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专注血压监测近年来一些手环说是可以测量血压

作者:cp彩票更新时间:2020-05-14 04:46点击次数:字号:T|T

  专注血压监测,近年来一些手环说是可以测量血压了, 知乎大神们觉得靠谱吗?靠谱就搞一个送老爸了?

  感谢@XIAO HAN的专业回答,国内这几年有电子血压计取代水银的趋势,体温计也一样。不知道是否和环保有关。最近刚看到新报道,觉得手环测量血压不靠谱,啥原因?如果用个光学传感器监测就能得到压力值那就是个笑话。不服来辩!现在找个有趣好用的穿戴设备线 更新

  (1)2015年号称可以测量血压的手环37度现在活得还好吗?有不断推陈出新成为佼佼者吗?

  再来看看手环测量血压原理:一种叫PPG技术,还有一种叫PPG+ECG技术。

  单独PPG测的话,采取脉络波的波形特征来做回归分析,得到线性比例方程。析脉搏波的上升斜率及波段时间等特征参数可以得到特定的计算公式,估算血压数值。

  从一些医学文献上来说,PPG这种模式目前的准确度偏差是在±10mmhg左右,而且是在特定场景下。

  对于用户来说,由于他们并不知道真实的血压,在测的时候只能大致测量血压,比如测量出来是120mmhg,那从线mmhg。对普通用户来说是感觉不到的差别,因为并没有引起很大的不舒适性。

  但是对于医学上的要求,血压需要有一个标准,你要测你的标准血压,它到底是高了多少,低了多少。而采用医疗器械测量血压,标准偏差标准是±5mmhg。

  通过光电传感器采集手腕部位的脉搏波ppg和心电ecg信号结合起来分析ppg和ecg波峰的时间差。这个时间差主要受血流速度的影响,而血流速度主要受血压的影响。从而来推算出血压值。

  在测量误差上,PPG+ECG组合法,误差能控制在±5mmhg左右内,误差会比单纯采用PPG高一些。

  采用PPG+ECG,测量方法不是直接戴着就可以测,而是要手指按压在手环/手表的金属片上面,才可以测出血压。而单独采用PPG测量血压的手环,则是直接佩戴就可以测血压,不需要手指按压。

  血压值和心率值一样,连续测量的话,是可以绘制成一条曲线值。由于血压在不同时间段,会有不同变化。只测一个单点的血压值,并不能诊断是不是高/低血压,有一些疾病是需要连续测血压。用PPG或者PPG+ECG这种方法的话,能够连续测量。

  对普通正常人,他的血压值就是在100—130mmHg左右浮动。所以普通用户感受不到到底准不准,因为在正常范围值内人体并不会有明显的不舒适感觉。如果是有高血压患者的,那测得的准确度可能会更低。

  就是说,正常人并不知道测量得标准不标准,但对于高血压和低血压患者来说,它能测准确的,但是会更底,数字偏差也会比较大。

  仅测量单点的血压值,只能说是测量了血压的变化趋势,相同时间段来对比,能够看得到这种变化。但数值到底升多少、降多少,不能够用于诊断患有高血压疾病,只能说血血压有变化。

  测高血压主要有2个因素引起的,一个是叫心搏储量,还有一个叫外周血管主力。

  用PPG+ECG的方法,测量的是血流速度预测血压值。这个是有一个前提,就是你的动脉血管的顺应性是保持衡静的状态,它只有在动脉血管顺应性,它只有在动脉血管顺应性保持不变的情况下,供血才成立。因为测血流的速度,它必须在动脉血管的顺应性保持不变的情况下,动脉血管的顺应性有可能会发生变化的,比如吃了高血压药之后测量,那就会影响到血管的舒张性,血压测量就不准了。

  医院采用的血压计直接测的是压力,血压就是血的压力,所以就没有这么多限制。

  直接测压力会更准确,PPG或PPG+ECG测量,都是相当于通过一些数据或者一些公式来换算间接测量。而且在间接测量时,还有一些测量要求,达到这些要求才可能会准确。比如说你吃了一些特定药时,测量数据肯定不准。

  用血压计会不会也存在这种情况。血压计直接测压力,你的血压压力大,数据就大。

  到这里你应该明白了,手环测血压的原理,和常规的血压计测血压,原理是完全不一样的。

  对于有心血管疾病的人来说,血压是比心率更为重要的指标。大部分死于心血管疾病的,很多都是高血压导致。

  所有患心血管疾病的患者需要定期测血压,所以像能监测血压、心电功能的仪器,以后应该会是人手一个。手环测量血压,小巧轻便,不需要额外携带,确实是比电子血压计测量更为便利,而且还可以连续测量。

  现在的分析算法、医术还比较有限,也是多因素分析的限制。即使目前血压测的不准,但是长期来看,这个功能也会逐渐变的准,也会逐渐增加到手环中,只是目前现阶段技术还不完善而已。

  可能10年之后,如果手环能把所有的医术都分析进去,同时配置更高级的算法,把其他信息都采集到,吃药、喝水量都能采集到,那么直接在手环上有可能会做的更准。

  欧姆龙做了一款手表,准确度还不错,测量原理和血压计是一样,只是小型化了。

  佩戴上手环,把手臂抬高或者降低,一般抬高手臂时血压会降低,手臂放低血压数值会上升。

  手臂平放时测量出一个值,然后抬高手臂,再测量出一个值。如果抬高的值比平放的值要低,那这个就还算比较准确,这个是很简单的测试方法。

  150元内基本算是买不到测量得非常准确的血压手环。毕竟测血压的物料成本放在那里。很多低端手环厂家用到的芯片比较便宜,全部采用国内的芯片,其实并没有真正检测血压,只是随机显示出来的假数据。

  所以,回到问题上来,手环测量血压准确吗?——目前不准确,后期技术和算法提升后,有可能做得更准确。

  关于你的回答,文字+配图,对于不了解生理检测的人来说应该是很脑补基础知识。

  为了简明扼要的找出核心问题,我就想请教下你满篇的理论,原理说明,就是不告诉大家你的PV模型的基本公式,何从V血流速度换算成P血压的。

  介于我的高中物理知识还没有还给老师,给一个最简单的线性方程P=V.C方便大家理解。

  这里C与血管截面积和血管弹性系数相关,但C这个系数你们怎么测量的?根据你满篇的理想模型,我不知道你的理想是建立在什么基础上的?

  想做好这个建议你看看国际知名的无创连续血压测量检测公司是怎么做的,诺基亚准备出的血压手环又是什么原理。

  你们应用的技术十几年前就有了,而且你们为了手环的需求还阉割了别人为计算C值的其他辅助设计。

  热切期盼贵司来打脸的回复,说实话我真希望能被打,至少按你们现在的设计能解决我说的问题,你们完全颠覆了可靠血压测量技术,我就是砸锅卖铁也来投你,这尼马赶超英美不在话下,投资人肯定要踏破铁鞋,肯定比现在股市翻的快赚的多。

  只用光学传感器,检测单点的光电容积脉搏波(PPG),是无法得到连续准确的血压值。主要有三个原因。

  首先,最主要的原因是测量位置的细微改变就会引起测量结果不同。PPG信号,不论透射式还是反射式,都是光源发出一定强度的光,在传播过程中,遇人体组织透射或反射,再被光电接收器探测。光路和组织对光的吸收程度很大程度影响到光电接收器探测到的光强。而人体组织结构并不均匀,位置的细微变化都会带来很大误差。即使位置可以固定或标记,传感器贴合松紧度的改变也会很大程度上影响结果。

  其次,受到人体运动的干扰。在运动的时候,检测部位存在加速度,血压一定不是真实值。而运动还会带来信号的畸变,会改变传感器位置,影响贴合松紧,运动稍大,信号会完全被人体运动淹没。虽然可以依靠一定算法和加速度计传感器来补偿,但一般效果不显著。没有看到运动下仍然可以准确测量的文献。

  最后,也是很烦人无法避免的一个问题,就是动脉管壁平滑肌的影响。使用PPG,测量点一定在浅表动脉或毛细动脉,这些部位的动脉富含平滑肌,可以主动收缩,调节血管血流量。人体血液分配是动态的,简单的说,哪里最需要,哪里就会多分配。比如,人吃饱了,对消化系统的灌注就会增加,四肢毛细动脉中的血流量就会降低,PPG信号会减小。但是人体血压却不一定降低。由于血管壁平滑肌受到神经体液调节的影响,PPG信号也会因此改变。

  利用光电传感器测量血压是有一定的研究价值,但是其原理并不是@张舜尧同学解释的这样。首先一点,光电容积脉搏波描记法(简称PPG)并不是用来测量血流速度的,而是用来测量血容积脉搏波的,即动脉里血容积的变化情况。在血管特性并不恒定的情况下,单凭容积变化推导压力变化,不是那么容易的!英国卡迪夫大学SC Millasseau 所在的科研组利用统计学模型,推导了一组传输函数,用来量化手指末梢动脉血容积变化跟末梢动脉血压变化之间的量化关系【1】。英国纽卡斯尔大学医疗物理部门的J Allen博士也做过类似的研究【2】。这些研究可以作为用PPG技术得到血压信息的理论基础。然而,姑且不论这类方法的准确性,要从指端血压得到我们平常在手臂上测量所得的血压还需要额外的两个步骤:1)建立新的统计模型;2)用臂式血压值校准。文献【3】中描述的专利就是采用了这两个步骤。37度手环真的有考虑到这些问题吗?

  用手表测血压并不是没有成功的先例,新加坡健资国际研发的BPpro就是这样一款设备,并获得了FDA认证。不过人家用的是压力传感器,不是光电的,价格也不便宜,2W+ 【4】。至于37度手环,并没有获得任何知识产权、医疗器械认证,甚至连个安全认证都没有,卖99也算是一分钱一分货吧!

  [1] Millasseau S C, Guigui F G, Kelly R P, et al. Noninvasive assessment of the digital volume pulse comparison with the peripheral pressure pulse[J]. Hypertension, 2000, 36(6): 952-956.

  [2] Allen J, Murray A. Modelling the relationship between peripheral blood pressure and blood volume pulses using linear and neural network system identification techniques[J]. Physiological measurement, 1999, 20(3): 287.

  [3] Fortin J, Grüllenberger R. Apparatus and method for enhancing and analyzing signals from a continuous non-invasive blood pressure device: U.S. Patent 8,814,800[P]. 2014-8-26.

  [4]BPro®

  我不懂技术,但是对于一些大神的回答。不是很敢苟同。先说问题:1.你需要是得医疗级的血压采集,并对采集结果分析给出医疗级治疗方案。那欧姆龙都要靠边站啦,医院才是你需要去的地方。2.不论是现在的心率、血压手环其测量的参数都不能作为医疗参考,只能作为引导人们科学的锻炼和养成良好的习惯并加之风险提醒。所以你拿医疗级别的要求去要求一个健康消费类产品是不合适的。

  37手环的光学测血压功能需要紧贴皮肤,现在的37手环长条形状即使把光头佩戴贴紧皮肤了,只要手腕旋转下,光头就歪了,检测结果肯定受影响。既然有这个功能上的实际需求,那设计成圆形或者是胖些,更能保证光头对位准确。

  37的APP设计实在是太糟糕,看看这个软件主界面,作为一个普通用户我的第一感觉就是“乱七八糟”、不知所措。应该是工程思维主导搞出的APP,看着这一个个心率、呼吸频率、 睡眠等单项指标,顿时有点上当受骗的感觉。我买的是手环啊,不是去医院体检拿的体检化验单啊,你软件主界面给我推这些一个个“点”“点”点”的功能是几个意思?想知道这些结果我用欧姆龙等家用医疗检测仪器好了,用手环干嘛?

  使用手环是为了按时间轴记录流水账的,APP应该是给我一个“线点我又干了啥。不管手环有多少功能,时间轴上的“节点”应该是身体的各种运动状态,静止啊、步行啊、跑步啊、睡觉啊这类直观显性的身体状态,而不是什么血压、心率这类身体内部指标。37的APP竟然把血压、心率指标放在时间轴流水线上,结果就是这个软件完全没了时间轴、没有数据感,导致我打开软件感觉不到手环在记录我的点滴。成了一个测量仪器、还是个手环级别不准确的。

  不知道37为何这么设计软件,强调自己的血压监测功能?还是没有搞好各种运动状态算法?

  对于精准度,不管是叫健康管理手环还是运动手环都改变不了目前阶段手环还只是个玩具,数据仅供参考了,指望它替代专业测量仪器那是不切实际的搞笑。

  利益相关,我们公司现在就在做智能手环,所以我们知道完全靠单一的PPG技术完成单手方式的无创血压测量数据是不会准确的;采用PTT(ECG+PPG)也只能做血压的趋势判断,拿不到准确值。于是对于市面上号称可以测量血压的,我表示呵呵。

  要把測頭找皮白一點的地方,最好有青絲血管的那裏,用點力壓著,才能測的到血壓

  我目前在哈佛医学院做博后,对美国及其他国家相关领域有一些了解,应国内友人就个人的理解回答这个“专注血压测量”的手环技术,欢迎各路大神拍砖讨论。

  首先,如果楼主的老爸是高血压病患者,以医学研究人员的角度出发,我还是劝你老爸到国内公立医院找相应科室的医生就诊。而作为医生大家基本只认可水银血压仪,电子血压仪或其他新兴设备只供平时测量参考;

  第二,医学传感技术在美国和以色列等国最发达,国内也有相关的研究者,楼主说的技术是有可能实现的,个人认为光学传感器发展的广度和深度是不错的。但是实验室设备到商用产品之前应该也不是非常容易;

  第三,FDA在相关的领域已经有探索性的政策,按照我的理解,这类设别也不能作为诊断依据或者缓解疾病的用途,但可以作为日常健康管理的参考,不能作为医生针对具体疾病的诊断依据,如果得了高血压方面相关疾病,请到医院看医生并用水银血压计测量。

  @Xiao Han非常感谢专业人士的视野和对创新的胸怀,确实我们的技术基础和他们一样,他们也最近跟我们接触了,肯定了我们的方式~(Xiao Han 光学测血压的技术之前知道MIT有人在做,国内也实现了,非常棒。希望国内生物传感器创新能继续缩小与美国在该领域的差距,大数据与健康管理的结合空间未来难以估计。)

  我在从事37度手环相关工作,近期我们确定37度手环售价99元人民币。我们从健康底线的管理角度出发重新定义了手环,我们并非运动手环,而是健康管理手环。而最受大家瞩目和关注的,就是测量血压参考值这一功能背后的光学传感器测血压技术。

  一个新型技术在发展初期,由于自身的不成熟性及发展阶段的特性,很容易被短视或者被已存在技术的既得利益者所质疑或扼杀。历史上这类事情一再发生,比如火车被发明的早期并没有马车快,电视被发明初期被电影制片厂群起而攻之等等。本文旨在开诚布公的讨论37度手环光学测血压技术的先进性、创新性及其局限性,希望大家更多的了解并鼓励这项技术的创新,更欢迎大家对现有产品进行真实公允的批判,共同推进生理参数测量传感器和智能健康设备行业的发展与繁荣。

  光学测血压技术不是被神化的黑科技,更不是出现在电视深夜档的、包治百病的电视购物。该技术是基于国际生理信号监测的前沿技术,结合数学、信号处理、生理学等知识,经过多年的研发以及临床试验才研发成功的。我将从研发背景、测量原理、技术创新性及应用前景、及局限性和未来优化空间来阐述该技术,让大家对该项技术有全方位的了解。

  我们看到血压测量的发展历史基本经历了3个阶段,第一个阶段是所谓的有创阶段,也就是说的需要切开血管的测量方案,当然这种方案一般人肯定是不接受的。不过目前使用植入式传感器测量仍然是有创方案的一种,第二个阶段是进入到无创测量,使用水银血压计测量,也就是我们今天规定的经标准(人为规定的标准)第三个阶段自动化,我们家里常用的电子血压计,从发展的方向来看准备性逐渐降低,但是便携性逐渐提高,这样体现血压管理本身需要降低门槛。我们人为使用光学测量的方案可以进一步让血压测量的用户成本降低,甚至是普通人随时都可以关注自己的血压。这也是我们开发这类技术最重要的目标。

  首先我们先来了解一下什么是血压:血压是指血管内血液对单位面积血管壁的侧压力,即压强。由于血管分动脉、毛细血管和静脉,所以有动脉血压、毛细血管压和静脉血压之分。通常我们所说的血压是动脉血压,一个人每天心跳次数约为10万次,由于各种因素会导致每一次心跳的血压都不一样,这也是连续测量的意义,那么我们如何能用光学传感器测量到血管内血液对单位面积血管壁的侧压力呢?图1展示了整个测量过程和原理。

  我们的理论基于流体模型:假设血管中流动的血液像水在水管中流动一样(图2),在管壁摩擦等限制条件已知或相对固定的情况下,只要知道血液的流动速度,就可推算出对侧壁的压力。那我们又是如何检测到血液流速变化的呢?一般情况下,人体对光的吸收主要有三部分组成(图2):动脉血液、静脉血液、骨骼和其他组织。而静脉血液、骨骼和其他组织对光的吸收变化在固定时间点可以忽略不计。而随着心脏的收缩和舒张,动脉血液的流速会发生变化,所以皮肤对光的吸收变化与动脉血液流速的变化直接相关。

  基于流体模型和皮肤对光的吸收特点,我们得出皮肤对光的吸收变化与动脉血液流速的变化直接相关。所以我们只要测得皮肤对光的吸收变化,就可以推出动脉血液流速的变化,进而可以得到某一时间点血压值。那么我们又是如何监测到皮肤对光的吸收变化呢?我们通过手环的内置光学传感器在某一时间段对用户的皮肤进行连续信号收集,通过对某一时间段连续图像进行信号处理,从而得出该时间点皮肤对光的吸收变化(图3)。所以通过皮肤对光的吸收变化,我们能求得动脉血液的流速(ν)变化,再通过流体模型计算得到血压(P)的变化值。

  从1896年,第一款真正意义上的血压计诞生到现在,已有100多年的历史。目前,血压计的测量方法主要基于两种:有创测量和无创测量。有创测量就是通过穿刺在血管内放置导管后测得的血压,比如在做心脏介入诊断及治疗时就要监测患者的有创血压。无创测量就是不通过穿刺在血管内放置导管后而是通过间接测得的血压,也就是现在我们消费者和医生普遍使用的测血压方法,主要包含两种:柯氏音听诊法(以水银血压计为代表)和示波法(以电子血压计为代表)。

  听诊法(又叫柯氏音法)血压计,包括传统水银式血压计,数字显示血压计,半自动听诊法血压计,全自动听诊法血压计,助读式血压计,光柱式血压计,价格从几十块到上千块。将听到声音的第一声定义为收缩压,最后一声是舒张压,对于任何患者都适用。其优点:血压测量的精标准,专业医生、护士认可,做为临床诊断的唯一标准。缺点有:

  2:误差:水银纯度、水银管内的灰尘等都会影响到水银指示数字的准确度,人耳的听诊误差更是无法计算;

  示波法(又名振荡波法)电子血压计,包括国内外各大品牌,价格从几十块到上万块。在测量血压的袖带内气压下降过程中,会出现一个振荡波,当振荡振幅达到最大时,所对应的平均外压力可视为被测量者的血压平均值,然后强行建立数学上的换算方法,以推算出血压值。缺点有:

  1:适用人群限制:脉搏很弱者、血压过高或过低者、恶性高血压者,等最好不要用电子血压计测量血压。

  2:个体差异大:示波法电子血压计对于个人来说差异很大,尤其对于高血压患者,血压测量的误差较血压正常人而言时大时小。

  1. 第一次实现了血压的无袖带、非压迫、实时连续、无需校准测量,让用户对自己的血压趋势变化有了全新的、直观的认识;

  2. 体验感好,第一次实现了血压的随时、随地监测。 通过血压的连续测量,再结合用户的运动状态、睡眠状态、所在环境以及其他情绪状态,我们可以更科学的解读用户血压变化背后隐藏的健康信息或者生活习惯信息,从而给用户提供更科学的生活和健康指导。

  该技术的发明基于血液为理想流体这个假设前提,通过对不同个体光学信号的处理,得出相应的血压参考值。所以光源的稳定性,个体的差异性(胖瘦程度和血管分布差异)、信号处理技术的先进性都会影响血压测量的准确性和稳定性。为了更大限度的保证信号的准确性与稳定性,我们在硬件的选材和测量环境的稳定性方面进行了优化;为了最大限度的排除个体的差异性,我们通过大样本的临床试验,对测量模型进行了校准;为了保证信号处理技术的先进性,我们在算法上进行了合理的选择。在未来的技术演进优化过程中,通过硬件的合理选材、大样本的临床试验、算法的优化来提升血压测量的稳定性、准确性是我们的主要优化方向。

  总结:正如哈佛医学院的专业人士观察,光学测量血压的技术在美国、以色列已经有了成功甚至产品。但新型的技术需要时间来演化完善,任何有价值的创新应该建立在大胆探索、谨慎验证的基础上。毫无理由的天然黑,本就无脑。美国、以色列大胆创新进取,国内缺乏的就是try something的精神和态度。我们完成这一技术,是无法替代医用血压计,我们也不是用于医疗方面,而用于日常健康的底线管理。降低大家了解自己身体状态的使用成本才是真正的意义所在。

  决定血压除了血流速度(心脏射血)之外还有外周阻力与血管弹性,而这俩因素也是赫血流速度一样是变化的,单纯通过测血流速度来得出血压属于事先把其他动态数据标定为常量,然后直接硬套!!这样的连续数据木有任何价值。

  @张舜尧 赞同MikeWay的说法,我买了两个,心率还可以,血压目前测下来非常不准。对于穿戴式血压监测设备,我一直持有兴趣并且关注,但是没有找到可行的办法。另外你们的App交互设计实在太差,远低于你们产品的设计水平。

  电子血压计都有±10mmHg左右误差,买来后用水银血压计对比一下,找出误差多少规律,离开水银血压计后就依据规律,把电子血压计或手环误差测得数值做参考。前提是这个电子产品稳定性好。医院内好多电子测血压设备也不是非常准确,需要多次测量,包括水银血压计。

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