/ 上海市计量测试技术研究院

0 引言

血压是指血液在血管内流动时，作用在血管壁面单位面积上的压力，正常成人的收缩压范围在90～ 139 mmHg（1 mmHg=0.133 kPa）， 舒 张 压 在60～89 mmHg，血压过低或者过高都会危害人体健康。随着人们健康意识的逐渐提高以及高血压患者数量的增加，对自身血压的关注也随之日益密切[1]。人体血压需要借助仪器设备进行测量，将外接袖带固定在人体上臂，推荐测量右手手臂血压，通过自动或非自动加压装置对袖带充气加压，实现对人体血压的无创测量。无创测量血压的方法，快速方便、安全卫生，因此得到广泛的普及和使用。

1 血压测量的原理

根据原理不同，无创测量血压计目前主要分为：水银血压计、血压表、电子血压计（包括动态血压监护仪等）这三种类型。水银血压计可以分为台式血压计和立式血压计，两者区别在于外观与构造上，因此本文对立式血压计不再单独介绍。

水银血压计基于流体静力学平衡原理工作，通过袖带对水银柱施加压力，使得水银柱面的压力高于大气压，通过流体静力学原理可以得出，压差最终表现为位差。随着袖带内压力的增加，水银柱面的液位不断提高，读取水银柱面切线与两边分度的交线，能够方便快速地得到袖带内的压力[2]。

血压表基于胡克定律工作，在外加压力作用下，血压表中的弹性变形原件会发生形变，带动指针旋转，最终通过读取指针在表盘上的位置来确定此时袖带内的压力。血压计和血压表都需使用听诊器，通过听取袖带放气时的柯氏音来确定人体收缩压与舒张压值。

电子血压计常用的工作原理是示波法，因此本文所提到的电子血压计泛指示波法电子血压计。通过检测血液在血管内流动时碰撞产生的波动来确定人体的血压，电子血压计通过计算函数将血压波动换算成人体血压，因此在研发设计前期需做大量测试，在数据测试和统计的基础上得到计算函数，所以每个生产厂商都有自己的换算函数。

随着传感技术的成熟，在柯氏音法测量血压基础上，引入电子听诊器，用机器来识别柯氏音。从一定程度上减少了人为因素引入的测量误差，这种基于柯氏音法原理测量人体血压的电子血压计统称听诊法电子血压计[3]。

2 水银血压计（表）

金标准是临床医学界的一种诊断疾病的方法，可以正确区分为“有病”和“无病”。水银血压计作为测量血压的金标准，其准确度高，操作简单、无需外接电源的特性使这种类型的血压计具有广泛的使用范围。水银血压计含有有毒有害物质水银（也称汞），汞是一种易挥发的物质，会对医生和患者产生直接的危害，同时挥发出去的汞也会渗入土壤和进入大气，造成环境污染。随着人们健康意识和环保意识的增强，全球越来越多的国家开始禁止水银的使用。在联合国框架下，140多个国家经过4年多的努力，最终出台了《水俣汞防治公约》，意味着到2020年包括水银血压计在内的一系列含汞产品将逐渐被淘汰。

血压表基于胡克定律工作，弹性变形材料本身不具有很好的稳定性，当环境温湿度发生变化、周围存在振动时都会对血压表的准确度产生影响。在日常检定工作中发现，当血压表表头受到碰撞后，很容易发生零位偏移现象，使得血压表不能正常工作[4-6]。

JJG 270-2008《血压计和血压表》，适用范围主要包括：（台式和立式）水银血压计以及血压表的首次检定、后续检定和使用中检查。检定规程中要求，水银血压计、血压表应具有kPa和mmHg为计量单位的双分度标度，但进口血压计有可能只有一种分度。同时规程中要求血压计38 kPa（285 mmHg），血压表40 kPa（300 mmHg）为检测起点，但有些儿童血压计的最高检测点只有20 kPa（150 mmHg），这些问题都有待解决。

3 电子血压计

电子血压计在实际使用中往往存在以下问题：首先使用不同品牌、型号的血压计，检测同一被测对象时，在近乎相同的测量条件下，得到的个体血压往往存在差异，这种差异正是因为不同的电子血压计生产商使用的数学模型和体模不一致导致的。其次根据电子血压计测量原理可以看出，血流通过血管壁面产生的波动转化为人体舒张压与收缩压的函数关系，是通过大量的临床试验来确定的，基于统计学原理得出的函数关系，在理论上具有很好的一致性。但考虑到个体之间存在生理差异，并且人体血管壁的弹性以及厚度在不同时间段以及不同环境条件下也存在一定差异，血管壁厚度与弹性会直接影响电子血压计对血流波动的检测与识别。以上提到的因素，都会对最终测得的舒张压与收缩压产生影响，使得测量结果在一定范围内出现较大的波动。

JJG 692-2010《无创自动测量血压计》，主要用于无创自动测量血压计的检定[7]。其中，血压计静态压力示值误差和血压示值重复性是其中两个重要的检定项目。首先在实际使用过程中，为了方便医务人员和患者使用，电子血压计往往被调整至动态血压测量模式，直接测量舒张压与收缩压。但检定过程中，首先需要将电子血压计调整至静态压力测试模式，才能测量其静态压力示值误差。由于不同厂家的血压计静态压力测试模式不尽相同，甚至同一厂家不同型号的血压计所需要的静态压力测试连接头也不尽相同，给检定工作带来极大的不便[8-9]。其次不同的生产厂商使用不同的袖带接头，因此在检定过程中，不能保证找到完全匹配的接头与标准器匹配，在一定程度上存在漏气现象，影响测量结果。

4 新型液晶显示无汞血压计

以上存在的问题以及人们对血压的日益关注、全球环境保护的无汞化需求、新型医疗设备的智能化集成化等，都推动无创血压测量仪不断地发展。日常检定工作中发现，许多医生还是习惯使用听诊法水银血压计，在这种需求的推动下，市场上出现了一种液晶无汞血压计，用液晶灯柱代替传统的水银血压计中的汞柱面，既满足了无汞化的需要，也符合医生的使用习惯。

液晶无汞血压计同样采用柯氏音法测量人体血压，其内部压电传感器将袖带充放气过程中的压力转变为电信号，最终反映为液晶柱面的高度，并以数字的形式实时显示当前压力，其内部组成和构造与传统的水银血压计有本质的区别。

传统水银血压计在使用过程中，需要医生在听取柯氏音的同时，时刻关注水银柱面高度的变化，通过水银柱面的切线与表盘分度的交线，判断患者的舒张压与收缩压，因此测量过程中不可避免地会引入人为误差。无汞液晶血压计中的压力以数字形式显示在屏幕上，医生只需要听取听诊器中的柯氏音，通过液晶柱面读取数据即可获得患者的舒张压与收缩压，在减少工作量的同时大大降低了人为误差。

检定工作中也发现，血压计中的水银在使用过程中会挥发，当水银少到一定程度时，血压计会出现零位误差不准以及压力过高时断汞等现象，缩短了血压计的使用寿命。同时在使用过程中发现，水银在玻璃管内不断地上升与下降，使得水银很容易附着在玻璃管内部，形成一层薄雾，从而影响了读数的准确性，同时这层薄雾在水银柱面与光滑玻璃管之间形成了一层隔膜，增加了水银柱面上升与下降时的阻力，造成断汞等现象的出现，使得水银血压计不能正常工作。用液晶柱面代替水银柱面后，从根本上解决了水银挥发的现象，因此杜绝了上述现象的发生，大大地延长了血压计的使用寿命，降低了医院的维修费用。对于液晶显示无汞血压计，由于液晶柱面替代了传统的水银柱面，因此不存在血压计的灵敏度检测项目，目前对于这种血压计的检测方法参照JJG 270-2008，为适应发展的需要，需要对现有规程进行修订。

5 结语

智能化与集成化技术的发展，大力推动了医疗设备的更新换代，使得现在的医疗设备往往兼具很多测试功能，例如将动态血压与动态心电图机结合在一起，可以全面分析患者24 h内的一系列生理变化；生命体征监护仪是一种集血压测量、二氧化碳血压饱和度测量、心电图机、心电监护仪、B超等于一体的测量设备，在抢救室、移动检测车等领域有较广的使用空间。医疗设备的发展，对现有的检测设备和检测手段提出了新的挑战。