血壓（BP）是一項(xiàng)重要的生理指標(biāo)，可以提供關(guān)于患者的心功能、心容積狀況、器官灌注和整體血流動力學(xué)穩(wěn)定性的相關(guān)信息。通常情況下，通過在手臂上使用非侵入性血壓計(jì)（即臂式電子血壓計(jì)），可以實(shí)現(xiàn)血壓的間歇性測量。在高危醫(yī)療環(huán)境中（如手術(shù)室（OR）和重癥監(jiān)護(hù)室（ICU）），連續(xù)血壓監(jiān)測是通過插入外周動脈的侵入性動脈導(dǎo)管（A- line）實(shí)現(xiàn)的。雖然動脈導(dǎo)管可以檢測到突然的血流動力學(xué)變化，但是由于動脈導(dǎo)管具有高侵入性，并與一些醫(yī)療并發(fā)癥（包括血腫、動脈血栓和感染）相關(guān)，它們的使用通常僅限于“高風(fēng)險”患者。在美國，據(jù)估計(jì)只有36%的重癥監(jiān)護(hù)病房危重患者使用動脈導(dǎo)管進(jìn)行血壓監(jiān)測。鑒于與動脈導(dǎo)管相比，臂式電子血壓計(jì)的精度相對較低，且有高估低血壓和低估高血壓的傾向，所以大多數(shù)患者在只使用臂式電子血壓計(jì)作為血壓測量的唯一工具的情況下，會因?yàn)榇嬖谖幢粰z測到的關(guān)鍵血流動力學(xué)變化，從而影響其醫(yī)療護(hù)理。

此外，最近的研究表明，血壓的連續(xù)變化模式與心血管癥狀息息相關(guān)，例如，每次心跳的血壓，其測量數(shù)據(jù)的波動性可用于評估重要的生理參數(shù)，如血管張力、液體反應(yīng)性和交感神經(jīng)自動調(diào)節(jié)。因此，連續(xù)非侵入性血壓（CNIBP）監(jiān)測在過去幾十年里引起了越來越多的關(guān)注，但目前仍然難以實(shí)現(xiàn)。

據(jù)麥姆斯咨詢報道，為了應(yīng)對這些挑戰(zhàn)，美國加利福尼亞大學(xué)爾灣分校（University of California，Irvine）的研究人員開發(fā)了一種獨(dú)特的方法，通過創(chuàng)建一種新的心動周期內(nèi)生物標(biāo)志物（舒張傳輸時間，DTT）來實(shí)現(xiàn)高度準(zhǔn)確的血壓估計(jì)。研究證明，與其他常見的信號處理技術(shù)相比，該方法在消除隨機(jī)基線漂移、保持信號完整性和測量精度方面具有優(yōu)越的性能，這種優(yōu)勢即使在具有顯著的血流動力學(xué)變化的情況下也依然能夠保持。此外，研究人員從不同批次的高危患者那里收集到了使用非侵入性傳感器獲得的血壓數(shù)據(jù)，并應(yīng)用這種新算法進(jìn)行處理，結(jié)果表面，經(jīng)處理后的監(jiān)測數(shù)據(jù)可以接近侵入性動脈導(dǎo)管血壓監(jiān)測的金標(biāo)準(zhǔn)，且這種動態(tài)監(jiān)測過程可以持續(xù)長達(dá)20分鐘，而無需重新校準(zhǔn)（圖1）。其次，研究人員通過成功地將該方法應(yīng)用于從各種傳感器（包括光電容積描記術(shù)（PPG）和電容壓力傳感器（CAP））獲得的脈沖波形，建立了該方法的普適性。同時，該算法還保持了信號的完整性，能夠可靠地評估血壓的波動性。此外，該算法對在突然的手部運(yùn)動和長時間行走過程中的低頻和高頻運(yùn)動偽影都表現(xiàn)出了耐受能力。因此，與以往的方法相比，該方法顯示出長足的進(jìn)步，可以廣泛應(yīng)用于可穿戴傳感器，實(shí)現(xiàn)在門診和住院情境下的連續(xù)非侵入性血壓監(jiān)測。

圖1 DTT方法概述：（a）使用侵入性橈動脈導(dǎo)管和對側(cè)放置的非侵入性CAP或PPG傳感器獲取住院患者的血壓數(shù)據(jù)；（b）使用DTT算法處理來自非侵入性傳感器的血壓信號，以獲得與動脈導(dǎo)管可比的測量值?；疑幱皡^(qū)表示原始信號（灰線）與經(jīng)過DTT處理后的信號（藍(lán)線）之間的偏移量。

住院患者的血壓監(jiān)測

使用來自高?；颊撸ㄔ谑中g(shù)室和ICU的患者）的血壓記錄，研究人員評估了算法修正原始血壓信號和準(zhǔn)確測量關(guān)鍵心血管參數(shù)的能力（圖2-3）?？偟膩碚f，該算法可以應(yīng)用于廣泛的血流動力學(xué)范圍，其中收縮壓（SBP）的范圍為79-158mmHg，舒張壓（DBP）的范圍是34-92mmHg，平均動脈壓（MAP）的范圍是49-115mmHg，心率范圍是44-123次/分鐘（bpm）。

圖2 評估使用CAP傳感器進(jìn)行住院患者血壓監(jiān)測的準(zhǔn)確性和精確度

圖3 評估使用PPG傳感器進(jìn)行住院患者血壓監(jiān)測的準(zhǔn)確性和精確度

在該項(xiàng)研究中，研究人員以接受手術(shù)的患者為試驗(yàn)對象，證明了基于CAP傳感器的血壓估計(jì)值和金標(biāo)準(zhǔn)動脈導(dǎo)管測量值之間具有很強(qiáng)的線性相關(guān)性，SBP、DBP和MAP的皮爾遜系數(shù)分別為0.987、0.960和0.980（圖2a），而SBP、DBP和MAP的平均偏差（或SD）分別為0.05（3.07）mmHg、-0.21（2.47）mmHg和-0.12（2.35）mmHg（圖2b）。此外，來自CAP傳感器的HR測量結(jié)果與來自動脈導(dǎo)管的測量結(jié)果非常一致（平均偏差為0.02±1.53bpm）。以上結(jié)果與不使用DTT算法的測量結(jié)果相比有顯著的改善（在不使用DTT算法的情況下，SBP、DBP和MAP的平均偏差（或SD）分別為-6.63（16.30）mmHg、-6.56（16.35）mmHg和-6.59（16.20）mmHg）。

門診患者的血壓監(jiān)測

間歇性運(yùn)動偽影對門診和住院患者的連續(xù)非侵入性血壓監(jiān)測是一個重大挑戰(zhàn)。為了研究所提出的算法在未來于這些情境中應(yīng)用的潛力，研究人員評估了它在一些常見的手臂/手部運(yùn)動情境（包括手腕180°旋轉(zhuǎn)、手腕90°屈曲、手合、手腕擊打/沖擊和走路（圖4））中修正CAP傳感器測量數(shù)據(jù)的性能。在該試驗(yàn)中，CAP傳感器通過彈性帶固定在受試者的手上，嵌入傳感器無線板的加速度計(jì)可以對運(yùn)動進(jìn)行跟蹤，并以加速度計(jì)測量值的歸一化幅度（?1到1）表示。

圖4 門診病人血壓監(jiān)測中的測量性能

總的來說，經(jīng)過處理的CAP傳感器信號與護(hù)理人員測量的結(jié)果表現(xiàn)出了良好的一致性。平均來看，手腕旋轉(zhuǎn)、手腕屈曲、手合和手腕撞擊/沖擊時收縮壓的平均偏差（或SD）分別為2.03（2.55）mmHg、0.82（2.83）mmHg、0.75（2.6）mmHg和2.10（3.60）mmHg，舒張壓的平均偏差（或SD）分別為0.16（2.09）mmHg、0.51（1.86）mmHg、0.34（2.16）mmHg和0.84（3.73）mmHg。此外，當(dāng)走路時間控制在3分鐘內(nèi)時，該算法估算的血壓與護(hù)理人員測量結(jié)果一致，收縮壓（或舒張壓）的平均偏差分別為3.94（5.49）mmHg和1.03（3.23）mmHg。

總之，與現(xiàn)有技術(shù)相比，該項(xiàng)研究中所開發(fā)的算法具有以下幾個優(yōu)點(diǎn)：（1）支持單傳感器血壓監(jiān)測；（2）消除隨機(jī)基線漂移；（3）保持時空信號的完整性；（4）減輕突然（如手部運(yùn)動）或循環(huán)（如步行）運(yùn)動的運(yùn)動偽影，因此（5）使得用于患者監(jiān)測的血壓測量更加準(zhǔn)確。

審核編輯：郭婷