高血压(hypertension)是导致过早死亡的首要风险因素,与心脏病、中风和心脏病发作相关。然而,由于最常用血压测量方法存在误差,可能漏诊多达30%的高血压病例。
剑桥大学的研究人员构建了一个实验模型,阐释的研究人员构建了一个实验模型,阐释了这些误差背后的物理学原理,并深化了人们对基于袖带的并深化了人们对基于袖带的血压读数机制的理解。
研究人员表示,一些无需更换标准袖带测量设备的简单改进,即可实现更精准的血压读数,从而为患者带来更好的诊疗结果。相关研究成果已发表于《PNAS Nexus》期刊。
任何接受过血压测量的人都熟悉袖带测量法。这种被称为听诊法(auscultatory method)的测量方式,需将袖带在上臂充气至阻断前臂血流,随后临床医生在袖带缓慢放气过程中通过听诊器监听手臂的搏动音。
血压数值通过连接在放气袖带上的压力计读数推算得出。血压以两个独立数值表示:最高(收缩压)和最低(舒张压)压力。120/80的血压读数被视为"理想值"。
"听诊法是金标准,但它会高估舒张压,同时低估收缩压,"剑桥大学工程系合著者凯特·巴希尔(Kate Bassil)表示,"我们已清楚舒张压被高估的原因,但收缩压为何被低估始终是个未解之谜。"
"几乎所有临床医生都知道血压读数有时不准确,但无人能解释为何会被低估——这存在实质性的认知空白,"同样来自剑桥大学工程系的合著者安拉格·阿加瓦尔(Anurag Agarwal)教授补充道。
先前针对测量误差的非临床研究使用橡胶管模拟,未能完全复现动脉在袖带压力下的塌陷状态,从而掩盖了低估效应。
研究人员构建了简化物理模型,专门研究下游血压(袖带下方手臂区域的血压)的影响。当袖带充气阻断前臂血流时,会产生极低的下游血压。通过在实验装置中复现此状态,他们确定这种压差会导致动脉在袖带放气期间闭合更久,延迟血管重开进而导致血压读数偏低。
这种物理机制——由低下游血压导致的延迟重开——很可能是造成低估的原因,这是此前未被识别的关键因素。"目前在诊断或制定治疗方案时,我们并未针对此误差进行校正,据估计这导致高达30%的收缩性高血压病例被漏诊,"巴希尔指出。
剑桥团队摒弃了早期动脉物理模型使用的橡胶管,改用放气时呈扁平状态、袖带充压时完全闭合的管道,这是复现人体内低下游血压观测结果的关键条件。
研究人员提出多种解决低估问题的潜在方案,包括在测量前抬高手臂——此举可能产生可预测的下游血压,进而形成可预见的低估值。此改进无需新设备,仅需调整操作流程。
"甚至可能无需新设备,仅改变测量方式即可提高准确性,"阿加瓦尔强调。
不过,若开发新型血压监测设备,可能需要输入与下游血压相关的附加参数,以校准适用于个体的"理想"读数。这些参数可能包括年龄、体重指数(BMI)或组织特性。
研究人员正寻求资金支持以开展临床试验,在患者群体中验证其发现,并寻求工业或研究合作伙伴协助完善校准模型,在不同人群中验证该效应。与临床医生的合作对推动临床实践变革也至关重要。
本研究获得英国研究与创新署(UKRI)下属工程与物理科学研究理事会(EPSRC)资助。
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Journal Reference:
Kate Bassil, Anurag Agarwal.Underestimation of systolic pressure in cuff-based blood pressure measurement.PNAS Nexus, 2025; 4 (8) DOI:10.1093/pnasnexus/pgaf222
2025-08-31
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