崔子琦，邢曉曼

1. 北京交通大學(xué)電子信息工程學(xué)院（北京 100044）

2. 中國(guó)科學(xué)院蘇州生物醫(yī)學(xué)工程技術(shù)研究所（江蘇蘇州 215163）

血壓監(jiān)測(cè)在健康管理和臨床診斷方面具有重要意義。現(xiàn)有研究表明高血壓是引發(fā)心血管疾病的危險(xiǎn)因素之一，可引起動(dòng)脈硬化、心臟肥厚、中風(fēng)、心肌梗死、主動(dòng)脈瘤等高風(fēng)險(xiǎn)疾病[1-3]。血壓波動(dòng)情況能科學(xué)有效的反映個(gè)體體征變化、血液流速、機(jī)體新陳代謝以及自身機(jī)體內(nèi)組織器官功能健康狀態(tài)[4]，因此血壓監(jiān)測(cè)是疾病防控中重要的措施。但由于人的血壓具有波動(dòng)性[5-6]，單次測(cè)量不能夠滿(mǎn)足血壓監(jiān)測(cè)的要求，且情緒波動(dòng)、體力活動(dòng)等因素也會(huì)對(duì)血壓產(chǎn)生影響[7-9]，因此精準(zhǔn)的連續(xù)動(dòng)態(tài)血壓及其短期漲落模式的監(jiān)測(cè)具有重要臨床和社會(huì)意義。

相較于現(xiàn)有的血壓監(jiān)測(cè)技術(shù)，如容積鉗制法、扁平張力法、基于血液容積波（photoplethysmography，PPG）的測(cè)量方法，使用心沖擊圖（ballistocardiogram，BCG）的血壓監(jiān)測(cè)技術(shù)無(wú)需佩戴復(fù)雜的測(cè)量設(shè)備，也不會(huì)壓迫血管，不僅可以使用戶(hù)負(fù)荷更低、操作更簡(jiǎn)便，且能夠穩(wěn)定有效地持續(xù)獲得數(shù)據(jù)，可用于動(dòng)態(tài)血壓持續(xù)監(jiān)測(cè)[10-12]。BCG中富含豐富的信息量，從單路信號(hào)便可提取心率、呼吸率等參數(shù)，可應(yīng)用于動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)個(gè)體健康狀況，已被證明測(cè)量具有足夠的精度[13]，適用于臨床醫(yī)學(xué)的推廣和個(gè)體的日常居家健康管理。隨著電子科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，BCG信號(hào)獲取的方法越來(lái)越多樣化，精度越來(lái)越高，越來(lái)越多低廉高性能測(cè)量設(shè)備涌現(xiàn)出來(lái)。隨著心臟動(dòng)力學(xué)研究的日益深入和人工智能技術(shù)的發(fā)展，科學(xué)界對(duì)BCG信號(hào)背后的生理信息有了新的認(rèn)識(shí)，基于BCG的血壓監(jiān)測(cè)精度上升到了一個(gè)新的高度。這不僅對(duì)低負(fù)荷血壓監(jiān)測(cè)技術(shù)的革新提供新的突破口，也為個(gè)體健康管理日?；峁┝擞行緩?。本文就基于BCG信號(hào)血壓監(jiān)測(cè)的原理、研究現(xiàn)狀、發(fā)展方向展開(kāi)綜述。

1 BCG的基礎(chǔ)知識(shí)

1.1 BCG的形成

BCG信號(hào)是一種由心臟機(jī)械活動(dòng)引起的軀體的微小震蕩，能有效反映人體心血管系統(tǒng)的健康狀況[14]。當(dāng)心臟泵血時(shí)會(huì)對(duì)血管產(chǎn)生沖擊，產(chǎn)生與血液流動(dòng)方向相反的作用力，并隨著人體傳到體表，體表傳感器接收到的信號(hào)便是BCG信號(hào)[15]。因此，基于BCG測(cè)量技術(shù)是一種非侵入式的方法，無(wú)需直接貼附人體，可在使用者無(wú)感的情況下實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)其生理參數(shù)，是一種真正零負(fù)荷的測(cè)量方式。

試驗(yàn)依據(jù)田間試驗(yàn)安排，對(duì)比配方施肥的增產(chǎn)效果，探索不同配方施肥對(duì)馬鈴薯生長(zhǎng)性狀和產(chǎn)量的影響，為實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效馬鈴薯生產(chǎn)施肥技術(shù)提供依據(jù)[1]。

BCG波形同步反映了心動(dòng)周期血液動(dòng)力學(xué)的信息[16-17]。一個(gè)完整心動(dòng)周期的BCG包括G、H、I、J、K、L、M、N 波動(dòng)[18]，其中 H、I、J、K 波的幅值最大。典型的BCG波形如圖1所示，整個(gè)心動(dòng)周期可分為三部分：收縮前期（GH）、收縮期(IJK)和舒張期(LMN)。現(xiàn)有研究表明，BCG的波形特征，如波峰的幅度、波峰之間的時(shí)延等與血壓值的變化有很高的相關(guān)性，可作為血壓監(jiān)測(cè)的指標(biāo)[19-21]，且當(dāng)心血管活動(dòng)異常時(shí)，如出現(xiàn)心臟房顫、早搏時(shí)，BCG信號(hào)的周期、頻率、幅度會(huì)有不同程度的改變[22-23]。

圖1 典型的BCG波形[18]Figure 1. Typical BCG waveform[18]

1.2 常見(jiàn)的BCG信號(hào)采集方式

BCG信號(hào)可通過(guò)不同類(lèi)型的體外傳感器獲得，如壓力傳感器[12,24]、加速度傳感器[25]、電容耦合傳感器[26]和光纖傳感器等[27-28]?，F(xiàn)有研究揭示了不同的傳感器在不同測(cè)量環(huán)境下性能也有所不同，壓力傳感器的穩(wěn)定性和靈敏度一般較高，可以測(cè)量縱向的壓力變化，在供電受限的情況下也可正常工作，但是需要受試者保持特定的姿勢(shì)[12,29];加速度傳感器穩(wěn)定性雖低一些，但適用的范圍較廣，在人體不同測(cè)量位置都能獲得有效的三個(gè)方向軸上的參數(shù)，更容易應(yīng)用于可穿戴設(shè)備中[17,30]；光學(xué)傳感器的非磁性質(zhì)，使其在測(cè)量中抗電磁和射頻干擾的性能更強(qiáng)，且光纖材質(zhì)化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，更耐水、耐高溫、耐腐蝕，適用環(huán)境更廣，但由于其光敏感性，一般需要高功率的光源，且對(duì)于環(huán)境中光強(qiáng)的變化和運(yùn)動(dòng)噪聲也更加敏感，因此一般需要在低干擾的環(huán)境中工作[27-28]。相較于其他低負(fù)荷式的血壓測(cè)量技術(shù)，如血液容積法、雷達(dá)毫米波等技術(shù)，基于BCG的血壓監(jiān)測(cè)方法的負(fù)荷更低，無(wú)需佩戴任何胸帶、貼片或腕帶[31]，且可根據(jù)應(yīng)用的場(chǎng)景，選擇不同的傳感器獲取BCG信號(hào)，測(cè)量具有更高的抗干擾能力和可重復(fù)性[14]。目前關(guān)于BCG信號(hào)的測(cè)量主要集中在立式、坐式、臥式三種姿態(tài)。

1.2.1 立式

采取畢業(yè)生自評(píng)、畢業(yè)生訪談和用人單位訪談等方式完成畢業(yè)要求達(dá)成度的定性分析。對(duì)應(yīng)屆畢業(yè)生發(fā)放自評(píng)調(diào)查問(wèn)卷，組織應(yīng)屆畢業(yè)生進(jìn)行訪談，對(duì)前來(lái)招聘并完成對(duì)應(yīng)屆畢業(yè)生考核的用人單位進(jìn)行訪談。為了保證數(shù)據(jù)的合理性，畢業(yè)生自評(píng)調(diào)查問(wèn)卷的回收率要在50%以上，進(jìn)行畢業(yè)生訪談的人數(shù)比例要達(dá)到50%以上，選擇用人單位訪談對(duì)象時(shí)，要注意企業(yè)特色與專(zhuān)業(yè)特色的匹配度、地域的覆蓋度和就業(yè)學(xué)生的規(guī)模。

2007 年 González等提出了利用電子秤感應(yīng)心臟周期泵血時(shí)人體足部的壓力變化，來(lái)獲得BCG信號(hào)測(cè)量心率的技術(shù)，該設(shè)備由斯坦福大學(xué)開(kāi)發(fā)，測(cè)量者無(wú)需任何額外操作，只需平穩(wěn)的站在秤上即可，該研究驗(yàn)證了BCG信號(hào)在提取測(cè)量人體參數(shù)方面的可信度[32]。三星研究院使用含有壓力應(yīng)變計(jì)的改裝體重秤與含有加速度傳感器的腕表，獲得了人體站姿時(shí)腕部和足部的BCG信號(hào)，并將其用于血壓監(jiān)測(cè)的分析，完成了血壓到BCG信號(hào)的重建，擴(kuò)展了BCG測(cè)量的應(yīng)用場(chǎng)景[19]。

2013年，蔣芳芳等在心臟動(dòng)力學(xué)的視角下，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)坐位BCG的產(chǎn)生、體內(nèi)的傳導(dǎo)過(guò)程進(jìn)行了數(shù)學(xué)建模。該研究主要考慮了左心室中動(dòng)脈血流的影響，血流在體內(nèi)的傳導(dǎo)過(guò)程被簡(jiǎn)化為二階欠阻尼系統(tǒng)，實(shí)驗(yàn)建?；謴?fù)了BCG波形的基本特征點(diǎn)，但由于未考慮軀體力學(xué)分布和右心室的影響，BCG信號(hào)I波的波谷較低[35]。2015年，Javaid等分析了不標(biāo)準(zhǔn)站姿和坐姿帶來(lái)的信號(hào)漂移，并提出了身體姿態(tài)在不同偏移角度下的BCG信號(hào)糾正方案[36]。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，糾正方案可大大提高BCG信號(hào)的可用性和有效性，這也在一定程度上擴(kuò)展了BCG信號(hào)的應(yīng)用場(chǎng)景。2016年，Kim等通過(guò)對(duì)主動(dòng)脈血流進(jìn)行測(cè)量和模擬，定性獲得了標(biāo)準(zhǔn)站位BCG波形，其中I、J、K波的重塑有效性達(dá)91%以上，L、M、N波的重塑有效性達(dá)83%以上，該研究還揭示了BCG來(lái)源于升主動(dòng)脈和降主動(dòng)脈之間血壓梯度，其中，I波的開(kāi)始點(diǎn)與J波波峰間的時(shí)間間隔可代表主動(dòng)脈脈沖傳輸時(shí)間，J波的幅值對(duì)應(yīng)于主動(dòng)脈的脈壓（主動(dòng)脈脈壓=收縮壓-舒張壓）作用與主動(dòng)脈橫截面的壓力值，J-K波的相對(duì)振幅對(duì)應(yīng)于外圍血壓作用于降主動(dòng)脈作用橫截面的血壓值，這表明了BCG信號(hào)的幅度和時(shí)間特征對(duì)血壓監(jiān)測(cè)和心血管疾病臨床風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估具有重要意義[37]。在Kim等研究的基礎(chǔ)上，2019年，Yousefian等通過(guò)把軀體模擬為剛體、彈簧等相連的力學(xué)系統(tǒng)，把心臟搏動(dòng)模擬為周期性的流體泵，在腕部和足底的位置獲取了同步BCG波形參數(shù)及其對(duì)于軀體力學(xué)參數(shù)的敏感度[37]，如圖2、圖3所示[19]。該力學(xué)系統(tǒng)將BCG信號(hào)刻畫(huà)為主動(dòng)脈脈壓梯度與軀體力學(xué)系統(tǒng)作用后的結(jié)果，通過(guò)實(shí)驗(yàn)揭示了腕部I波和J波與主動(dòng)脈入口舒張壓的最小值有關(guān)，腕部J波和K波與主動(dòng)脈出口的舒張壓最小值相關(guān)。然而Yousefian等的理論模型未考慮周邊血管系統(tǒng)對(duì)動(dòng)量的貢獻(xiàn)，因此一些推論不符合常理。譬如理論推導(dǎo)的波幅和傳播速度獨(dú)立，實(shí)際上，受血管彈性、血液慣性和血管樹(shù)的影響，這兩者是密切相關(guān)的。

本研究結(jié)果顯示，兩組手術(shù)時(shí)間、術(shù)中出血量比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；研究組患者肛門(mén)排氣時(shí)間、導(dǎo)尿管留置時(shí)間、下床時(shí)間以及住院時(shí)間優(yōu)于對(duì)照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。研究組1年后宮內(nèi)受孕率明顯高于對(duì)照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。本研究中，輸卵管妊娠部位位于輸卵管壺腹部的患者例數(shù)較多，推測(cè)其原因?yàn)檩斅压芫植垦装Y及輸卵管發(fā)育不良所導(dǎo)致的功能障礙。本研究結(jié)果顯示，腹腔鏡手術(shù)的治療效果優(yōu)于對(duì)照組。研究數(shù)據(jù)也充分表明了腹腔鏡手術(shù)的創(chuàng)傷較小，患者恢復(fù)較快[9]。

Koivistoinen等使用一個(gè)裝有壓電駐極體薄膜（EMFi）傳感器的座椅測(cè)量BCG信號(hào),當(dāng)心臟跳動(dòng)時(shí)，心血管運(yùn)動(dòng)引起身體的縱向力，會(huì)使傳感器的厚度發(fā)生變化，從而引起其中電荷的改變。系統(tǒng)的測(cè)試結(jié)果證明，該設(shè)備可有效記錄BCG信號(hào)[33]。Shao 等利用一種基于高清視頻的方法來(lái)測(cè)量BCG信號(hào),該方法利用視頻每幀中受試者面部特征的偏移量來(lái)獲得其身體加速度變化，但該方法對(duì)受試者姿態(tài)要求較高，用戶(hù)在整個(gè)測(cè)試過(guò)程中必須保持絕對(duì)靜止，微小的無(wú)意識(shí)移動(dòng)都會(huì)影響測(cè)量結(jié)果，且該方法以高分辨率視頻為原始數(shù)據(jù)，采集的數(shù)據(jù)量和分析計(jì)算量極大，測(cè)量會(huì)記錄受試者面部特征，可能涉及用戶(hù)隱私安全問(wèn)題，因此難以日常應(yīng)用[25]。

2.2.2 臥式

生：然后我思考曲線的長(zhǎng)度，因?yàn)檫@曲線既是這個(gè)圖形的一條邊，又是另一個(gè)圖形的一條邊。把每個(gè)圖形的邊都加起來(lái)，也就等于這個(gè)圖形的周長(zhǎng)，它們的周長(zhǎng)也是相等的

目前，基于BCG測(cè)量血壓的理論研究主要是對(duì)不同姿態(tài)下心血管系統(tǒng)血液傳播的理論進(jìn)行建模，研究分析的姿態(tài)主要集中于標(biāo)準(zhǔn)站姿和坐姿，而臥姿狀態(tài)下心血管受力較為復(fù)雜，研究也相對(duì)較少。

1996 年，俞夢(mèng)孫等研制出一種基于充氣式的微動(dòng)敏感床墊，該設(shè)備通過(guò)床墊內(nèi)的氣墊變化感知由心動(dòng)周期引起的軀體震動(dòng)的壓力變化，獲得BCG信號(hào)。經(jīng)實(shí)驗(yàn)測(cè)試，該設(shè)備可有效記錄BCG信號(hào)，并從中提取受試者心率、呼吸等信息，相關(guān)性達(dá)0.99[34]。Su等使用一種基于液壓的多路傳感器記錄受試者臥姿下的BCG信號(hào)，并使用獲得的信號(hào)與測(cè)量的血壓值進(jìn)行相關(guān)性分析，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該設(shè)備測(cè)量記錄的BCG信號(hào)可有效應(yīng)用于動(dòng)態(tài)血壓監(jiān)測(cè)[12]。Chen等使用一種基于高靈敏度的多模微彎光纖智能床探測(cè)BCG信號(hào)，從中提取的心率和呼吸率測(cè)量誤差為2 bpm，證明其具有較高的可用性[27]。

2 基于BCG信號(hào)的血壓測(cè)量技術(shù)的發(fā)展

2.1 基于BCG測(cè)量血壓的理論研究

楊譯：“He wondered in some amusement: If so, she's ‘Dong Shi imitating Xi Shi,' which isn't original but rather tiresome.”

1.2.2 坐式

圖 2 中心血管血液動(dòng)力學(xué)模擬與軀體微振動(dòng)的關(guān)聯(lián)模型[19]Figure 2. Correlation model between cardiovascular dynamics simulation and body microvibration[19]

圖3 BCG信號(hào)對(duì)輸入?yún)?shù)敏感度分析[19]Figure 3. Sensitivity analysis of BCG signal to input parameters[19]

2.2 基于BCG信號(hào)測(cè)量血壓的實(shí)驗(yàn)研究

A0((uh,i,Bh,i), (v,s)) + A1((uh,i, Bh,i),(uh,i,Bh,i),(v,s)) - b((v,s),ph,i)+b((uh,i, Bh,i),q) = (F,(v,s))， ?((v,s),q)∈Xh×Wh×Qh。

目前關(guān)于BCG測(cè)量血壓的研究主要集中于：①利用特征工程提取血壓相關(guān)的信號(hào)特征值，并與測(cè)得的金標(biāo)準(zhǔn)血壓值進(jìn)行關(guān)聯(lián)度評(píng)估，利用有效特征的線性組合擬合血壓值；②聯(lián)合其他低負(fù)荷信號(hào)（如ECG、PPG等）計(jì)算脈沖到達(dá)時(shí)間（pulse arrival time，PAT）、脈搏傳導(dǎo)時(shí)間 （pulse transit time，PPT）等指標(biāo)，利用已有的理論進(jìn)行血壓值估計(jì)。這些研究主要集中在立式、坐式和臥式三種標(biāo)準(zhǔn)姿態(tài)下的血壓測(cè)量，其中關(guān)于立式和坐式的研究分析較為豐富，在信號(hào)特征分析、多維度擬合和力學(xué)建模方面都有研究，而基于臥式的BCG信號(hào)由于力學(xué)形成相對(duì)復(fù)雜，目前還罕有力學(xué)角度的血壓建模分析，此外，單一使用血液動(dòng)力學(xué)對(duì)BCG-血壓建模的研究還不太豐富。

由于使用BCG聯(lián)合其他生理信號(hào)計(jì)算血壓的方法大多是利用多路信號(hào)的時(shí)間差計(jì)算PPT或PAT，測(cè)試時(shí)一般需要同時(shí)使用多路傳感器進(jìn)行測(cè)量，會(huì)導(dǎo)致受試者佩戴傳感器的負(fù)荷較大，且姿態(tài)受到嚴(yán)格限制。因此，Kim等還探究了單獨(dú)使用BCG測(cè)量血壓的潛力，相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)，BCG的I-J波之間的時(shí)間間隔與舒張壓有較好的相關(guān)性（r=0.70），BCG的J-K波間的相對(duì)振幅與脈壓有較好的相關(guān)性（r=0.69）[21]。類(lèi)似的，Peyman等在2018年使用腕式BCG測(cè)試20余名健康年輕志愿者[20]，使用主成分分析和線性擬合算法，收縮壓誤差達(dá)到14.7±1.4 mmHg，舒張壓誤差為11.9±1.1 mmHg。分析結(jié)果還表明，要獲得穩(wěn)定且具有實(shí)際意義的血壓監(jiān)測(cè)值，最少需要使用BCG波形的特征數(shù)目為3。如算法結(jié)合肢端PPG信息，能夠?qū)⒄`差降低到7.6 mmHg和5.1 mmHg[36]，這提示了血液動(dòng)力學(xué)在BCG-BP模型中作用不容忽視。

三星高等研究院聯(lián)合馬里蘭大學(xué)、密歇根大學(xué)、加拿大阿爾伯塔大學(xué)等在2016—2019年期間集中發(fā)表了多篇論文，圍繞標(biāo)準(zhǔn)站位（改裝體重秤，如圖4a所示）和標(biāo)準(zhǔn)坐位（壓電薄膜，如圖4b示），從多個(gè)角度探索了BCG波形特征與血壓值之間的相關(guān)性，證明從BCG信號(hào)中提取血壓值的可行性和準(zhǔn)確性[19-21,38,40-41]。其中在BCG聯(lián)合其他生理信號(hào)獲得PPT測(cè)量血壓的研究中，Martin等于2016年結(jié)合BCG、PPG、ECG、ICG等信號(hào)評(píng)估了基于站姿下的PPT血壓測(cè)量方法，發(fā)現(xiàn)BCG-PTT評(píng)估比PPG-PTT評(píng)估要準(zhǔn)確，主要原因?yàn)锽CG的波形尖峰與心臟搏動(dòng)的關(guān)聯(lián)更緊密，而PPG反映的容積變化有不固定的時(shí)間滯后[40-41]；Kim等發(fā)現(xiàn)BCG特征與血壓變化的關(guān)聯(lián)在大多數(shù)情況下優(yōu)于PPG特征，但是在某些情況下遜于PPG特征（譬如運(yùn)動(dòng)后）[21]。

2.2.1 立式與坐式

1.2.3 臥式

(1)電機(jī)的功率、轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速應(yīng)滿(mǎn)足太陽(yáng)能割草機(jī)的工作要求，能夠適應(yīng)割草機(jī)的前進(jìn)、后退、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)和停止等動(dòng)作的運(yùn)動(dòng)要求。

臥式BCG的波形與立式和坐式顯著不同，因此提取的波形特征血液動(dòng)力學(xué)模型也與這兩種姿態(tài)下的研究不同。Sakajiri等設(shè)計(jì)了一種非接觸電容耦合系統(tǒng)同步穩(wěn)定測(cè)量受試者的電容性心電和電容性心沖擊圖，并將血壓與BCG的關(guān)系公式化為心率與BCG參考ECG拐點(diǎn)時(shí)間差乘積的指數(shù)函數(shù)，公式化后的血壓誤差平均值為2.37mmHg，但是由于呼吸運(yùn)動(dòng)引起的胸內(nèi)壓變化會(huì)壓縮血管，所以每次呼吸時(shí)血壓都會(huì)發(fā)生變化，且隨著測(cè)量時(shí)間的推移，參考時(shí)間軸發(fā)生偏移，計(jì)算的誤差隨之增大，該研究還需在該方面進(jìn)行改進(jìn)[26]。Su等在軀干部位使用一維分布的4個(gè)條狀水壓傳感器（如圖4c），在標(biāo)準(zhǔn)仰臥狀態(tài)下進(jìn)行了小范圍實(shí)驗(yàn)測(cè)試。通過(guò)對(duì)BCG波幅的提取，取得了BCG-BPS與金標(biāo)準(zhǔn)平均相關(guān)度0.9的結(jié)果（如圖5）[12]。該研究證實(shí)了基于臥式BCG血壓測(cè)量的可行性和正向相關(guān)性。但是由于樣本量小（48名健康志愿者）、特征單一（僅使用波幅）、測(cè)試者保持靜止、血壓保持平穩(wěn)，不能?chē)?yán)格證明其對(duì)血壓短期波動(dòng)的有效性，需在此基礎(chǔ)上結(jié)合理論研究進(jìn)行優(yōu)化。

圖4 主要的BCG測(cè)量模式（a）立式（b）坐式（c）臥式[12,38-39]Figure 4. Main BCG measurement modes (a) vertical (b) seated (c) horizontal[12,38-39]

圖5 基于BCG的動(dòng)態(tài)收縮壓（BPS）與金標(biāo)準(zhǔn)能夠保持穩(wěn)定正相關(guān)[12]Figure 5. BCG - based dynamic systolic pressure (BPS) was positively correlated with the gold standard[12]

通過(guò)對(duì)各種基于 BCG 信號(hào)的血壓測(cè)量方法的分析可以看出，由于不同姿態(tài)下 BCG 信號(hào)的測(cè)量方法、特征提取方法、力學(xué)分析建模等各不相同，BCG信號(hào)測(cè)量血壓的性能也各不相同。目前測(cè)量的方法主要是結(jié)合BCG信號(hào)與其他測(cè)量的生理信號(hào)（ECG、PPG等）計(jì)算PPT、PAT等指標(biāo)，再結(jié)合關(guān)于這些指標(biāo)較為完善的理論知識(shí)及動(dòng)脈彈性腔理論，建立特征參量與血壓間的相關(guān)關(guān)系方程計(jì)算血壓值。相較于傳統(tǒng)的研究方法，結(jié)合了BCG的血壓測(cè)量精度得到了有效的提升，這也從側(cè)面證實(shí)了BCG的信號(hào)特征與血壓變化有一定的關(guān)聯(lián)。在此基礎(chǔ)上，為了進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)血壓監(jiān)測(cè)的無(wú)負(fù)荷化，單一使用BCG信號(hào)的血壓測(cè)量方法也相繼開(kāi)展，從BCG信號(hào)特征分析和血液動(dòng)力學(xué)切入，目前已可穩(wěn)定重建受試者BCG波形、獲取血壓變化的相對(duì)值，隨著對(duì)BCG認(rèn)識(shí)的不斷深入，這將是未來(lái)BCG測(cè)量血壓主要的研究方向之一。

2.3 基于BCG信號(hào)測(cè)量血壓的臨床進(jìn)展及前景

基于BCG的血壓測(cè)量技術(shù)不僅在理論和實(shí)驗(yàn)方面發(fā)展迅速，其在臨床方面的應(yīng)用也前景光明,雖然市場(chǎng)上尚未出現(xiàn)符合臨床應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)量?jī)x器，但該方法具有低負(fù)荷、易操作和能夠動(dòng)態(tài)測(cè)量等特性，未來(lái)可能在操作性、精確性和舒適性等方面彌補(bǔ)現(xiàn)有測(cè)量方法的不足，甚至代替某些方法。

具體來(lái)說(shuō)，目前臨床中血壓測(cè)量的金標(biāo)準(zhǔn)是侵入性動(dòng)脈導(dǎo)管[42]，但由于其侵入式的測(cè)量方式，該方法僅僅在一些危重癥患者手術(shù)時(shí)應(yīng)用。柯氏音血壓測(cè)量法克服了侵入式測(cè)量的缺點(diǎn)，但是需要專(zhuān)業(yè)操作人員對(duì)聽(tīng)到的脈搏音進(jìn)行判讀從而讀取血壓值[43]，人為主觀因素對(duì)讀取結(jié)果的影響很大，且難以實(shí)現(xiàn)血壓動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。

為了進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)無(wú)創(chuàng)連續(xù)的血壓測(cè)量，基于動(dòng)脈張力、恒定容積、脈搏波測(cè)量等方法也應(yīng)用于臨床當(dāng)中。其中基于動(dòng)脈張力的方法需要對(duì)骨骼周?chē)膭?dòng)脈施壓使得血管內(nèi)外壓相等，然后使用特定傳感器獲得壓力值，該方法在臨床中準(zhǔn)確性較好，可實(shí)現(xiàn)連續(xù)測(cè)量，但是需要與受試者動(dòng)脈周邊骨骼緊密固定，在連續(xù)測(cè)量時(shí)受試者束縛感和不適感強(qiáng)，而且臨床研究表明，該技術(shù)對(duì)大的瞬時(shí)血壓變化不敏感[44]，在老年人群中缺乏可靠性[45]?；诤愣ㄈ莘e的測(cè)量方法往往也需要對(duì)受試者的血管壁施壓，因此受試者在動(dòng)態(tài)測(cè)量過(guò)程中感受到的壓迫感強(qiáng)，且長(zhǎng)期施壓更易導(dǎo)致受試者靜脈處于充血狀態(tài)，從而影響測(cè)量值[46],不利于長(zhǎng)期測(cè)量。而脈搏波測(cè)量法雖大大降低了測(cè)量時(shí)的壓迫感，但需要在兩個(gè)不同的動(dòng)脈部位安裝傳感器，測(cè)量結(jié)果受到動(dòng)脈壁硬度和血管形態(tài)的影響，現(xiàn)有研究證明其對(duì)舒張壓的評(píng)估不適用[47]，該技術(shù)目前仍在持續(xù)改進(jìn)。

相比之下，基于BCG信號(hào)的血壓測(cè)量方法無(wú)需采用束縛式傳感器，受試者的測(cè)量負(fù)荷可進(jìn)一步降低，甚至可以達(dá)到零負(fù)荷，且避免了壓力束縛改變受試者生理狀態(tài)的現(xiàn)象，在長(zhǎng)期動(dòng)態(tài)監(jiān)護(hù)上有著無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)。此外，由于BCG信號(hào)可以穩(wěn)定獲取，使得逐拍血壓監(jiān)測(cè)成為可能，進(jìn)而提高對(duì)血壓瞬時(shí)變化的監(jiān)測(cè)敏感程度，在對(duì)特定疾病的監(jiān)測(cè)時(shí)該方法可彌補(bǔ)動(dòng)脈張力法等傳統(tǒng)方法的不足。更重要的是，BCG信號(hào)中附加很多額外信息，目前臨床中已通過(guò)BCG信號(hào)判斷睡眠呼吸暫停、心臟房顫、早搏等，這也使得用單一設(shè)備低負(fù)荷多方位監(jiān)測(cè)生理狀況成為可能。而且BCG傳感器成本低，為降低監(jiān)測(cè)的醫(yī)療成本提供了契機(jī)，結(jié)合BCG測(cè)量方法操作簡(jiǎn)單的優(yōu)勢(shì)，居家監(jiān)測(cè)也可能成為現(xiàn)實(shí)。但是目前基于BCG的血壓監(jiān)測(cè)技術(shù)仍在發(fā)展階段，雖然在臨床實(shí)踐中已可以判斷不同類(lèi)型的高血壓[48]，但其精度和動(dòng)態(tài)性還需進(jìn)一步提高，市面上需要符合臨床標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)量設(shè)備，這也是BCG測(cè)量技術(shù)發(fā)展面臨的重要挑戰(zhàn)。

3 結(jié)語(yǔ)

血壓監(jiān)測(cè)對(duì)心血管疾病、中風(fēng)等高風(fēng)險(xiǎn)疾病的診斷和早期防控具有重要意義。BCG技術(shù)由于無(wú)創(chuàng)、低負(fù)荷、可連續(xù)監(jiān)測(cè)、蘊(yùn)含大量生理信息等優(yōu)點(diǎn)，已成為血壓動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的一個(gè)發(fā)展方向。目前結(jié)合BCG和其他生理信號(hào)的血壓監(jiān)測(cè)技術(shù)已有良好進(jìn)展，測(cè)量結(jié)果的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性都較高。關(guān)于單一BCG測(cè)量的技術(shù)仍在發(fā)展，目前已證明BCG信號(hào)特征與血壓值之間具有高度相關(guān)性，且在坐姿和站姿下已有較完備的力學(xué)分析理論和測(cè)量實(shí)踐，具有較為良好的測(cè)量精度；關(guān)于臥姿的力學(xué)分析仍在發(fā)展中。隨著電子信息技術(shù)的發(fā)展，BCG測(cè)量和提取技術(shù)將更加可靠，未來(lái)需結(jié)合數(shù)據(jù)分析經(jīng)驗(yàn)和力學(xué)模型分析，進(jìn)一步完善BCG測(cè)量血壓的理論，提高其測(cè)量精度。