-Ganz Catheter） 的出现，从而使得血流动力学指标更加系统化和具有对治 疗的反馈指导性
✓ 颈椎及上段胸椎损伤累及脊髓
✓ 近期食道、气道手术史
✓ 伴严重出血
二氧化碳重复吸入法（NICO）
——各种监测技术的比较
血流动力学（Hemodynamics）
是血液在循环系统中运动的物理学，通过对作用力、流量和容 积三方面因素的分析，观察并研究血液在循环系统中的运动情 况。
血流动力学监测（Hemodynamic Monitoring）
是指依据物理学的定律 ，结合生理和病理生理学概念，对循环 系统中血液运动的规律性进行定量地、动态 地、连续地测量和 分析，并将这些数据反馈性用于对病情发展的了解和对临床治 疗的指导。
无创监测技术总览
1 经胸连续多普勒-USCOM 2 经食道超声心动图-TEE 3 二氧化碳重吸法-NICO 4 经胸生物电抗法-NICOM 5 全身生物电抗法-NICas
经胸连续多普勒法
--USCOM 超声心输出量监测系统
➢ 采用连续多普勒超声波技术 ，通过测量主动脉或者肺 动脉的射血速度再乘以其管腔截面面积( 管腔面积通过 已知的身高体重公式换算得知) ，计算出每搏量等指标。
• 通过呼气末二氧化碳分压（PETCO2）与二氧化碳解离曲线间接 推算CaCO2
• 肺内分流通过血氧饱和度、吸入氧浓度进行计算
45~60g·m/m2
5~10g·m/m2
90~150kPa·s/L (900~1500dyn·s·cm-5) 15~25kPa·s/L (150~250dyn·s·cm-5)
• 在血流动力学的发展史上具有里程碑意义的是应用热稀释 法测量心输出量的肺动脉漂浮导管（Swan-Ganz Catheter） 的出现，从而使得血流动力学指标更加系统化和具有对治 疗的反馈指导性
✓ 颈椎及上段胸椎损伤累及脊髓
✓ 近期食道、气道手术史
✓ 伴严重出血
二氧化碳重复吸入法（NICO）
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第 24 卷 第 6 期 2011 年 12 月
航天医学与医学工程 Space Medicine ＆ Medical Engineering
Vol． 24 No． 6 Dec． 2011
Research Progress of Noninvasive Continuous Blood Pressure Measurements Based on Pulse Wave Velocity
Accepted date： 2011-11-29 * Corresponding author： YAN Hong hholden@ sina． com △Both authors contributed equally to this work． Foundation item： Supported by Advanced Space Medico-Engineering Research Project of China（ SJ200903，SJ201006） ； State Key Laboratory of Space Medicine Fundamentals and Application（ SMFA09A16）
1 The Standards and application of BP measurement
The standards of BP measurement were initially
468
航天医学与医学工程
第 24 卷
proposed by British Hypertension Society （ BHS ） and European Society of Hypertension （ ESH） ，using oscillometric waveform method． Then they were further developed and finally established by American National Standards of the Association for the Advancement of Medical Instrumentation （ ANSI / AAMI） ． The AAMI standards require that the mean difference between the systolic （ or diastolic ） BP values measured by the manual sphygmomanometer and by the device under examination should not exceed 5 mmHg，and the standard deviation of that difference should not exceed 8 mmHg． The AAMI standards allow deviations of 16 mmHg or higher （ two standard deviations） from the gold standard for 5% of the examinations［10-11］．
All methods except PWV-based methods are required with the cuff，which usually are not comfortable and expedient，even impeding blood flow in the artery． However， PWV-based methods overcome those dilemma，and provide the continuous BP value conveniently，accurately and without the cuff． Following，we will introduce the standards of BP measurement and application of BP measurement in manned space flight． Then BP measurement methods based on PWV are classified into three categories． Finally the influencing factors and extensive application prospects for continuous BP measurement are proposed ．
Presently，the methods for measuring BP fall into two major categories： invasive and noninvasive． The invasive methods are involved in inserting a
catheter into the artery or using the implantable sensor inside the body［2］，while the noninvasive methods are mainly related to tachooscillograms，oscillometric， tonometric， ultrasonic， Korotkov sounds （ auscultatory） ，electronic palpation and pulse wave velocity （ PWV） based method［3-9］．
In Mir space station，BP is measured with UA02 digital BP measurement and one module of the GAMMA-1 system，which are based on auscultatory method and tachooscillograms method，respectively． In the International Space Station（ ISS） ，the instrument used by Russia （ Fig． 1a，TENSOPLUS OSZ-2 instrument） to measure BP is based on tensometric method． BP holter （ Fig． 1b，PAR，made in Germany） for the long term （ up to 24h） ambulatory recording of the arterial blood pressure is based on oscillometric method． The continuous blood pressure system of NASA adopts the ambulatory Finapres technology solution （ Fig． 1c，Portapres） ，which is based on the method of volume compensation using a
Blood pressure （ BP） is one of the most important indices of medical monitoring and life security in manned space flight missions． The measurements of both instantaneous and continuous BP play a critical role in monitoring and determining the astronauts’ physiological status． However，BP may have significant fluctuations induced by some factors，such as body status，mood，strength of heartbeat，the elasticity of arterial walls，the volume and viscosity of blood，health，age，and physical conditions，etc． Instantaneous BP can not show real-time physiological status mompletely，while the continuous BP can reflect the changes and regulations，and provide superior data for predicting risk of serious cardiovascular events and making antihypertensive therapy decisions［1］．
基于脉搏波速度法的无创连续血压测量方法研究进展． 杨向林，胡伟，严洪，肖蒙，孙晓． 航天医学与医学 工程，2011，24（ 6） ： 467 ～ 472 摘要： 连续血压作为载人航天关键的医学生理指标，在医学监护、疾病诊断、健康状态评价和医学研究等 方面具有十分重要的应用价值。基于脉搏波速度法的无创连续血压测量方法不需要加压套袖即可方便 舒适地完成血压的测量，具有广阔的应用前景。本文将脉搏波速度法分为正相关测量法、反相关测量法 和多参数测量方法 3 类，并进行了详细综述，同时介绍了影响血压测量的各种因素，最后对基于脉搏波 速度法的无创连续血压测量方法进行了总结和展望。 关键词： 脉搏波传播速度； 脉搏波传播时间； 血压测量 中图分类号： R318. 6 文献标识码： A 文章编号： 1002-0837（ 2011） 06-0467-06 作者地址： 严 洪． 中国航天员科研训练中心，北京 100094，中国
YANG Xiang-lin△，HU Wei△，Yห้องสมุดไป่ตู้N Hong* ，XIAO Meng，SUN Xiao
（ China Astronaut Research and Training Center，Beijing 100094，China）
航天医学与医学工程 Space Medicine ＆ Medical Engineering
Vol． 24 No． 6 Dec． 2011
Research Progress of Noninvasive Continuous Blood Pressure Measurements Based on Pulse Wave Velocity
Accepted date： 2011-11-29 * Corresponding author： YAN Hong hholden@ sina． com △Both authors contributed equally to this work． Foundation item： Supported by Advanced Space Medico-Engineering Research Project of China（ SJ200903，SJ201006） ； State Key Laboratory of Space Medicine Fundamentals and Application（ SMFA09A16）
1 The Standards and application of BP measurement
The standards of BP measurement were initially
468
航天医学与医学工程
第 24 卷
proposed by British Hypertension Society （ BHS ） and European Society of Hypertension （ ESH） ，using oscillometric waveform method． Then they were further developed and finally established by American National Standards of the Association for the Advancement of Medical Instrumentation （ ANSI / AAMI） ． The AAMI standards require that the mean difference between the systolic （ or diastolic ） BP values measured by the manual sphygmomanometer and by the device under examination should not exceed 5 mmHg，and the standard deviation of that difference should not exceed 8 mmHg． The AAMI standards allow deviations of 16 mmHg or higher （ two standard deviations） from the gold standard for 5% of the examinations［10-11］．
All methods except PWV-based methods are required with the cuff，which usually are not comfortable and expedient，even impeding blood flow in the artery． However， PWV-based methods overcome those dilemma，and provide the continuous BP value conveniently，accurately and without the cuff． Following，we will introduce the standards of BP measurement and application of BP measurement in manned space flight． Then BP measurement methods based on PWV are classified into three categories． Finally the influencing factors and extensive application prospects for continuous BP measurement are proposed ．
Presently，the methods for measuring BP fall into two major categories： invasive and noninvasive． The invasive methods are involved in inserting a
catheter into the artery or using the implantable sensor inside the body［2］，while the noninvasive methods are mainly related to tachooscillograms，oscillometric， tonometric， ultrasonic， Korotkov sounds （ auscultatory） ，electronic palpation and pulse wave velocity （ PWV） based method［3-9］．
In Mir space station，BP is measured with UA02 digital BP measurement and one module of the GAMMA-1 system，which are based on auscultatory method and tachooscillograms method，respectively． In the International Space Station（ ISS） ，the instrument used by Russia （ Fig． 1a，TENSOPLUS OSZ-2 instrument） to measure BP is based on tensometric method． BP holter （ Fig． 1b，PAR，made in Germany） for the long term （ up to 24h） ambulatory recording of the arterial blood pressure is based on oscillometric method． The continuous blood pressure system of NASA adopts the ambulatory Finapres technology solution （ Fig． 1c，Portapres） ，which is based on the method of volume compensation using a
Blood pressure （ BP） is one of the most important indices of medical monitoring and life security in manned space flight missions． The measurements of both instantaneous and continuous BP play a critical role in monitoring and determining the astronauts’ physiological status． However，BP may have significant fluctuations induced by some factors，such as body status，mood，strength of heartbeat，the elasticity of arterial walls，the volume and viscosity of blood，health，age，and physical conditions，etc． Instantaneous BP can not show real-time physiological status mompletely，while the continuous BP can reflect the changes and regulations，and provide superior data for predicting risk of serious cardiovascular events and making antihypertensive therapy decisions［1］．
基于脉搏波速度法的无创连续血压测量方法研究进展． 杨向林，胡伟，严洪，肖蒙，孙晓． 航天医学与医学 工程，2011，24（ 6） ： 467 ～ 472 摘要： 连续血压作为载人航天关键的医学生理指标，在医学监护、疾病诊断、健康状态评价和医学研究等 方面具有十分重要的应用价值。基于脉搏波速度法的无创连续血压测量方法不需要加压套袖即可方便 舒适地完成血压的测量，具有广阔的应用前景。本文将脉搏波速度法分为正相关测量法、反相关测量法 和多参数测量方法 3 类，并进行了详细综述，同时介绍了影响血压测量的各种因素，最后对基于脉搏波 速度法的无创连续血压测量方法进行了总结和展望。 关键词： 脉搏波传播速度； 脉搏波传播时间； 血压测量 中图分类号： R318. 6 文献标识码： A 文章编号： 1002-0837（ 2011） 06-0467-06 作者地址： 严 洪． 中国航天员科研训练中心，北京 100094，中国
YANG Xiang-lin△，HU Wei△，Yห้องสมุดไป่ตู้N Hong* ，XIAO Meng，SUN Xiao
（ China Astronaut Research and Training Center，Beijing 100094，China）