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第五章第五章 血压测量血压测量 血压生理学概述血压生理学概述 直接测量原理与方法直接测量原理与方法 间接测量原理与方法间接测量原理与方法 血压自动测量电路血压自动测量电路 血压生理学概述血压生理学概述 血压是血液对血管单位面积的垂直压力 由心脏收缩产生，左心室和右心房之间的压差使血液流动，循环系统的参数 收缩压、舒张压、平均压相对大气的压力表示,mmg汞柱,Pa 血压是空间、时间的函数,频率2-3Hz 压力测量应用压力测量应用 血压血压 眼压眼压 眼中房水对眼球的压力眼中房水对眼球的压力 颅内压颅内压 颅腔内脑脊液的压力，颅腔内脑脊液的压力，10-15毫米汞柱。毫米汞柱。日常生活、工业上广泛应用日常生活、工业上广泛应用 重量，气压，液体压力等重量，气压，液体压力等 血压与哪些因素有关血压与哪些因素有关 心脏,心率,心输出量 动脉弹性,外周阻力 血液粘度，血流速度 与位置有关 降低血压方法 减小心输出量 降低阻力，扩张血管 增加血管弹性 血液循环血液循环 肱动脉血压的波形肱动脉血压的波形 收缩期：收缩期：0 0-1 1，1 1-2 2 舒展期：舒展期：2 2-3 3，3 3-4 4，4 4-5 5 0 0-1 1：心室快速射血，主动脉被扩张，血压上升，心室快速射血，主动脉被扩张，血压上升，心室注血前期；心室注血前期；心室慢注血期，心室射血后期，速度减慢，心室慢注血期，心室射血后期，速度减慢，进入主动脉的血量少于其流向外周的血量，进入主动脉的血量少于其流向外周的血量，动脉回缩，血压缓慢下降。动脉回缩，血压缓慢下降。1 1-2 2：2-3：心室不再向主动脉供血，半月瓣未来得及全闭上心室不再向主动脉供血，半月瓣未来得及全闭上 主动脉的血有些回流（随着心室舒张），形成动主动脉的血有些回流（随着心室舒张），形成动 脉处血压很快的下降，脉处血压很快的下降，3 3点已到波谷。点已到波谷。半月瓣关闭，主动脉血返流，二者发生撞击血半月瓣关闭，主动脉血返流，二者发生撞击血 又向外冲去，呈现动脉血压上升，又向外冲去，呈现动脉血压上升，4 4点降中峰。点降中峰。主动脉弹性收缩，将血液压向外周，主动脉弹性收缩，将血液压向外周，血压按指数衰减。血压按指数衰减。3-4：4-5：血压参数及其意义血压参数及其意义 在一周期之中，血压的平均值。在一周期之中，血压的平均值。经验公式：经验公式：MP=DP+(SPMP=DP+(SP-DP)/3DP)/3 1.收缩压收缩压(SP)(SP)：Systole PressureSystole Pressure，110110-120mmHg120mmHg。心脏收缩，每搏输出量大，收缩压高心脏收缩，每搏输出量大，收缩压高 2.2.舒张压舒张压(DP)(DP)：Diastole PressureDiastole Pressure，6060-80mmHg80mmHg。心脏舒张心脏舒张(大动脉收缩大动脉收缩)，外周阻力小则低，反之高，外周阻力小则低，反之高 3.3.脉压脉压=收缩压收缩压-舒张压舒张压 反映了动脉硬化的程度反映了动脉硬化的程度 主动脉和大动脉的弹性贮容作用，可以缓冲动脉血压之变主动脉和大动脉的弹性贮容作用，可以缓冲动脉血压之变 化幅度，使脉压变小。老年人，动脉弹性差，脉压增高。化幅度，使脉压变小。老年人，动脉弹性差，脉压增高。4.4.平均压平均压(MP):(MP):血管压力保持相对稳定？血管的弹性使得血压保持稳定，保持血流的连续 mitral:二尖瓣 相对或绝对压力，大气压力在人体分布是均匀的，当测量人相对或绝对压力，大气压力在人体分布是均匀的，当测量人体相对压力量时，大气压力变化不会影响测量结果；当测量体相对压力量时，大气压力变化不会影响测量结果；当测量绝对压力时，大气压的变化就必须考虑，即在测量过程中应绝对压力时，大气压的变化就必须考虑，即在测量过程中应随时标测当时的大气压。随时标测当时的大气压。重力效应，血液两点之间的压差等于重力位势之差，大约为重力效应，血液两点之间的压差等于重力位势之差，大约为gh（其中（其中为两点间血液的密度，为两点间血液的密度，h为两点的高度差，为两点的高度差，g为重为重力加速度）。显然每点的压力会因体位的变化而变化。力加速度）。显然每点的压力会因体位的变化而变化。速度效应，血流速度越快，压力越大速度效应，血流速度越快，压力越大 生理压力测量生理压力测量考虑考虑 人体不同姿势的血压变化人体不同姿势的血压变化 身高为1.8m的人为例，肢大约在心脏下1.2m处 计算站立时脚和头的血压 血液密度1.05,水银13.6 同样道理，由于脑血管位置比心脏高出约0.6m，故脑动脉血压会大约降低40mmHg。2211hhh2=90mmHg 站立：动脉压上低下高，静脉压升高 平躺：上高下低，血压基本一致 航天员身体血压及外在表现如何改变？航天员身体血压及外在表现如何改变？微重力微重力，脑部血压相对增大，脑部血压相对增大 长期，脸浮肿长期，脸浮肿 在心血液系统中，右心房压最稳定，几乎不受人体在心血液系统中，右心房压最稳定，几乎不受人体姿态变化的影响，这一重要特征，对于使人体在运姿态变化的影响，这一重要特征，对于使人体在运动中保持循环系统的稳定，起了很重要的作用动中保持循环系统的稳定，起了很重要的作用 上臂与右心房在同一水平线上上臂与右心房在同一水平线上,右心房作为血压测量右心房作为血压测量的参考点的参考点.该参考点大致位于胸纵轴的中央处，具体位于胸腔该参考点大致位于胸纵轴的中央处，具体位于胸腔左右第四肋之间的空间左右第四肋之间的空间 测量为相对于大气压 消除运动的影响 法国医生普赛利（法国医生普赛利（1797-1869)，采用内装水的玻璃管来测量血压，采用内装水的玻璃管来测量血压 直接测量血压方式的特点直接测量血压方式的特点 连续、动态连续、动态 测量范围广，低血压，任何部位测量范围广，低血压，任何部位 有创有创 有创血压 在危重病人如休克病人、一些心脏手术和其他重大手术时，对血压进行实时变化的监测具有很重要的临床价值，这就需要采用有创血压监测技术来实现。有创血压（IBP）一般可监测：动脉血压（ABP）、中心静脉压（CVP）、肺动脉压（PAP）、左房压（LAP）、颅内压（ICP）。有创血压 从上腔静脉进入 分别监测 右心房 右心室 肺动脉 肺动脉楔压 首先将导管通过穿刺，置于被测部位的血管内，导管的外端直接与压力传感器相连接，由于流体具有压力传递作用，血管内的压力将通过导管内的液体传递到外部的压力传感器上，从而可获得血管内实时压力变化的动态波形，通过特定的计算方法，可获得被测部位血管的收缩压、舒张压和平均动脉压。直接式血压测量原理直接式血压测量原理 问题问题 方法方法 液体导管耦合？液体导管耦合？压力传感器原理压力传感器原理?电压放大器，滤波器电压放大器，滤波器?压力显示压力显示 压力校准压力校准 液体导管耦合液体导管耦合：生理盐水隔离血液，防止感染：生理盐水隔离血液，防止感染 压力传感器：压力传感器：弹性膜片压阻，压电传感器弹性膜片压阻，压电传感器 压力压力位移位移电阻变化电阻变化电压变化电压变化 电压放大器：电压放大器：mvmv几十几十mv,mv,放大放大100100-10001000倍倍 具体根据传感器特性决定具体根据传感器特性决定 滤波器：滤波器：直流直流+基波基波1 1-2hz,52hz,5次谐波次谐波10hz,10hz,低通低通 压力显示：压力显示：数字式数字式 压力标定或校准压力标定或校准：将电压变为压力：将电压变为压力 有创血压 插管 压力计 含盐的肝素酶 隔离和清洗 防血凝固 直接式血压测量模型直接式血压测量模型 传感器电学模型传感器电学模型 液体耦合法主要是电阻应变式压力传感器液体耦合法主要是电阻应变式压力传感器 电阻应变片由金属丝构成传感器电阻应变片由金属丝构成传感器 )244133(RRRRRREV)()()()(22tptkVdttdVcdttVdmM M液体的质量，液体的质量，c c液体粘性阻尼，液体粘性阻尼，k k，弹性系数，弹性系数 m m p p S S k k V:V:体积的变化体积的变化 液体耦合导管液体耦合导管传感器系统，测量心内压传感器系统，测量心内压 导管耦合液体导管耦合液体 弹性膜片传感器弹性膜片传感器 直接式血压测量物理模型直接式血压测量物理模型 压力位移电压 上式表明压力P与位移V的关系 二者非线性关系，二级微分方程 外部信号P经过一个滤波系统，输出为V。类似力学二阶低通系统 输出特性与阻尼系数有关，阻尼系数应适当 时域特性 频域特性 影响有创测量的因素影响有创测量的因素 导管长度和半径 血液流动方向 气泡影响 安全问题，耦合液体隔离 导管长度和半径适宜，不能过长，过短 端口与血液流平行 气泡影响，导致弹性系数大，频率低，阻力大 长度过长阻力大，测量值低，过短质量小，不稳定 半径大质量大灵敏度低，半径小阻力大，测量不准 血管中血液压力导管测量法血管中血液压力导管测量法 根据贝努利定理（根据贝努利定理（Bernoullis Theorem）对大血管）对大血管中血流动力学分析，流体中某点的压力中血流动力学分析，流体中某点的压力E 式中式中U是流速，是流速，P是静压力，是静压力，是密度，是密度，g是重力加是重力加速度，速度，h是高度，式中第一项代表静压力第二项是高度，式中第一项代表静压力第二项为重力位能，第三项为动能。为重力位能，第三项为动能。动能效应在血管簇系中各部位是有差异的。动能效应在血管簇系中各部位是有差异的。在主动脉中动能对压力的贡献约为在主动脉中动能对压力的贡献约为4mmHg，流速，流速大约为大约为100cm/s 在肺动脉中在肺动脉中,动能对压力贡献动能对压力贡献3 mmHg,肺动脉压为肺动脉压为2.7 20mmHg，总贡献为，总贡献为15%1010压力放大器压力放大器 血压信号：0-300mmg,2Hz 直流放大器 脉冲激励放大 交流载波式放大 1111111111111111111112222(1)OTTOOTTTTTTOTTUUUUURRRUUUUUUUUUURRRRRRRRRRRUUUR A1,A2提供传感器电源 A3,跟随器,提供放大器偏置电压 A4:同向放大 A5，隔离电路，与电源隔离 A6:反向放大 消掉 Uo1 RT偏置电阻 显示部分显示部分 ICL7106+LCD 3位半数字万用表芯片(A/D)三位半显示是指最高只能显示1999，半位的含义就是第一位数字只能在0和1之间变化 含A/D,可直接驱动LED数码管显示，驱动 9伏电池 间接测量间接测量 柯氏音法 超声法 测振法 传感器不直接与血液接触传感器不直接与血液接触 压力传感器通过外部测量的方式间接测量血压压力传感器通过外部测量的方式间接测量血压 Korotkoff method Nikolai Sergeievich Korotkov(February 26,1874 March 14,1920)was a Russian surgeon,a pioneer of 20th century vascular surgery and the inventor of auscultatory technique for blood pressure measurement.柯氏音法柯氏音法 原原 理理 打气过程 放气过程.测量过程：测量过程：气囊快速加压气囊快速加压，当气囊中压力高于收缩压，当气囊中压力高于收缩压缓缓放气缓缓放气，刚，刚开始听到血管音时，水银压力计显示出的压力值就是开始听到血管音时，水银压力计显示出的压力值就是收收缩压缩压 气袖中的压力继续缓缓下降，血管音消失时水银压力计气袖中的压力继续缓缓下降，血管音消失时水银压力计显示出的压力值就是显示出的压力值就是舒张压舒张压 （1 1）当气袖压力明显超过收缩压时，）当气袖压力明显超过收缩压时，动脉血管被压扁，血管中无血流动脉血管被压扁，血管中无血流 必然听不到声音。必然听不到声音。现象解释：现象解释：.强调：强调：测