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基于柯氏音和示波袖带压力脉冲测量血压时呼吸的影响

摘要：血压的测量精度取决于包括柯氏音为手动测量和自动测量示波脉冲的变化然而鲜为鲜为知的是，对这些生理信号的的呼吸作用的直接影响，本研究的目的是定量评估的柯氏音和示波脉冲呼吸的调制作用。从30名健康受试者（年龄：41岁plusmn;12）手动测量收缩压和舒张压，三个静态的袖口压力条件进行了研究，2个呼吸速率。振动lometric脉冲压力[（OSCP）]、心电图、胸部呼吸运动[呼吸信号（RESP），从磁力仪]和科罗特Koff的声音（从数字听诊器，分别记录20次）S.生理数据进行均匀重采样。分别计算从呼吸频率（FR）、示波器（FO）和科尔斯（FK）从峰值频率。没有统计学上的显著差异，FR和佛或FK之间有。在所有受试者中观察到呼吸调制。示波器幅度调制两呼吸速率之间的显著变化（P＜0.05）和三间套囊压力（P＜0.0001），并明显减少减少压力（P＜0.05）。分别调制示波器之间的相移是卡利呼吸率显著（P＜0.05）统计，但不与袖带压力。这是公认的，在个人的血压是可变的，这涉及到呼吸；我们现在表明，这种呼吸调节示波脉冲和柯氏音振幅从BP测量。

关键词:血压测量·示波脉冲·柯氏音·呼吸调制

简介

众所周知，呼吸影响血压的变化。在呼吸周期中，变化发生在中心静脉压为胸部扩张和压缩的后果。吸气时，中心静脉压增加静脉回流和右心房充盈同时减少肺静脉流到左心的减少，导致每搏量减少和降低平均动脉压。在呼吸过程中的生理作用是复杂的。1952、dornhorst等人。记录直接BP呼吸的作用和它们之间的相位差异显示。后来，撒乌耳等。扩展这些观察在一个恒定的平均呼吸速率与呼吸的桡动脉压创记录，和成绩等。研究了这些阶段在不同的呼吸频率。许多不同的技术已用于研究之间的搏动间隔的相位关系（或瞬时心率）、收缩压（SBP）记录的非侵入性的有节奏的呼吸。他们包括频域交叉谱分析[ 2，14，17，19 ]，风凯瑟尔模型，时域相关[ 3，9 ]，互信息分析和一个数字的闭环调节系统模型。

目前有两种常见的非侵入性技术（手动听诊和自动示波法）确定基点。人工听诊技术的基础在柯氏音听诊，而自动化测试几乎总是基于振荡lometric脉冲波形。BP的测量精度，因此取决于柯氏音为自动化测量手动测量和示波脉冲的变化。尽管潜在的呼吸影响血压测量的确切机制尚不完全理解的，它是可能的，示波脉冲记录在血压测量袖带压力是影响呼吸。此外，如果呼吸调节示波脉冲调制，这也会影响柯氏音与脉搏流经肱动脉相关。对柯氏音的起源的一个长期存在的假设是锋利的奥迪的拍打声是由不断变化的跨壁压梯度[ 4，10，16，18 ]。导致动脉壁的扩张产生，可以推测，如果呼吸调节的压力脉冲，它也可能影响部队部署在开放的动脉，这反过来又可能反映了对柯氏音的振幅的声音。

我们以前的研究量化对BP测量呼吸作用的临床意义。经常深呼吸、收缩压和舒张压（DBP）的比较与正常状况发生了显著的变化，分别为：4.4和4.8毫米汞柱下降。在报美国医学协会的一个主要审查（JAMA）估计，5-mmhg误差高于或低于实际的BP会导致2700万名美国人被暴露于不必要的治疗或2100万拒绝治疗。因此，呼吸所引起的任何小的血压变化是临床上重要的，值得进一步研究。

由于示波波形和柯氏音的呼吸调节可以影响血压测量的准确性，因此临床利益量化呼吸对信号的影响，并进一步调查可以提供额外的洞察量血压变异性。然而，据我们所知，没有数据报告在示波脉冲和柯氏音呼吸的直接影响。

本研究的目的是通过定量评估研究这样的效果：（1）一个示波脉冲幅度和柯氏音振幅呼吸调节效应的存在；（2）不同的呼吸速率和袖带压力之间的示波脉冲和柯氏音不同幅度调制；（3）呼吸调制的相位关系之间的呼吸变化的高频脉冲和柯氏音信号。

方法

2.1主观资料

三十名健康受试者参加了这项研究（14名男性，16名女性）。这些受试者的临床资料总结于表1。这项研究是依照赫尔辛基宣言进行（1989）的世界医学协会，是由当地指定的伦理委员会批准。所有受试者在参加前均给予书面通知。

2.2实验协议

对于每一个主题，由静静地坐在一个训练有素的操作员根据欧洲高血压协会[ 11建议的主题手动测量SBP和DBP ]。生理信号，包括压力、胸壁运动和柯氏音（KORS），录得20的三个静态袖带压力条件下高（H）sbp-10 mmHg，介质
（m）（SBP、DBP）/ 2和低（L）舒张压10毫米汞柱。三袖带压力的顺序是随机的每个子项目，他们研究了两呼吸节拍器率）：0.20赫兹（12次/ min）和0.30赫兹（18次/ min）。这六个录音，然后1分钟的休息期后重复，给每个主题共12录音。重复性是从两个重复测量评估，并从两次测量的平均值计算收缩压和舒张压。

呼吸节奏的使用视觉节拍器等吸气和呼气时间。受试者被指示如何跟着节拍器和以前的录音开始了熟悉的时间。

2.3数据采集
含示波脉冲压力（OSCP）是与一个单一的领导一起记录（II导联）心电图（ECG）。胸部磁力计被用来记录胸壁运动[ 7 ]，以下为参考呼吸信号（RESP）。

Table 1ensp; 30名受试者的临床资料摘要

Mean plusmn; SD

数据均为平均值

压电麦克风是用来记录，与钟形听诊器终端连接到麦克风放置在那里的脉搏最可听与袖带充气处前臂肘窝（SBP、DBP）/ 2。听诊器是固定用医用胶带的手臂。所有信号的同时记录，采样频率为2 kHz，16位/山姆PLE和存储为离线处理计算机。图1显示为例，Kors OSCP连续两个呼吸周期从一个主题的呼吸在0.3赫兹。

2.4信号处理
2.4.1ensp;不同呼吸频率RR间期
建立了基于阈值的QRS波检测算法，用于检测心电图R波[ 12 ]。计算和用于两呼吸率和比较三套囊压力之间的平均RR间期在所有检测到的心跳每一记录。

2.4.2ensp;示波脉冲幅度的示波脉冲脚R波在200毫秒以下固定窗口自动鉴定。每个高频脉冲，脉冲幅度（峰值到谷底）测定峰值和脚之间的幅度差。

2.4.3ensp;柯氏音振幅
科尔斯信号进行带通滤波（3 dB的通带59–1000 Hz）去除基线噪声。这个带包括在Kors分析【1】中用于感兴趣的频率带。对于每一个脉冲，峰值振幅在最低点有相应的Kors保留生成Kors振幅的时间序列。

2.4.4ensp;呼吸率估计从时间系列示波血压振幅
作为示波器和Kors的振幅进行变化的脉冲间隔，他们均匀重采样在用三次样条插值4赫兹。这个采样率满足奈奎斯特条件下的呼吸速率在静息条件一般包含在范围0.1–0.5赫兹。这种插值和重采样方法中常用的初步处理的RR间隔时间序列的谱分析，这也是调制的呼吸（呼吸性窦性心律不齐）[ 15 ]。磁力仪当时也分别在4 Hz，采样时间排列从峰的呼吸波形最低点计算呼吸深度OSCP和Kors的振幅数据。

从呼吸呼吸调制信号，示波器和Kors进行零平均（平均值减去信号），去势（第一阶趋势被删除）和补零到64秒的呼吸频率，分别计算从（FR）、示波器（FO）和科尔斯（FK）在功率谱分布采用汉明窗韦尔奇周期图法估计的峰值频率，0.1和0.5赫兹之间，与分辨率为16 MHz。

Kors的振幅计算之间的频率差的分布（FR–FK），并分别与示波器之间振幅（FR–FO）计算所有记录。呼吸调制的存在被接受时，调制的峰值频率在16 MHz示波器或Kors的光谱分辨率检测振幅。他们的频率差异的直方图绘制的宽度为16兆赫。

为了测量呼吸频率调制的短的重复性试验，均方根（RMS）计算，Kors是区别重复OSCP。

Fig. 1ensp;在0.3 Hz两连续性呼吸循环呼吸生理数据从一个对象实例（18次/分）。顶面胸磁信号。中央面板示波脉冲（固体微量）和估计的呼吸调制（虚线痕迹，流离失所的知名度）。底部面板带通滤波Kors（固体微量）估计呼吸调制（虚线痕迹）。所有垂直尺度都是在任意单位

2.4.5ensp;呼吸幅度调制
OSCP的呼吸幅度调制和Kors呼吸幅度调制被定义为峰值最低点差归一化平均振幅在20期的分析

2.4.6相移
计算的互相关函数和零时差点第一峰之间的相位差是呼吸和调制扩增性向OSCP和Kors之间的相移。同样，计算了OSCP，Kors的振幅之间的相位差。

2.5统计分析
呼吸速率和压力对Kors OSCP振幅，影响相移，RR间期和呼吸深度采用方差分析（ANOVA）研究了利用MATLAB统计工具箱trade;软件（Mathworks，Natick，MA，USA）。采用双尾配对样本进行后自组间比较。一个意义的水平，采用了0.05。

3结果
3.1ensp;存在示波脉冲和柯氏音呼吸调制

如图2所示，差异无统计学意义，分别从呼吸率估计从示波器幅度或Kors的振幅，表明这些信号被调制的呼吸。表2显示了呼吸调制数目的记录。呼吸调节示波器，Kors在所有30个科目观察扩增性向。OSCP的幅度，在八个或更多记录所有受试者中观察到的调制，在17名受试者在所有记录观察到的调制。对于Kors的幅度，他们分别是六个或更多的记录和九个科目.

这里也没有统计学上的显著差异在测量呼吸频率之间的重复记录或示波器或Kors。重复之间的均方根差为10 MHz和11 MHz用于Kors OSCP

3.2波脉冲振幅调制和柯氏音呼吸调节机制

OSCP调幅显著改变两呼吸率之间（有不同的0.04plusmn;0.09，P＜0.05具有均值和SD）与三套囊压力（P＜0.0001），但没有统计学意义的改变被认为与Kors的幅度（表3）。对于不同的套囊压力OSCP调制的显著变化呈下降减少压力，这是显着减少在中（M）、低（L）袖带压力（P＜0.05）（图3），用平均值和标准差的minus;0.08plusmn;0.14和minus;0.16plusmn;0.15时参照差高（H）袖带压力。

3.3ensp;波脉冲和柯氏音相位关系的呼吸调制

两呼吸速率之间的分别与OSCP振幅调制之间的相位差有统计学意义（有0.03plusmn;0.09周期，P＜0.05差异均值和SD）（图3和表4）。然而，差异无统计学显着的不同耳鼻喉压力（表4）。之间的相位差和幅度也不是OSCP Kors的统计学意义是呼吸速率或压力（表4）。

Table 3ensp;示波脉冲（OSCP）和柯氏音（KORS）幅度调制在不同的呼吸速率和袖带压力

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