血壓（BP）是一項重要的生理指標，可以提供關于患者的心功能、心容積狀況、器官灌注和整體血流動力學穩定性的相關信息。通常情況下，通過在手臂上使用非侵入性血壓計（即臂式電子血壓計），可以實現血壓的間歇性測量。在高危醫療環境中（如手術室（OR）和重癥監護室（ICU）），連續血壓監測是通過插入外周動脈的侵入性動脈導管（A- line）實現的。雖然動脈導管可以檢測到突然的血流動力學變化，但是由于動脈導管具有高侵入性，并與一些醫療并發癥（包括血腫、動脈血栓和感染）相關，它們的使用通常僅限于“高風險”患者。在美國，據估計只有36%的重癥監護病房危重患者使用動脈導管進行血壓監測。鑒于與動脈導管相比，臂式電子血壓計的精度相對較低，且有高估低血壓和低估高血壓的傾向，所以大多數患者在只使用臂式電子血壓計作為血壓測量的唯一工具的情況下，會因為存在未被檢測到的關鍵血流動力學變化，從而影響其醫療護理。

此外，最近的研究表明，血壓的連續變化模式與心血管癥狀息息相關，例如，每次心跳的血壓，其測量數據的波動性可用于評估重要的生理參數，如血管張力、液體反應性和交感神經自動調節。因此，連續非侵入性血壓（CNIBP）監測在過去幾十年里引起了越來越多的關注，但目前仍然難以實現。

據麥姆斯咨詢報道，為了應對這些挑戰，美國加利福尼亞大學爾灣分校（University of California，Irvine）的研究人員開發了一種獨特的方法，通過創建一種新的心動周期內生物標志物（舒張傳輸時間，DTT）來實現高度準確的血壓估計。研究證明，與其他常見的信號處理技術相比，該方法在消除隨機基線漂移、保持信號完整性和測量精度方面具有優越的性能，這種優勢即使在具有顯著的血流動力學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據，并應用這種新算法進行處理，結果表面，經處理后的監測數據可以接近侵入性動脈導管血壓監測的金標準，且這種動態監測過程可以持續長達20分鐘，而無需重新校準（圖1）。其次，研究人員通過成功地將該方法應用于從各種傳感器（包括光電容積描記術（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動和長時間行走過程中的低頻和高頻運動偽影都表現出了耐受能力。因此，與以往的方法相比，該方法顯示出長足的進步，可以廣泛應用于可穿戴傳感器，實現在門診和住院情境下的連續非侵入性血壓監測。

圖1 DTT方法概述：（a）使用侵入性橈動脈導管和對側放置的非侵入性CAP或PPG傳感器獲取住院患者的血壓數據；（b）使用DTT算法處理來自非侵入性傳感器的血壓信號，以獲得與動脈導管可比的測量值。灰色陰影區表示原始信號（灰線）與經過DTT處理后的信號（藍線）之間的偏移量。

住院患者的血壓監測

使用來自高危患者（在手術室和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確測量關鍵心血管參數的能力（圖2-3）。總的來說，該算法可以應用于廣泛的血流動力學范圍，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傳感器進行住院患者血壓監測的準確性和精確度

圖3 評估使用PPG傳感器進行住院患者血壓監測的準確性和精確度

在該項研究中，研究人員以接受手術的患者為試驗對象，證明了基于CAP傳感器的血壓估計值和金標準動脈導管測量值之間具有很強的線性相關性，SBP、DBP和MAP的皮爾遜系數分別為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測量結果與來自動脈導管的測量結果非常一致（平均偏差為0.02±1.53bpm）。以上結果與不使用DTT算法的測量結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）。

門診患者的血壓監測

間歇性運動偽影對門診和住院患者的連續非侵入性血壓監測是一個重大挑戰。為了研究所提出的算法在未來于這些情境中應用的潛力，研究人員評估了它在一些常見的手臂/手部運動情境（包括手腕180°旋轉、手腕90°屈曲、手合、手腕擊打/沖擊和走路（圖4））中修正CAP傳感器測量數據的性能。在該試驗中，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可以對運動進行跟蹤，并以加速度計測量值的歸一化幅度（?1到1）表示。

圖4 門診病人血壓監測中的測量性能

總的來說，經過處理的CAP傳感器信號與護理人員測量的結果表現出了良好的一致性。平均來看，手腕旋轉、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，當走路時間控制在3分鐘內時，該算法估算的血壓與護理人員測量結果一致，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，與現有技術相比，該項研究中所開發的算法具有以下幾個優點：（1）支持單傳感器血壓監測；（2）消除隨機基線漂移；（3）保持時空信號的完整性；（4）減輕突然（如手部運動）或循環（如步行）運動的運動偽影，因此（5）使得用于患者監測的血壓測量更加準確。

審核編輯：郭婷