家庭心电/血压监护网中血压分析功能的设计与实现
作者：孟兆辉 张永红 白 净
单位：孟兆辉 张永红 白 净 清华大学电机工程系 (北京 100084)
关键词：血压；趋势图
北京生物医学工程990101 摘 要 在家庭心电/血压监护网中，血压分析功能是该系统的重要组成部分。根据血压的特点和意义，作者设计了一种通过图形方式显示血压数值的 方法，为医务人员的诊断提供了方便。该软件包括两部分：24小时血压变化趋势图和月 血压变化趋势图。
The Design and Implementation of Blood Pressure AnalysisFunction in Home ECG and Blood Pressure Monitoring Network
Meng Zhaohui, Zhang Yonghong, Bai Jing
, 百拇医药
(Department of Electrical Engineering,Tsinghua University,Beijing 100084)
Abstract In the home ECG/BP Monitoring Network, the blood pressure analysis function is an important part of the system. According to the feature of blood pressure, a method to show blood pressure by graphics was established, which provides convenie nce to the doctors for diagnosis. This software includes two parts: The blood pressure trend of change in 24 hours and monthly the blood pressure trend of change.
, 百拇医药
Key words:Blood pressure;Trend
0 引 言
众所周知，随着社会老龄化程度的增加，心血管疾病已成为威胁人类生命健康的主要疾病之 一，但是医院有限的床位是远远不能满足需要的，于是家庭心电/血压监护网系统应运而生
[1]。该系统利用现代通信技术、计算机技术、电子技术，有机地将临床监护—话 网传输—中心接收—分析诊断—结果处理—数据管理一体化，使医务人员可以从大量的心电、血压数据中方便快捷地对病人进行诊断，同时提高了诊断的精确度，并大大减少了医务人员的工作量。其中该系统中心站的血压数据的管理及分析是这一系统中重要的组成部分。
1 血压数据的意义
血压是流动血液对血管壁产生的压力，是血流动力与阻力矛盾对立统一的结果。血流动力取 决与 心搏出量，而这一过程反映到人体表面就是血压的变化，因此血压是人体最为重要的生命指 征之一，测量血压则可以了解到心脏做功情况及外周阻力变化，从而达到监测心功能的目的。据统计显示，收缩压与舒张压的水平与心血管疾病的发病率是成正比的[2]。
, http://www.100md.com
由此可见，对病人的日常血压状况有所了解，不仅有助于心血管疾病的诊断，而且因为其操 作简单，体现出了优势所在。
2 血压的特点
(1)一般地，正常人一天(24小时)之内的血压变动情况，与体温变动的情况大致相同。在1天之内，血压最低的是早上刚起床时，开始活动之后，血压逐渐上升，下午二、三 时最高，傍晚则逐渐降低，一直持续到晚上睡觉前。但一天之内血压的差距通常不会超过2.67kPa(20mmHg)。
(2)血压对于气候条件的反应是很敏感的。因此血压存在着季节性变动。在一年之中，以冬季血压为最高，夏季血压最低。就血压正常的人来说，冬天与夏天血压的差距同样不会超过2.67kPa(20mmHg)。但是，若血压不正常，则季节性变动的差距可能更大。换言之，高血压的人到了冬天血压增高的倾向更大；低血压的人到了夏天血压降低的倾向更大。
, 百拇医药 (3)据WHO(世界卫生组织)制订的关于血压正常状态与异常状态的“WHO基准”，血压的状态分为下列三个阶段：
低血压是指收缩压在13.30kPa(100mmHg)以下，舒张压在8.00kPa(60mmHg)以下的状态；
正常血压是指收缩压在18.70kPa(140mmHg)以下，舒张压在12.00kPa(90mmHg)以下的状态；
高血压是指收缩压在21.30kPa(160mmHg)以上，舒张压在12.70kPa(95mmHg)以上的状态；
同时，对于收缩压或舒张压的任一种异常状态都属血压异常[3]。
(4)值得注意的是，一般来说，当血压的被检测者自行测量时，本人所测得的血压比另一个 无关的观察者(例如医务人员)测得的血压要低。
, 百拇医药
3 血压分析功能的设计思想
根据上述血压的特点，将血压分析功能的设计分为两个部分：
(1)24小时血压变化趋势图
因为血压状况在一天之内是变化的，因此将一天内不同时刻所测得的血压值(收缩压和舒张压)以图形方式显示出来，反映了病人的血压变化趋势，从而达到判病的目的。同时需要能够逐点显示出收缩压、舒张压和心率的数值。
(2)月血压变化趋势图
针对血压的季节性变化，设计该趋势图，从而达到了解病人血压的长期变化趋势。每个月之内同一病人可能有大量的血压数据，如果将数据完全显示，则因数据杂乱，并不能清晰地显示出血压变化的趋势，如果每天只取一组数据(如24小时血压平均值或24小时内任一组血压数据)，则因代表性不强，而不能完全显示出血压变化趋势。因此，在月血压变化趋势图中，将一天之内的血压测量值按测量时间分为早(0：00-6：00)、中(6：00-18：00)、晚(18：00-24：00)三段，对同一时间段内的不同血压测量点的收缩压和舒张压取其平均值，作为这一时间段的血压值。同时对不同时间段的平均血压值用不同的颜色在同一张图上显示，这样，在同一张月血压变化趋势图中，可以看到三个时间段的月血压变化趋势，而且对于同一天的三个时间段的平均血压值，还可以近似显示日血压的变化趋势。
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设计框图见图1。按钮操作具体意义如下：
文件：选择病人血压文件；
前翻：显示前一天的24小时血压变化趋势图；
后翻：显示后一天的24小时血压变化趋势图；
前一点：显示前一测量点的收缩压、舒张压和心率数值；
后一点：显示后一测量点的收缩压、舒张压和心率数值；
月趋势图：显示月血压变化趋势图；
返回：关闭血压变化趋势图。
图1 血压分析功能设计框图
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4 血压分析功能的实现
由于心电/血压监护网系统的中心站需要可靠的稳定性，本软件程序以Xview下的C语言编写，并且运行在SUN工作站的Open Windows 3.0环境下，系统界面全部汉化，支持鼠标操作，便于医务人员使用。
首先，病人的血压参数及心率参数通过话网传输，传送到医院的工作站，工作站通过总监控台将血压、心率参数存入相应的文件中，以备血压的回顾和分析时使用。
在24小时血压变化趋势图(如图2)中，首先显示最近一天的全部血压(收缩压和舒张压)。通过“前一点”、“后一点”按钮的选择，可以读取不同血压测量点的收缩压、舒张压和心率的具体数值及测量时间。同时，通过“前翻”、“后翻”按钮的选择可以查看同一文件中的不同日期的24小时血压变化趋势图。
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图2 24小时血压变化趋势图
通过“月趋势图”按钮的选择可以查看月血压变化趋势图(如图3)。
图3 月血压变化趋势图
在24小时血压变化趋势图和月血压变化趋势图中，根据WHO的标准，以显著的颜色标出8.00kPa(60mmHg)、12.00kPa(90mmHg)、18.70kPa(140mmHg)三条水平线，作为判断收缩压、舒张压的标准。如收缩压在12.00～18.70kPa(90～140mmHg)，舒张压在8.00～12.0 0kPa(60～90mmHg)范围内，可大致认为血压正常。
5 结论与讨论
通过本软件的设计与实现，完成了血压数据的图形显示，同时使用了一些统计方法，便于医务人员更全面地了解病人每日或每月血压变化的趋势，减少了工作量。
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该软件作为心电/血压监护网中的一部分在清华大学校医院的使用，证明效果是良好的。
但是由于医院中心站是被动接收数据方，所以从目前所掌握的数据来看，大多血压数据为白天所测量，医务人员很难掌握病人夜间的血压变化。如果病人能够每天定时向医院传输血压数据，那么血压数据将更加全面，对于医务人员的判病将会有更大帮助。
作者简介：孟兆辉 男，22岁，现为清华大学电机工程系生物医学工程与仪器专业94级学生(本科生)。
6 参考文献
[1]Bai J, Zhang Y，et al. The design and preliminary evaluation of a home electrocardiography and blood pressure monitoring network. Journal of Telemedicine and Telecare 1996, 2:100
[2]陆钟灵译.世界卫生组织技术资料译丛.高血压.人民卫生出版社，1981，2
[3]林茂村.血压的认识.银禾文化事业有限公司，台湾，1991，15-18
(1998-05-11收稿，1998-06-16修回), 百拇医药
单位：孟兆辉 张永红 白 净 清华大学电机工程系 (北京 100084)
关键词：血压；趋势图
北京生物医学工程990101 摘 要 在家庭心电/血压监护网中，血压分析功能是该系统的重要组成部分。根据血压的特点和意义，作者设计了一种通过图形方式显示血压数值的 方法，为医务人员的诊断提供了方便。该软件包括两部分：24小时血压变化趋势图和月 血压变化趋势图。
The Design and Implementation of Blood Pressure AnalysisFunction in Home ECG and Blood Pressure Monitoring Network
Meng Zhaohui, Zhang Yonghong, Bai Jing
, 百拇医药
(Department of Electrical Engineering,Tsinghua University,Beijing 100084)
Abstract In the home ECG/BP Monitoring Network, the blood pressure analysis function is an important part of the system. According to the feature of blood pressure, a method to show blood pressure by graphics was established, which provides convenie nce to the doctors for diagnosis. This software includes two parts: The blood pressure trend of change in 24 hours and monthly the blood pressure trend of change.
, 百拇医药
Key words:Blood pressure;Trend
0 引 言
众所周知，随着社会老龄化程度的增加，心血管疾病已成为威胁人类生命健康的主要疾病之 一，但是医院有限的床位是远远不能满足需要的，于是家庭心电/血压监护网系统应运而生
[1]。该系统利用现代通信技术、计算机技术、电子技术，有机地将临床监护—话 网传输—中心接收—分析诊断—结果处理—数据管理一体化，使医务人员可以从大量的心电、血压数据中方便快捷地对病人进行诊断，同时提高了诊断的精确度，并大大减少了医务人员的工作量。其中该系统中心站的血压数据的管理及分析是这一系统中重要的组成部分。
1 血压数据的意义
血压是流动血液对血管壁产生的压力，是血流动力与阻力矛盾对立统一的结果。血流动力取 决与 心搏出量，而这一过程反映到人体表面就是血压的变化，因此血压是人体最为重要的生命指 征之一，测量血压则可以了解到心脏做功情况及外周阻力变化，从而达到监测心功能的目的。据统计显示，收缩压与舒张压的水平与心血管疾病的发病率是成正比的[2]。
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由此可见，对病人的日常血压状况有所了解，不仅有助于心血管疾病的诊断，而且因为其操 作简单，体现出了优势所在。
2 血压的特点
(1)一般地，正常人一天(24小时)之内的血压变动情况，与体温变动的情况大致相同。在1天之内，血压最低的是早上刚起床时，开始活动之后，血压逐渐上升，下午二、三 时最高，傍晚则逐渐降低，一直持续到晚上睡觉前。但一天之内血压的差距通常不会超过2.67kPa(20mmHg)。
(2)血压对于气候条件的反应是很敏感的。因此血压存在着季节性变动。在一年之中，以冬季血压为最高，夏季血压最低。就血压正常的人来说，冬天与夏天血压的差距同样不会超过2.67kPa(20mmHg)。但是，若血压不正常，则季节性变动的差距可能更大。换言之，高血压的人到了冬天血压增高的倾向更大；低血压的人到了夏天血压降低的倾向更大。
, 百拇医药 (3)据WHO(世界卫生组织)制订的关于血压正常状态与异常状态的“WHO基准”，血压的状态分为下列三个阶段：
低血压是指收缩压在13.30kPa(100mmHg)以下，舒张压在8.00kPa(60mmHg)以下的状态；
正常血压是指收缩压在18.70kPa(140mmHg)以下，舒张压在12.00kPa(90mmHg)以下的状态；
高血压是指收缩压在21.30kPa(160mmHg)以上，舒张压在12.70kPa(95mmHg)以上的状态；
同时，对于收缩压或舒张压的任一种异常状态都属血压异常[3]。
(4)值得注意的是，一般来说，当血压的被检测者自行测量时，本人所测得的血压比另一个 无关的观察者(例如医务人员)测得的血压要低。
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3 血压分析功能的设计思想
根据上述血压的特点，将血压分析功能的设计分为两个部分：
(1)24小时血压变化趋势图
因为血压状况在一天之内是变化的，因此将一天内不同时刻所测得的血压值(收缩压和舒张压)以图形方式显示出来，反映了病人的血压变化趋势，从而达到判病的目的。同时需要能够逐点显示出收缩压、舒张压和心率的数值。
(2)月血压变化趋势图
针对血压的季节性变化，设计该趋势图，从而达到了解病人血压的长期变化趋势。每个月之内同一病人可能有大量的血压数据，如果将数据完全显示，则因数据杂乱，并不能清晰地显示出血压变化的趋势，如果每天只取一组数据(如24小时血压平均值或24小时内任一组血压数据)，则因代表性不强，而不能完全显示出血压变化趋势。因此，在月血压变化趋势图中，将一天之内的血压测量值按测量时间分为早(0：00-6：00)、中(6：00-18：00)、晚(18：00-24：00)三段，对同一时间段内的不同血压测量点的收缩压和舒张压取其平均值，作为这一时间段的血压值。同时对不同时间段的平均血压值用不同的颜色在同一张图上显示，这样，在同一张月血压变化趋势图中，可以看到三个时间段的月血压变化趋势，而且对于同一天的三个时间段的平均血压值，还可以近似显示日血压的变化趋势。
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设计框图见图1。按钮操作具体意义如下：
文件：选择病人血压文件；
前翻：显示前一天的24小时血压变化趋势图；
后翻：显示后一天的24小时血压变化趋势图；
前一点：显示前一测量点的收缩压、舒张压和心率数值；
后一点：显示后一测量点的收缩压、舒张压和心率数值；
月趋势图：显示月血压变化趋势图；
返回：关闭血压变化趋势图。
图1 血压分析功能设计框图
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4 血压分析功能的实现
由于心电/血压监护网系统的中心站需要可靠的稳定性，本软件程序以Xview下的C语言编写，并且运行在SUN工作站的Open Windows 3.0环境下，系统界面全部汉化，支持鼠标操作，便于医务人员使用。
首先，病人的血压参数及心率参数通过话网传输，传送到医院的工作站，工作站通过总监控台将血压、心率参数存入相应的文件中，以备血压的回顾和分析时使用。
在24小时血压变化趋势图(如图2)中，首先显示最近一天的全部血压(收缩压和舒张压)。通过“前一点”、“后一点”按钮的选择，可以读取不同血压测量点的收缩压、舒张压和心率的具体数值及测量时间。同时，通过“前翻”、“后翻”按钮的选择可以查看同一文件中的不同日期的24小时血压变化趋势图。
, http://www.100md.com
图2 24小时血压变化趋势图
通过“月趋势图”按钮的选择可以查看月血压变化趋势图(如图3)。
图3 月血压变化趋势图
在24小时血压变化趋势图和月血压变化趋势图中，根据WHO的标准，以显著的颜色标出8.00kPa(60mmHg)、12.00kPa(90mmHg)、18.70kPa(140mmHg)三条水平线，作为判断收缩压、舒张压的标准。如收缩压在12.00～18.70kPa(90～140mmHg)，舒张压在8.00～12.0 0kPa(60～90mmHg)范围内，可大致认为血压正常。
5 结论与讨论
通过本软件的设计与实现，完成了血压数据的图形显示，同时使用了一些统计方法，便于医务人员更全面地了解病人每日或每月血压变化的趋势，减少了工作量。
, http://www.100md.com
该软件作为心电/血压监护网中的一部分在清华大学校医院的使用，证明效果是良好的。
但是由于医院中心站是被动接收数据方，所以从目前所掌握的数据来看，大多血压数据为白天所测量，医务人员很难掌握病人夜间的血压变化。如果病人能够每天定时向医院传输血压数据，那么血压数据将更加全面，对于医务人员的判病将会有更大帮助。
作者简介：孟兆辉 男，22岁，现为清华大学电机工程系生物医学工程与仪器专业94级学生(本科生)。
6 参考文献
[1]Bai J, Zhang Y，et al. The design and preliminary evaluation of a home electrocardiography and blood pressure monitoring network. Journal of Telemedicine and Telecare 1996, 2:100
[2]陆钟灵译.世界卫生组织技术资料译丛.高血压.人民卫生出版社，1981，2
[3]林茂村.血压的认识.银禾文化事业有限公司，台湾，1991，15-18
(1998-05-11收稿，1998-06-16修回), 百拇医药