高血壓是困擾很多中老年人的疾病。患者需要不間斷地到醫院進行血壓測量，以便醫生能夠及時地了解病情。臨床上最常見的測量血壓方式是采用袖帶式的血壓計。這個方法還是由俄國醫生Korotkoff在20世紀初發明。這位醫生在日俄戰爭中作為隨軍醫生到了哈爾濱。在那里，他對心血管疾病產生了興趣。通過實踐，他為自己的博士論文積累了不少病例與材料。1905年回到俄國以后，他開始著手撰寫自己的博士論文。在一篇給俄國皇家軍事醫學院的報告中，他提出了測量血壓的新方法。這篇短短281字的報告奠定了袖帶式血壓計的技術原理，也為Korotkoff帶來了永久的聲譽。

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俄國醫生Nikolai Korotkov與他發明的袖帶式血壓計（wikipedia）

袖帶式血壓計已經延用了100多年，被稱為血壓測量的“金標準”。不過要用到目前流行的可穿戴設備上就有很大問題。首先，袖帶笨重，不能結合入手環一類的設備，其次，給袖帶加壓和減壓的過程導致袖帶不能實現不間斷的實時測量。因此，要實現可穿戴（無袖帶）的血壓測量，就需要我們探索新的技術路徑。

基本概念

無袖帶式血壓測量是基于動脈脈搏波傳導時間來估計血壓。動脈脈搏波是心臟泵血時血管內的壓力變化波形。它會隨著人體的動脈樹向動脈末端傳播。目前學術界使用的術語有點混亂，同一術語（如PTT）在不同的論文中被解釋為不同的含義。所以，下面我們先對一些基本術語做一下定義和解釋。

PTT（Pulse Transit Time）：脈搏波從心臟傳導到身體特定部位所需要的時間；

PAT（Pulse Arrival Time）：從心電圖的峰值時刻到脈搏波傳導到身體特定部位時刻之間的時間，在一些文獻中，直接用PTT代表此含義；

PEP（Pre-ejection Period）：射血前期，指心電圖的峰值時刻脈搏波從心臟開始傳導時刻之間的時間，與上面兩個量的關系為PAT=PTT+PEP；

DPTT（Differential Pulse Transit Time）：到身體兩個特定部位的PTT時間差，在一些文獻中，直接用PTT代表此含義。

DPAT（Differential Pulse Arrival Time）：到身體兩個特定部位的PAT時間差。

測量脈博波的技術途徑

用動脈脈搏波傳導時間來估計血壓，原理就是脈搏波在血管中的傳導速度與血壓相關。估計方法為測量大量的脈搏波傳導時間和血壓，通過數據擬合建立兩者之間的函數關系，然后就可以根據被測試者的脈搏波傳導時間估計血壓了。PTT路徑僅需要測量脈搏波。PAT則需要測量心電圖和脈搏波。心電圖的測量相對簡單，使用電容傳感器即可完成心電信號的采集。

PTT和PAT的關鍵都在于測量脈搏波。目前脈搏波的主流測量方式有以下三種。

（1）壓電傳感器：?脈搏波動會引起動脈血管壁壓力周期性的變化。這種壓力信號便可視作為脈搏波信號。當血管貼近皮膚表面時，這種壓力變化傳導到皮膚表面。通過在皮膚表面安置壓電傳感器，可以將壓力信號轉換為電信號，最終通過AD采樣得到可以使用的數值信號。該方法可以得到較為完整的脈搏波信號，保留較多的脈搏波特征，缺點是壓電傳感器必須安置在動脈距離接近皮膚表面的地方，并且壓電傳感器對被測者的運動比較敏感，要求被測者保持靜止狀態。這在一定程度上限制了該方法的應用范圍。

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（2）光電容積測量法：脈搏波動會引起動脈血內血液容積周期性的變化，而血液容積的變換會影響人體組織對光的透射率和反射率。使用一個強光源照射人體組織（通常選擇指尖），然后在同側接收反射光，或在背側接收投射光。通過光電轉換器將采集得到的光信號轉換為便于處理的電信號。光電容積法不需要患者處于靜止狀態。該方法測量的脈搏波信號有較大的畸變，一些重要的脈搏波特征會被濾出，在一定程度上影響測量精度。

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（3）超聲多普勒測量法：使用超聲波照射血管，血壓的流動產生多普勒效應，回波相對于發射信號頻移，而頻移量與血流速度對應。通過連續測量回波頻移，便可得到血流速度信號。血流速度與脈搏波具有相關關系，直接使用血流速度信號也可以測量脈搏波傳導時間。這種方法可以得到較為細致的脈搏波信號。目前學界研究相對較少，其用于脈搏波傳導速度測量方面的效果有待進一步的研究。

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PTT與PAT的優劣

在使用方面，PAT更為方便。PTT需要在身體的兩處布置脈搏傳感器。而PAT只需要在身體一處布置脈搏傳感器，并在同一位置布置心電圖傳感器，同時完成脈搏波和心電圖的測量。PAT和PTT兩種方法的基本原理都是血壓與動脈脈搏波傳導速度之間的相關關系，而這種相關關系在不同個體之間存在一定差異。所以為了提高血壓測量的精度，兩種方法都需要針對特定的測量個體進行模型校準，用一次或若干次的精確血壓測試值校準測量模型。

脈搏波傳導時間與血壓直接的關系為相關關系，沒有嚴格的函數關系。關于PAT和PTT的血壓估計效果，目前學術界的統一認識是PAT和PTT不適用于精確的血壓測量，但可以用于測量血壓的波動。在PAT和PTT的優劣對比上，學術界沒有統一的結論。有研究表明，由于PEP的干擾，PAT在估計SBP（收縮壓）、DBP（舒張壓）和MBP（平均血壓）上都次于PTT(GuanqunZhang, 2011)；另有研究顯示，PAT在估計SBP上優于PTT，在估計DBP和MBP上次于PTT(Payne RA, 2005)。這兩個研究在結論上相互矛盾，暗示著血壓估計效果和PAT以及PTT的提取算法高度相關。

目前已經上市的個人消費類血壓測量產品有FreescanTM。FreescanTM采用了三個心電電極與一個壓力傳感器。由于壓力傳感器對運動狀況敏感，所以只能采取患者手持設備，固定于手腕處的方式來測量。雖然解決了小型化問題，但是不能連續測量。根據官網信息，血壓測量根據的是雙手的PTT時間差，即DPPT。心電電極只是輔助提供了心率信息。

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Freescan便攜式血壓計。使用時需置于左手橈動脈處，儀器須以右手手持

這里要介紹的Bold Diagnostics則是脫胎于美國西北大學的一家初創公司。Bold將血壓計植入腕帶，可以進行長期實時（連續測量血壓超過七天）的血壓監測。他們采用了光電容積測量法。使用發光二極管和檢測二極管來設計監測顯示電路，以確定脈沖在左右手到達時間之間的差異。公司在公開資料中表示采用的技術路徑為DPAT。盡管PAT技術可以只布署一個檢測點，Bold還是采用了兩個手環，可能是為了提高測量的精度。Bold已經完成了第一階段的臨床實驗，證明了DPAT數據與血壓的相關性。在2016年第三季度計劃完成第二階段的臨床實驗，將與袖帶式血壓計做對比，來確認DPAT技術測量血壓數據的準確性。

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Bold Diagnostics 開發的Bold手環

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總結

以上是生活随笔為你收集整理的从Bold手环来谈谈无袖带血压计的技术的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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