1. 无线血压袖口
2. 啮齿动物的非侵入性血压测量
资料来源:哈姆娜·库雷希和克雷格·戈尔根,珀杜大学韦尔登生物医学工程学院,西拉斐特,印第安纳州
在这里,我们将强调人类和啮齿动物之间非侵入性血压测量技术的主要相似性和差异,并研究控制血压的工程原理。还将讨论控制当前袖口技术以获得收缩和舒张压力的原理。
与移动设备连接的商用袖口通常结构紧凑且便携,因此几乎可以在任何地方进行测量。非侵入性便携式血压袖口对于高血压和其他心血管问题患者特别有用,需要仔细监测和及早发现血压的任何变化。
同样,非侵入性血压测量系统也可用于啮齿动物。该技术用于实验室设置,并可用于在整个研究中监测动物健康。虽然放射性遥测是啮齿动物血压测量的黄金标准,但这种技术具有侵入性,如果操作不当,可能导致动物死亡。因此,非侵入性方法便于在动物身上进行测量,因为它们可以提供有价值的数据,而无需植入设备。一个商用系统将被用来演示如何在临床环境以外的人身上测量血压。这种技术允许患者定期监测自己的血压,而不必每次需要进行这些测量时访问诊所。
此处描述的方法利用压力传感器和遮挡袖口利用流经啮齿动物尾部的血流。无论是人类移动血压袖口还是啮齿动物非侵入性尾袖口方法,都利用类似的血液动力学原理获取血压测量,为包括临床医生、研究人员和患者。
1. 无线血压袖口
2. 啮齿动物的非侵入性血压测量
血压测量通常用于监测心血管健康状况。血压是血液在血管壁上循环产生的侧向压。密切监测对于检测和治疗低血压、低血压、高血压、高血压很重要,这两者都会损害心脏、肾脏和大脑等重要器官的功能。
通过听诊手动测量血压,临床医生使用充气袖带闭塞动脉,然后在肱动脉放气时聆听血流通过肱动脉的声音。血压也可以通过示波法自动测量,这样患者就可以在家中测量血压。充气袖带包含一个压力传感器,可根据血流动力学原理将动脉振动转换为收缩压和舒张压。
本视频将说明血压的原理,演示当前测量人类和小动物收缩压和舒张压的方法,并讨论一些应用。
血压测量值由收缩压和舒张压成分组成,这两者都是心血管健康的重要指标。
收缩压是心脏跳动时心脏收缩期间施加在动脉上的最大腔内压的量度,舒张压是最小腔内压的量度,或当心脏放松和主动脉瓣关闭时,两次跳动之间的压力。为了测量血压,将袖带放在患者的上臂上,然后充气至血流完全阻塞的程度。当袖带放气时,临床医生在观察压力计读数的同时听诊。
第一个可听到的 Korotkoff 音对应于收缩压,即血液再次开始流经开放血管的压力。随着袖带继续放气,由于血管保持开放,血液流动更自由。当临床医生不再听到跳动声或自我监测设备检测到振荡趋于平稳时,记录舒张压。
类似的方法可用于监测啮齿动物的血压。袖带在尾动脉周围充气和放气,而压力传感器检测收缩压和舒张压。现在您已经了解了收缩压和舒张压之间的区别,让我们演示如何使用人类无线袖带和啮齿动物的无创技术测量血压。
打开无线袖带和移动设备,然后打开 Cuff 应用程序。然后,通过蓝牙配对设备并在移动设备上打开 Cuff 应用程序。然后,将袖带系在上臂上。确保血压计靠在您的二头肌内侧。胸带应紧紧系在手臂上。坐姿使袖带与心脏处于同一水平。在开始之前,请确保您保持冷静和放松。
现在,按开始开始测量血压。每次测量大约需要 1 到 3 分钟。重复测量几次以获得结果中的平均值。结果将显示在移动设备的屏幕上。保存结果后,从手臂上解开袖带并关闭设备。
要测量啮齿动物的血压,首先打开台式电脑、血压系统和加热台。然后,将 VPR 袖带和闭塞袖带连接到血压系统。使用软件确认袖带已正确校准并按预期工作。为数据采集选择合适的参数。参数包括放气时间、每个周期的集数、闭塞压力和集之间的延迟。闭塞压力通常设置为 250 毫米汞柱,每个周期通常有 20 组。其他参数可根据用户需要指定。
让动物平静下来,以防止它承受不必要的压力。环境应该是安静的,噪音最小。然后,将动物放在适当大小的支架中。确保动物的爪子没有卡在支架的附件中,并且尾巴在约束装置之外。现在,将支架放在加热的载物台上。将闭塞袖带,然后将 VPR 袖带滑到尾部底部,相距约 1 到 2 毫米。袖口就位后,将它们用胶带固定在舞台上。这将限制尾巴的运动。
然后,将尾巴加热到 32 至 34 摄氏度,以促进血管舒张和血液流经尾巴。随着阶段的升温,在计算机上选择要获取其血压的动物类型,然后将其动物 ID 输入系统,以便您稍后访问其数据。一旦载物台充分加热,按开始开始采集血压数据。尽量保持平静的环境。保持袖带的位置不变,如果动物剧烈移动,请记下。如果袖带从尾部滑落,或者动物在限制器内移动,请按下暂停按钮,然后在当前测量完成后进行调整,然后继续测试。
检查以确保按预期采集血压数据。收集 20 到 40 个测量值。收集完所有数据后,将动物从支架中取出并放回笼子中。然后关闭设备并清洁与动物接触的表面。
使用人体血压计的结果将输出在屏幕上,如图所示。使用这项技术,可以显示收缩压和舒张压测量值,并对多个读数进行平均。
人类的健康血压通常低于 120 毫米汞柱的收缩压和 80 毫米汞柱的舒张压。血压高于这些值可能表明患者开始患上高血压,这可能导致进一步的健康并发症。
这是测量啮齿动物血压时获得的典型图表。图中的两条曲线表示从 VPR 传感器收集的数据(蓝线)和遮挡袖带(红线)。蓝色曲线的拐点用于计算收缩压和舒张压。测量值与 OK (正常) 状态一起列在图表底部,这表示系统认为此测量值可接受。
小鼠的典型血压测量值约为 120 超过 70 毫米汞柱,而大鼠的血压略高,约为 130 超过 90 毫米汞柱。
现在,让我们来看看公众和科学界是如何无创测量血压的。
便携式无创血压袖带允许高血压患者在两次就诊之间监测自己的健康状况。有患先兆子痫风险的孕妇可以在婴儿出生前的关键几个月内监测她们患这种疾病的风险。
研究新的治疗药物开发需要频繁的血压评估。虽然小鼠皮下遥测和颈动脉插管等侵入性技术可提供长期血压数据,但无创尾套系统是监测心血管疾病动物模型中血压的一种有吸引力的方法。
您刚刚观看了 JoVE 的血压测量技术简介。您现在应该了解如何将无创测量方法用于人类和啮齿动物,以及如何应用该技术来改善社区的健康监测。感谢观看!
图1显示了使用非侵入性血压系统服用啮齿动物血压获得的典型图表。图上有两条曲线:一条用于 VPR 传感器,另一条用于遮挡袖口。VPR传感器曲线的拐点是确定收缩和舒张压的位置,如图1所示。图的底部指示状态,用于传达系统是否认为此测量值可以接受。为了获得可接受的读数,每次试验都多次接受血压。

图 1.通过非侵入性测量系统获得的收缩和舒张压。
两种商业袖口都可用于家庭使用,非侵入性方法用于动物研究,均采用自动化技术。通过使用传感器跟踪血流的变化,算法检测收缩和舒张压力,然后将这些结果传达给用户。虽然技术相似,但两种测量技术之间存在一些关键差异,应加以注意。当在人类受试者中接受血压时,环境通常是放松的,因为受试者是无节制的,相当舒适。相反,动物必须被限制或麻醉。抑制会使动物焦虑不安,从而扭曲血压测量,而麻醉会导致体温过低和血管收缩,使可靠的测量更难获得。这就是为什么在平静、光线昏暗的环境中,在意识动物中获得啮齿动物的血压,这样它们才能保持温暖,没有惊人的噪音。当啮齿动物测量血压以促进血液流过尾巴时,也使用通过加热的血管化。在获取数据之前,将动物与支架和袖口进行协调有助于减少不适,并允许收集更准确的结果。此外,如果用户在多天内从同一动物收集测量值,如果每天大致相同的时间获取,结果将更有意义。
能够使用用户友好、紧凑的袖口进行血压测量,对于患者来说是一个非常有用的工具,因为它允许患者在方便的情况下监控血压。然而,市售的血压袖口并不是用来取代临床获得的测量;相反,这些袖口旨在帮助患者监测他们的全身血压在访问之间。商业袖口也会受到...
Chapters in this video
0:07
Overview
1:26
Principles of Blood Pressure
3:10
Wireless Blood Pressure Measurement Technique for Humans
4:09
Noninvasive Blood Pressure Measurement Technique for Rodents
6:49
Results
8:14
Applications
9:08
Summary
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