连续无创血压测量

一、血压测量方法概述

  间歇式血压测量：

柯式音法：通过充气袖带，加气压迫血管，使血管完全阻断，完全阻断后，袖带下方的听诊器是无法听到声音的。然后缓慢调节泄气阀门，在某时刻听到脉搏博动的声音，认为此时得到的袖带压力就是收缩压；继续放气，在听到最后一次脉搏搏动的声音，认为此刻对应的袖带压强为舒张压。

示波法（振荡法）：也需要充气袖带压迫阻断血管，然后缓慢泄气，通过压力传感器测量记录数据，得到脉搏波的钟形包络线，再通过相应的算法找到收缩压和舒张压的特征点，在特征点处充气袖带的压力就是相应的收缩压和舒张压，包络线的最高点所对应的压力为平均压。判定方法：波形特征法和幅度系数法。

连续无创血压测量：

动脉张力法：又称扁平张力法，主要适用于桡动脉、股动脉和颈动脉等浅表动脉，施加外部压力使位于骨骼附近动脉成扁平状，当血管被外部压力压扁时，血管壁的内周应力发生改变，当血管内压力与外力相等时，通过安置于动脉部位的压力传感器来测量该表面的压力，此时测得逐拍的动脉压力波形的即为动脉血压，再依据传递函数进一步转换计算出中心动脉压。

脉搏波速法：依据脉搏波沿动脉传播速率与动脉血压间具有正相关性的特点而提出的，通过测得的脉搏波速间接推算动脉血压值。脉搏波速通常选取臂上两点，测量脉搏波在两点间的传递时差，通过时差间接计算波速，再利用血压和波速之间的正相关推算出动脉血压值。

脉搏波特征参数法：脉搏波参数测定法是通过脉搏波提取出能充分反映血压

的特征点，根据脉搏波原理和动脉弹性腔理论建立血压与脉搏波特征参数间的相关关系，以达到无创血压测量的目的。脉搏波中常见的波特征参数有：脉动周期、主波高度、降中峡高度、降中峡相对高度、重搏波高度、重搏波相对高度等。

容积补偿法：当施加的血管壁外压力总和与血管内周应力相等时，动脉血管处于恒定容积状态，此时血管壁的直径不再受血压波动的影响，通过对恒定容积状态下的外加压力的测量间接得到血压值，利用血管自身的强非线性力学特性而形成的血压检测方法即为恒定容积法。采用恒定容积法时，首先通过对袖带加压控制血管的内外压差，然后再利用光电容积检测法检测血管的内容积，最后通过观察光电容积曲线的出现点以及振幅最大点所对应的袖带压力，来确定最高血压以及平均血压，间接地计算出最低血压。

无创连续血压测量技术的研究进展：连续实时监测血压具有非常重要的临床价值，无创连续血压测量方法是当前国内外血压检测的一个共同趋势。动脉张力法与容积补偿法精度较高，初步实现了24 h动态血压连续测量。而脉搏波速法、脉搏波特征参数法测血压，由于个体之间差异较大，生理参数间的相对性对各种因素的影响非常敏感，且尚无相关关系的统一标准，随着个体的差异而有所改变，影响血压测量精度。

二、连续无创血压测量——容积补偿法——Photoplethysmography（PPG）光电容积脉搏波

     1、理论基础

        根据郎伯-比尔(Lamber-Beer)定律，物质吸光度与其浓度成正比。当人体组织受到恒定波长的光照射时，经过组织吸收、反射及衰减后，测量所得到的光强度一定程度上反映了被测部位的结构特征。人体组织可分为血液组织和非血液组织(如皮肤、肌 肉、骨骼等)，血液又分为动脉血和静脉血。在光照时，通常认为非血液组织的光吸收量恒定，静脉血的波动太小可忽略。而皮肤内的血液容积在心脏作用下呈搏动性变化，当心脏收缩时外周血容量最多，光吸收量也最大，检测到的光强度最小；而在心脏舒张时，正好相反，检测到的光强度最大，使光接收器按收到的光强度随之呈脉动性变化。将此光强度变化信号转换成电信号，便可获得容积脉博血流的变化。由此，容积脉搏血流中包含有心博功能、血液流动等诸多心血管系统的重要生理信息。所以容积脉搏波在人体连续血压、血流、血氧、脉率、微循环、血管阻力、呼吸率、呼吸量、连续心排量、心率变异等参数的无创检测中都有很好的应用前景。

        因此容积补偿法在监测连续血压的同时，还能提供了全面的血流动力学参数的实时监测。以无创、实时、连续方式获得平均动脉血压（MAP）、心排量（CO）、脉压差变异率（PPV）和外周血管阻力（SVR）等血流动力学参数。

    2、信号获取

    目前市面上主要获取方式如下图：

由分立器件搭建的LED驱动和PD信号获取，PPG信号经过I/V转换、滤波放大、ADC。

缺点：电路搭建麻烦、硬件需要调试以获得最优信号、器件多不易搬移。

建议获取方式：

优点：模块化、信号噪声小、可靠性高、各阶段可程控。

具体发射和接收框图：

        发射部分集成了两个H-桥LED驱动器和一个50mA电流8位分辨率的可编程电流源，用于驱动发光二极管（LED）发射红外光，这种集成满足超过105dB的动态范围（基于1-sigama LED电流噪声）。电流源内部可自动跟踪并调节到设定值，可以确保实际LED电流的准确性。

        接收部分包含：第一级反馈电阻和反馈电容可控差分IV跨阻放大、第二级增益可控的同时可调节偏置电流的差分放大器、第三级为500HZ的RC无源滤波、第四级为ADC差分输入缓冲器、第五级为∑ΔADC、PD接收部分故障检测。内部高速和高精度22位AD每50uS对采样的数据进行累积和平均，可进一步减小数据偏差、噪声和后级电路对有效信号获取的处理时间。

     3、实际电路

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