血压计

背景

血压是血液通过动脉时对动脉壁施加的压力。脉搏是指血液从心脏的左心室周期性地射入主动脉。左心室或腔室从左心房（心脏的另一个腔室）接收血液。通过收缩，左心室驱动血液进入主动脉，主动脉是一条中央动脉，血液通过该动脉输送到除肺以外的所有四肢和器官的动脉。脉搏作为重复的压力波通过动脉传输，是使血液通过身体的机制。

这个压力波的高低点是用血压计测量的， 或血压计，以毫米汞柱为单位。较高的数字， 收缩压， 测量施加在动脉和心肌上的最大压力；下图， 舒张压， 测量施加的最小压力。这两个测量值的读数表明了人类系统的工作强度。所有医生在确定一般健康状况或诊断疾病时都会考虑患者的血压。

血压计与听诊器结合使用。在将收缩带或袖带固定在肘部上方患者的一个手臂周围后，临床医生通过用橡胶挤压球将空气泵入袖带，直到水银柱或压力表的针（也称为 无液表盘） 停止移动，通常在 150 到 200 毫米汞柱之间。然后将听诊器放置在肱动脉上，在肘部的手臂内侧，同时通过连接到灯泡的小阀门从系统中缓慢释放空气。当空气逸出并且压力指示器相应下降时，技术人员会仔细观察。通过听诊器可以首先听到脉搏的压力表上的点表示收缩压，当声音消失时压力表的读数表示舒张压。正常压力因人而异，但收缩压的范围通常在 110 到 140 之间，而舒张压则为 65 到 80。高于正常水平的压力会使患者易患心脏病、中风和肾功能衰竭等健康问题。

许多早期测量血压的尝试涉及将仪器直接连接到患者的一条动脉，这是一种痛苦且危险的做法。 1876 年，塞缪尔·齐格弗里德·冯·巴施 (Samuel Siegfried von Basch) 开发了第一个使用充气臂章的血压计。二十年后，意大利医生 Scipione Riva-Rocci 开发了一种更准确的设备，很快取代了 von Basch 的仪器。 Riva-Rocci 的设计很像今天的监视器，但它的操作程序只允许在心脏收缩时测量血压。 1905 年，尼古拉·科罗特科夫 (Nikolai Korotkoff) 进一步完善了测量程序，他增加了使用听诊器来检测脉搏率，从而使医生能够在心脏放松的同时测量血压。 Korotkoff 怀疑这两个压力读数都很重要，今天我们意识到某些迹象，例如收缩压升高而舒张压稳定或下降，可能表明脑损伤。

氯丁橡胶灯泡通常采用真空辅助注塑成型。在这个过程中，熔化的氯丁橡胶被注入到适当形状的模具中。模具配有小孔，在氯丁橡胶进入之前，腔室中的空气通过这些小孔被抽出。由此产生的真空使氯丁橡胶均匀地流入空腔。注射后几秒钟内，氯丁橡胶冷却并变硬，可以去除。
压力表包含两个焊接在一起的磷青铜圆盘。一些血压计使用水银压力计或电子显示器。

设计

所有血压监测器都配备了一个气泵装置，该装置配备了一个控制阀、一个指示压力的装置、一个连接到患者身上的束带，以及操作系统的各种连接软管。尽管存在三种不同类型的血压计，但它们记录压力的方式基本不同：一种类型使用压力表或刻度盘；另一种使用水银压力计（压力计是一种测量液体和气体压力的仪器）；第三种使用电子或数字显示器。尽管有电子显示血压计，但使用压力计或刻度盘的仪器仍然更受欢迎，因为它们更容易维修，而且准确、耐用且价格低廉。本文将重点介绍表盘或压力表类型。

典型的血压计具有氯丁橡胶或橡胶泵灯泡，医疗技术人员挤压它以在系统中建立气压。增加气压会使收缩带膨胀，并向压力计或指示表提供压力信号。该过程由一个阀门控制，该阀门具有一个软管接头，用于连接通向收缩带和压力表的管子。与阀门集成的是一种单向流量装置，仅在阀门关闭时才运行。它通常由一个小橡胶盘或球组成，从挤压球开口放置在空气通道上，并用螺钉或夹子固定。挤压灯泡时，压缩空气将球略微升高，从而将开口与大气密封并迫使空气进入袖带。释放灯泡后，球会密封灯泡和软管之间的开口，使前者与大气相通并使其重新充满空气。重复此循环，直到达到正确的起始压力。在读取读数时，手动阀打开旁路以释放空气。

橡胶软管是通过连续挤出制成的，其中熔融橡胶通过旋转螺杆被迫通过模具设备。块内有一根与油管内部尺寸相同的杆；当橡胶围绕这个杆流动并从模具中流出时，它会冷却并呈现出管子的形状。然后将其切割成合适的长度。

原材料

表盘或无液型仪器是一种机械压力表，具有以毫米汞柱校准的指针和表盘。压力表由三组基本零件组成：压力元件和插座组件；机芯和表盘组件；以及一个保护壳和镜头组件。压力元件包括两个约 0.010 英寸（0.025 厘米）的磷青铜圆盘，外缘有一个成形的唇缘。机芯通常由聚碳酸酯和黄铜材料制成，并包含一个小齿轮系，可放大圆盘的短行程。机芯组件还支撑表盘，表盘可以是黄铜、铝或塑料。机芯的输出轴装有铝制指针。

挤压球通常是橡胶或氯丁橡胶，连接软管也是如此。带子或袖口基本上是织物覆盖的氯丁橡胶气囊，带有钩环（Velcro）紧固件。气囊包裹在尼龙或合成纤维织物中，可在现场救援技术人员使用过程中保护其免受割伤，并减少患者的不适感。带子必须非常灵活和耐用，以适应患者和情况的无限差异。控制阀可由聚碳酸酯、黄铜、不锈钢、制成 或这些材料的组合。

制造
过程

许多制造商单独购买血压计的组件，然后组装和包装该设备以进行销售。每个零件都有自己的制造和组装过程。

灯泡

• 1 灯泡可以使用多种工艺制造，但最常见的是使用真空辅助注塑成型。压缩空气用于将熔化的橡胶或氯丁橡胶材料吹入具有灯泡负像的两件式金属模具的空腔（该操作类似于在瓶子内吹口香糖泡泡）。模具还包含小孔，在材料注入之前通过这些小孔将空气抽出，帮助其以均匀的厚度流入模腔。虽然这些孔足够大，可以让空气逸出，但它们太小，无法让大量的橡胶渗出。被吸入孔中的橡胶材料的残余物会产生类似于新轮胎上可见的小“胡须”的小突起。在注射后的几秒钟内，材料已经冷却，因此可以打开模具，露出成品灯泡。在用最少的手工去除胡须后，灯泡就可以连接到其他组件上了。

阀门

• 2 阀门采用压铸、注塑成型和棒材机加工制成。它们包含允许连接灯泡和软管的连接功能。机加工阀门可以在由计算机程序控制的车床上制造，该程序指示它转动形状、螺纹和其他特征。

成品血压计。虽然使用压力表进行压力显示的显示器因其便携性而将继续流行，但随着新电源的开发和设计变得更加坚固，电子显示器的使用量将增加。由于汞的有害影响，汞监测器可能会不再受欢迎。

仪表

• 3 量规由其他子组件组成，每个子组件都包含机加工、模制和冲压零件。压力表最重要的组成部分是压力元件。它是通过在形成的唇缘处将两个圆盘焊接在一起来构建空心晶片而构成的。来自系统的压力通过插座连接中的一个孔引入晶片，插座连接又连接到挤压球和袖带。随着内部压力的增加，晶片膨胀。机芯组件检测到的正是这种膨胀，导致指针围绕表盘旋转。组装后，必须校准仪表。这是通过将其连接到具有已知精度的标准压力表的压力源来实现的。对运动连杆进行微调，直到压力表的指针反映正确的压力读数。

袖口

• 4 收缩袖带或气囊是通过将两块橡胶板热封在一起形成一个柔性带而制成的。管道配件包含在此密封过程中，为空气供应提供连接。然后通过常规方法将织物覆盖物缝合到内胆上。

软管

• 5 软管是通过连续挤压制成的，在这个过程中，橡胶或类似材料的颗粒被加热到熔点，在熔点时它们变成粘土状和粘性。在同一台机器中，旋转螺杆装置迫使这种熔融材料通过模具，模具只是铝块上的一个孔，与管子的外部尺寸相同。固定在块内的是一根与油管内部尺寸相同并位于孔中心的杆。当材料围绕杆流动并从孔中流出时，它会冷却并呈现管子的形状。在这一点上，它被切割成一定长度并盘绕在卷轴上以运送到组装设施。

组装组件

• 6 在最终组装时，软管用于连接上述组件。然后检查软管是否泄漏并验证校准。这是 JIT (just-in-time) 的一个很好的例子 物料需求计划和 TQC (total-quality-concept) 管理。缺少任何一个组件，整个组件都是无用的。工厂必须及时收到零件和供应品，以确保将成品交付给客户。这些物品必须具有令人满意的质量，这样才能正确组装而不影响设计。今天，许多公司已经建立了质量管理程序。这些程序只是对制造的各个方面进行深入研究，以消除或减少生产缺陷零件的可能性。它不仅仅是制造零件，还包括设计、选择材料、选择包装选择以及决定成品质量的所有其他方面。

未来

医疗产品制造商及其供应商容易因其产品故障（或感知故障）而提起责任诉讼。这些工具的一部分成本来自为公司提供这些诉讼的保险和辩护费用。许多公司已经停产产品，因为责任风险对他们来说是太大的财务负担。例如，汞类仪器可能会因上述危险材料问题而停产。随着新电源设计和耐用性的提高，电子版本很可能会增加。医疗技术人员和治疗师依靠血压测量作为健康的基准，因此，将始终使用某种类型的血压计。