心血管疾病是全世界最让人闻风丧胆的疾病之一,每5例死亡的病例中,就有2例死于心血管疾病。为了检测和治疗心血管相关的疾病,对血压及其他心脑血管指数的监测是非常具有必要性的。但是,医院及居家常用的电子血压计却无法用于连续检测。为此市面上出现了侵入式及非侵入式两种可以实现连续血压监测的设备,入侵式连续血压检测一般通过在皮肤及血管上开创口,套管针置于动脉中直接测量动脉压;而另外一种无创连续测压的方式就是我们生活中常见智能手环/智能手表/腕式血压计采用的光电脉搏波测量方法。目前三星、苹果、dido、华米、华为等智能穿戴品牌已运用了该项连续血压监测技术。

入侵式(有创)连续血压检测法

非入侵式(无创)PPG信号转化PTT连续血压检测法

目前,无创连续测压算法中使用最广泛的是两路PPG结合法及ECG+PPG结合法,两路PPG结合法通过采集人体两个不同部位测得两路脉搏信号特征点的脉搏到达时间差(PATD),通过PATD模型估算血压,该法需要同时佩戴多个传感器,且传感器的时间同步要求较高,一定程度上为测量加大了难度。

ECG+PPG结合法通过心脏位置传导到PPG测试点的时间差(PTT),再以ECG作为PTT的七点在身体其他位置记录PPG信号作为PTT的终点。通过识别ECG小信号和PPG信号的主波峰,测得两个主波峰之间的时间间隔PTT,运用线性回归方程建立校正系数比较准确地计算出SBP,再配合算法计算DBP。因该方法具有不需要产生创口就可以实现连续监测,加上PPG与ECG的传感芯片可以做得非常小,目前已逐渐被使用到方便全天携带的智能手环/智能手表中进行血压监测。

去年12月,清华大学清华四川能源互联网研究院发布一则由清华大学集成电路学院教授邓宁及清华大学集成电路学院博士李毅斌的共同研究成果--《无创便携式血压连续测量技术》表明:本成果实现了在手腕处,通过多种脉搏波形及其相位差测量血压。本成果不需要阻断动脉血流,更加舒适、无扰;测量点都集中在手腕处,可以集成到智能手环、手表上,测量设备便捷;其中算法通过对5-10秒的脉搏波波形进行分析就可以输出血压值,实时性更强,可以做到连续监测血压。并进行该技术的有点分析:(1)ECG和PPG的技术已经非常成熟;(2)信号只需要提取峰值,算法较为轻量级,适合在固件或手机上计算。 该成果适合在智能手环、手表上实现血压的无感、便携、试试连续监测。

相对于其他无创连续测血压算法,ECG+PPG测量血压法的研究已经十分成熟,加之智能的算法便可进行高准确率的血压测量;但因为人体差异、活动状态、肤色深浅等差异,早期需要较频繁地通过水银血压计对血压模型进行校准,在后续的测压中将会越来越准确。另外,由于正常人体一天中的血压会有较为明显的波动,有血压疾病的患者甚至会出现峰值的前移或者消失,在进行血压测量及仪器校准的时候应注意以下几点,以获取更准确的血压数值:

1、一般清晨起床后7、8点钟的时间,在休息的状态下测量比较准确;

2、被测量者应在安静环境下休息至少10-20分钟,避免情绪紧张;

3、被测量者在测量前2小时前后不宜咖啡、喝酒,或者进食过刺激性食物;

4、在血压测量时,应当采取坐位测量,在测量过程中避免屏气和紧张、焦虑。连续测量三次,得到数值之后,进行记录并取平均值。

5、人体血压波动值收缩压20mmHG,舒张压在10nnHG以内,属于人体正常的血压波动范围;

最后,尽管该测量方式已有成熟的理论及实践数据,但仍尚未获得相关医疗认证,结果暂不可作为医疗诊断参考,作为平常健康生活的辅助,帮助使用者更有依据地调整自身的生活方式,未病先防才是更优质的健康管理实施方案。