脉搏测量

从较表浅的动脉可以触知血管搏动。一般检查手腕内侧靠拇指侧的桡动脉搏动，其他位置表浅的动脉节段尚有颈动脉（颈前部喉头水平两侧）、股动脉（大腿根部偏内侧）及颞动脉（太阳穴部位）等。中医切脉为重要的检病诊断手段，西医触换脉搏主要了解心跳的速率及规律性。老年人有时感到一过性心慌，此时可以自己触摸桡动脉观察是否有心跳不规整现象。于安静时偶然出现脉搏不规整一般无严重病理意义，如经常发生则应进一步检查心脏。

脉搏测量

动脉血管随心脏收缩与扩张而周期性搏动的现象，称为脉搏。在脉搏中，包含着血管内压、容积、位移和管壁张力等多种物理量的变化。脉搏的测量，是采用某种方法检测脉搏现象中包含的物理量的变化。由传感器所检测出的这种变化信号，称为脉波。使用适当的记录或显示装置，可以描记出脉波的变化曲线，这种检测并记录脉波的装置，称为脉波计（脉搏计）。
脉搏现象反映心脏和血管的重要生理信息，一直做为生理检查的一种手段。手指触诊法历史悠久，方法简便，但掺杂有主观因素，且不便于记录和精细分析。自十九世纪中期以来，人们陆续设计出各种检测和记录脉搏的装置。1860年，英国Marey设计了杠杆式以弹簧为动力的脉搏计，首次记录了桡动脉脉波。二十世纪五十年代以来，应变计式、光电式、压电晶体式和阻抗式等脉波计纷纷问世，脉搏检测技术在临床和基础医学研究中得到广泛应用，成为心脏、血管功能无创性检查的参考指标之一（如颈动脉搏动图等），并在多种生理测量中被用作时间标志等参考信号。脉搏测量技术已被成功地应用于中医脉象的客观检测中，为脉象辨识提供了重要的信息。因脉波传感器的原理不同，实际检测出的脉搏信号成分亦不同。用测压式传感器检测出的脉搏信号，称为压力脉波；用测容积式传感器检测出的脉搏信号，称为容积脉波。由于生理和技术条件的限制，一般脉波计所检测出的信号，往往是几种物理成分合成的结果。按传感器的原理分类，常见的有应变计式压力脉波计、压电晶体式压力脉波计、光电式容积脉波计、水银应变计式容积脉波计和电阻抗式容积脉波计等。
应变计式压力脉波计 其传感器主要有金属应变丝式和半导体应变片式两种。传感器以适当方法固定于被测部位的体表之外，其感压头与皮肤接触，并经皮下组织的耦合感受和传递血管的压力搏动。在血管侧压波动的作用下，引起金属应变丝或半导体应片长度的变化，进而产生电阻的变化。采用电桥放大器测量电阻的变化即可检测动脉压力脉波。早期多采用金属应变丝式传感器，其优点是性能稳定，但灵敏度较低。六十年代以来，半导体应变片被大量用于压力脉波的测量，具有灵敏度高、频响好、形体小等优点，但温度特性较差，需在结构设计和测量电路上加以补偿。一种半导体应变片压力脉搏检测方法如图1所示。由于血管相对于传感器感压头微小位置变动及经感压头施加于血管壁的压力的微小变化，都会造成检测出的压力脉波幅度的不稳及波形畸变，故应适当固定传感器，并使被测肢体在检测中保持不动。

图1 半导体应变片式脉搏传感器

压电晶体式压力脉搏计 它采用压电晶体作为压力敏感元件，直接将其感受的压力变换成电压信号。常用的压电晶体有酒石酸钾钠和钛酸钡等。在传感器中，压电晶体嵌在固定夹间，经连杆与弹性感压膜片相连接。感压膜片与生物体的耦合可采取直接接触或空气传导的方式，血管的压力搏动经感压膜片传至压电晶体。压电晶体产生的电压信号经导线送至高输入阻抗放大器放大后输出。由于压电晶体输出阻抗很高，为提高抗干扰能力，还往往将阻抗变换电路（缓冲器）置于传感器内。一种接触型压电晶体式脉搏检测方法如图2所示。其低频特性差，波形失真较大。

图2 压电晶体式脉搏传感器

光电式容积脉波计 它采用光电变换方式检测容积脉波。一般是将光电传感器安装在指尖或耳廓等适当部位，用对动脉血中氧合血红蛋白有选择性的一定波长的光照射被测部位，再由光电变换元件接收经组织透射或反射的光，并变换为电信号，送至放大器放大和输出，由此反

图3 光电式容积脉波的测量

映动脉血管容积的变化。其测量方法如图3所示。传感器的光源最好采用发光二极管，其光谱选为6,000～7,000A，以主要反映动脉血管的容积变化； 但在要求不高的情况下，亦可用白炽灯作光源。光电变换器主要有光敏电阻、光电池和光敏晶体管等光敏元件，其中硅光电池的输出线性好，可选择适当的感光光谱，且不需供给电源，故为较好的光电元件。为防止光源热量对血管状态和半导体光敏元件灵敏度的影响，除可采用发光二极管外，现已出现由光导纤维与远离的光源相联接的方法，它允许适当增加光源强度以提高传感器的灵敏度。
光电脉波传感器固定于被测部位时，要用遮光套屏蔽外来光线，且应保持感光面与皮肤间有稳定而适当的压力，以防止波形畸变和幅度不稳。硅光电池应避免强光和高温，以防性能变坏或寿命缩短。
为比较不同组织含血量条件下(如胖瘦不同、肢体粗细不同等)的容积脉波数据，一般需用组织含血量为校正参数，以得到单位组织含血量的容积变化量。一种便于进行组织含血量校正的光电式容积脉波计是所谓二次校正式光电脉波计，其方框图如图4所示，其中AC校正用以校正电路系统的灵敏度，DC校正用以校正组织的含血量。此外，还有一种脉波计能直接显示单位血量的容积变化量。

图4 二次校正式光电脉波计方框图

光电式容积脉波计结构简单，易操作，适于细小动脉和微血管床的脉搏测量，频率特性较好，故应用较广泛。其缺点是传感器的固定较困难，易造成波形不稳和畸变。
水银应变计式容积脉波计 它以水银应变计作为容积脉波传感器。一种常见的传感器形式是在具有良好弹性和柔顺性的橡胶管中，充满水银，水银柱两端经电极与外导线连接，橡胶管被缠绕于肢体上，其长度随着因动脉血管容积变化引起的肢体周长的变化而变化。设水银液体的电阻率为ρ，总容积为V，则其电阻值R与被测肢体周长l的关系为R=。这种传感器结构简单，固定较方便，但难以测量特定血管的容积变化，只能测量外周肢体中局部血管的总容积变化，且灵敏度较低，易受肌肉活动的干扰。此外，橡胶管内不得残存气泡，内孔径应足够均匀，应防止橡胶管老化，以免增大测量误差。
另一种传感器是在乳胶膜封口的倒立玻璃漏斗中盛入水银，漏斗边缘和乳胶膜与被测部位皮肤接触，皮肤下被测血管的容积变化经乳胶膜引起漏斗玻璃管中水银柱高度的变化，用适当的电桥放大器系统可以检测水银柱高度的变化。这种传感器的特点是可以检测特定的浅表动脉容积变化，但传感器的固定较困难，使用不便。
电阻抗式容积脉波计 它通过检测选定区段的组织电阻抗变化来测量容积脉波。随着组织内动脉血管容积的变化，其中容纳的血液量亦相应变化，从而造成一定区段血管所在部位组织的总电阻抗的变化，容积变化与阻抗变化成比例(参见“生物电阻抗的测量”条)。电阻抗式容积脉波计的优点是，基本上排除了固定传感器的困难，重复性好，简便易行，适于长时间连续测量。但是，呼吸和皮肤出汗等因素也会造成记录波形的基线不稳，需采取措施防止和克服。