数字时代下的可穿戴血压测量
2022-03-27 14:35:22   来源：麦姆斯咨询   评论：0   点击：

据麦姆斯咨询介绍，高血压（HTN）是心血管疾病最常见的风险因素，影响着全世界约10亿人口，并且预计到2025年高血压患病人口将达到15亿。值得注意的是，来自意大利和中国的最新数据显示，即使是在新冠病毒（COVID-19）大流行期间，心血管疾病死亡率仍是人类最主要的死亡原因。

院外血压（BP）测量被认为是高血压诊断算法和管理的重要组成部分。在数字化时代，大量可穿戴式血压测量设备应运而生。高血压的准确诊断越来越重要，这些数字血压监护设备可以频繁测量血压，且对患者的干扰很小，同时在诊断准确性方面也得到了很大改善。通过增加不同情况下的血压测量次数，这些监护设备可以准确识别对心血管疾病预后有负面影响的各种临床表型，例如隐匿性高血压和病理性血压变异性等。血压频繁测量和变异性新特征的结合，都可以帮助在现实生活中全面解释血压数据。希腊雅典大学医学院第一心脏病诊所的D. Konstantinidis及其同事综述了数字时代各种可穿戴血压测量设备和高血压管理的新方法，文章已发表于Journal of Human Hypertension期刊。

可穿戴血压测量设备

近些年，学术界和工业界都对能够测量各种生物参数的小型可穿戴设备越来越感兴趣，并在这些数字设备的开发过程中付出了巨大的努力。这些设备采用了多种不同的方法和技术来监测血压，其中一些已经通过了认证。

腕部示波测量

这种方法背后的基本原理是，通过建立收缩压、舒张压、平均压与袖套压力震荡波的关系来判别血压。振荡开始于收缩压水平，持续低于舒张压水平，因此收缩压和舒张压的值只能根据经验算法间接评估。这种方法有很大的优势，因为不需要在肱动脉上放置传感器，并且对外部噪声不太敏感（低频机械振动除外）。主要缺点是，这种记录设备在身体活动期间由于明显的运动噪音，通常无法可靠地工作。该技术广泛应用于诊室、家庭血压监测（HBPM）和动态血压监测（ABPM）等现有经过验证的血压测量设备。

Omron HEM-6410T

在最近的一项直接比较研究中，首次将示波血压测量腕部装置（HEM-6410T，HeartGuide，Omron Healthcare）与24小时动态血压监测装置进行了比较研究。在对50名患者在诊室和诊室外进行连续测量后，显示两组之间的监测结果相当。

示波指套式血压测量（Penaz方法）

手指中的动脉脉冲由位于指套下方的光体积描记传感器检测。体积描记输出用于引导泵，该泵可快速调节指套压力，使动脉保持部分开放。记录指套的压力波动，证明它们与大多数个体的动脉内压力波动相似。与肱动脉压相比，该方法可准确估计收缩压和舒张压的变化。指套可以保持充气长达2小时。市售的Finometer和Portapres可以记录压力波动，并已在多项比较手指和动脉内血压监测的研究中得到认证。此外，尽管在设备的尺寸和复杂性方面还需要改进，但Portapres可以支持24小时动态记录血压。

Portapres

扁平张力测量法

1963年，首次采用基于动脉张力测量法的装置对血压进行持续监测。动脉张力测量法是一种无创测量浅动脉血压的方法，浅动脉位于与坚实骨骼结构紧密接触的位置。桡动脉是最常用的，因为它的直径大且容易测量。传感器通过半球形气室的压力压在动脉上。自动施加最佳压力以使动脉壁的一部分扁平（但不阻塞），并使与动脉接触的张力传感器测量的脉压最大化。由于动脉是扁平的，动脉壁应力可以忽略不计，因此可以通过传感器测量主动脉内压。收缩压和舒张压值的示波测量在气室持续稳定减压期间进行。

基于扁平张力测量的设备已被用于监测夜间血压和高血压峰值，尤其是对于患有睡眠呼吸暂停综合征的患者，并且，已经开发出了一种算法，基于夜间搏动间隔时间的血压测量，用于检测病理性血压峰值（持续数秒）。

光电容积脉搏波描记法（PPG）

光电容积脉搏波描记法是一种非侵入性技术，始于20世纪30年代，通过该技术可以在心动周期间检测身体某些部位的血流变化。这项技术临床可用于评估血压、心率和血氧饱和度，也可用于检测外周静脉疾病。

CareUp®智能手表

近年来，无需基于脉搏传导时间（PTT），开发了使用多个PPG传感器的血压测量装置。与传统的示波测量设备相比，采用两个PPG传感器的腕式设备（smartWatch，CareUp®）已被证明测量相当准确，但未达到AAMI认证的先决条件。这种方法主要有两个局限性。首先，PPG信号的稳定性受到运动的影响，使其仅适用于非动态环境。第二个限制是需要频繁校准。设备首先需要医生在诊室进行初步校准，同时在该模型中认为心率不会随时间变化，考量设备校准的平均心率。然而，高血压患者的心率变异性似乎很高，因此需要定期校准设备。

在智能手机应用中集成PPG

最近进行的研究调研了通过智能手机摄像头利用PPG信号，或将PPG测量集成到连接智能手机的便携式检测器中进行血压测量的有效性。在一项研究中，招募了205名受试者，使用三星智能手机Galaxy S6的心率传感器，收集了他们的PPG信号数据。此外，根据患者的人口统计学特征开发了一种算法，将收缩压和舒张压的记录准确率分别提高了11.5%和18%。基于PPG信号和该集成算法，实现了 收缩压平均绝对误差7 mmHg，舒张压平均绝对误差5  mmHg。

InstaBP：利用单个PPG传感器在智能手机上进行无袖带血压监测

在一项创新的概念验证研究中，通过分析面部视频中的血流，能够无需身体接触利用PPG测量血压。研究人员使用手机摄像头的透皮光学成像技术，通过开发算法来揭示血流分布，并计算正常血压个体的血压水平。在该算法的帮助下，收缩压和舒张压的估算准确率分别可以达到94.8%和95.7%。当然，这项研究还存在严重的局限性，因为只招募了血压正常的亚洲个体，而且试验是在实验室特殊的照明环境下进行的。由于环境条件、相机角度和距离、肤色和面部特征的变化，临床条件下的测量准确率可能存在偏差。

结语

所有现有证据表明，高血压的数字化管理和可穿戴血压监测设备被认为是未来趋势。这些方法为减少甚至消除高血压患者的心血管疾病提供了现实前景。可靠、简单且价格合理的无袖带血压测量设备，可以在早期诊断高血压，改善血压控制，还将显著提高远程监测在高血压管理中的应用。

尽管有着令人鼓舞的发展前景并取得了可喜的初步结果，但由于存在必要的频繁校准问题以及依赖特定身体位置才能可靠测量的问题，大多数现有可穿戴血压测量设备还没有经过认证，并在临床实践中受到限制。随着生物技术的不断发展，需要进一步的研究来改进目前的无袖带血压测量技术。下一个重要问题是，我们如何以最适合医生和患者的方式将这些新技术应用到临床实践中。

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