Blogs
تجربة الطريقة التذبذبية بالأرقام: من بيانات موجة النبض إلى قيم ضغط الدم

تجربة الطريقة التذبذبية بالأرقام: من بيانات موجة النبض إلى قيم ضغط الدم

8 مارس 2026

في المقال السابق، “إفحاص عميق حول الطريقة التذبذبية لقياس ضغط الدم"، شرحنا المبادئ وأساسيات الخوارزمية.

ومع ذلك، حتى لو تم شرح بالكلمات أن “الخوارزمية تحسب قيم ضغط الدم”، ما لم تتمكن من رؤية الأرقام التي تتم معالجتها بالضرورة وكيف يتم إنتاج قيمة ضغط الدم النهائية بشكل واقعي، فلن تصل إلى الفهم الكامل أبداً.

ومن المنظور المصغر (الميكرو) تم شرح كيف يقوم مستشعر ضغط الكفة بالتقاط واستخراج “السعة” لكل نبضة قلب في المقام الأول، ونشرح ذلك بالتفصيل في مقال “ما الذي ينظر إليه مستشعر جهاز قياس ضغط الدم؟”.

في هذا المقال، وباستخدام البيانات الافتراضية لمحاكاة موجات النبضات، سوف نتتبع خطوة بخطوة عملية التحويل الحسابية الجارية داخل عقل وحاسوب أجهزة ضغط الدم الإلكترونية. علاوة على ذلك، سنتفحص في ثلاثة سيناريوهات سريرية هامة—حالة تصلب الشرايين، وعدم تطابق أحجام الكفة، ومدى الاختلاف بين أنواع القياس من المعصم نسبة للذراع—ونؤكد بواسطة هذه المحاكاة التفاعلية الكيفيات التي يتغير بها شكل الغلاف والمغلف الذبذبي (Envelope) وبأي مقدار تنشأ وتتفاقم نسب الأخطاء الناتجة أثناء إتمام الحساب الرقمي.

1. المحاكاة الرقمية للقياس الطبيعي لضغط الدم

1.1 إعداد وكتابة بيانات المحاكاة

أولاً، دعنا نضع الشروط التالية للبدء.

  • الحالة المرجعية (المريض): شخص بالغ ومعافى.
  • نسبة ضغط الدم الحقيقية: ضغط الدم الانقباضي (SBP) = 120 ملم زئبق، ضغط الدم الانبساطي (DBP) = 80 ملم زئبق
  • متوسط ​​الضغط الشرياني (MAP) = 93 ملم زئبق

سيضخ الجهاز ضغط الكفة ليصل لنحو 160 ملم زئبق، ثم يقوم بتسجيل وتدوين حجم التذبذب (سعات الاهتزاز) التي تُحدثه كل ضربة ونبضة قلب على حدا بينما ينخفض الضغط شيئاً فشيئاً. القائمة التالية هي بيانات مُحاكاة مبنية على نمط الغلاف التذبذبي المرجعي123.

الضغط على الكفة (ملم زئبقي)قراءات السعة (ملم زئبقي)الحالة الوصفية
1600.10انسداد الشريان بشكل تام وتام - بالكاد هناك ذبذبات به
1500.15تبدأ السعات وتكبر بشكل بالغ الضآلة
1400.30السعة تبدأ رحلة الزيادة شيئا فشيئا
1300.60قاعات نقترب هنا إلى منطقة أو رقم الانقباضي SBP - تبدأ قفزة الارتفاع السريعة
1200.95نحن بجوار نقطة (الضغط الانقباضي SBP)
1101.30السعة ترتفع وتبلغ ذروتها أكثر
1001.55الاقتراب من رقم الـ MAP
931.65رقم MAP (المتوسط) - نقطة ذروة السعة الكبرى
901.60يهبط قليلاً ويصغر من القمة
801.20أوشكنا وجوار منطقة DBP (الضغط الانبساطي)
700.70تراجع وتناقص مستمر و متصاعد للسعة
600.30الشريان يكاد أن يفتح وينفك بأكلمه
500.15يقترب عائداً لخط الصفر والنهاية
400.08عاد لخط الأساس للراحة التامة

خطوات الـ 14 رقم من البيانات في الأعلى وهي وحدها من تؤسس حجر الأساس القائم عليها جميع حسابات ومعادلات طرق القياس التذبذبية.

1.2 عرض مخطط غلاف الذبذبات التذبذبي (Envelope)

إن برمجت ولطخت نقاط الرسم البياني استناداً على تلك السعات (العمودي) مقابل ضغوط الكفة (المحور الأفقي)، تنشئ وترسم لنا منحنياً يشبه المغزل ذو تجويف يعلو من منطقة المنتصف - وهو ما يسمونه الـ (Oscillometric envelope) وهو الغلاف التذبذبي الحسابي.

تأمل بالنقاط الموضحة أدناه للمنحنى:

  1. النقطة المركزية الأعظم من السعات هي والتي نختارها تساوي الرقم للـ MAP المنشود (93 ملم زئبق) - فهي القيمة اليتيمة والتي تكتشف بطريق “مباشر وتتأكد لوحدها”.
  2. أما SBP فهي دوماً متمركزة بالجناح المتصاعد ناحية تصاعد صعود الغلاف (جهة وتيرة الجانب التي يشد بها الضغط باليسار).
  3. ورقم DBP فهي تلك التي تتمركز نحو الجناح النازل المهترئ انحداراً (منطقة الهبوط وانفراج الضغط ناحية اليمين المطلق).

ونحيطكم بأنه يقرر تحديد إختيار هذه النقاط الـ SBP أو الـ DBP من الرسم؛ هو فقط الخوارزم الحسابي الصارم وليس المخطط، وهو من سيقرر أين يتم التقاطه من الخارطة.

2. عرض وحساب لتشكيل الدم استناداً لألية طريقة النسب التناسبية الثابتة (Fixed Ratio Method)

2.1 مسار وتنفيذ الخوارزميات وتوظيفها

نقوم فوراً الآن بجمع القراءات للحصول للأرقام بحق باستعمال نمط الـ (Fixed Ratio Algorithm) بناءً على النسب المرجوة من أقصى طول والتي طُرحت بالمقالة الأولى السالفة3.

في الطريقة التناسبية يقوم باختيار حاجز النسبة. اعتمدت هنا على حساب وتوقع النسبة في النماذج الخوارزمية حسب Drzewiecki2.

  • نسبة الانقباضي (SBP): تعادل 0.55 (يعني يؤخذ مقياس 55% من أعلى نقطة لسعة الذروة MAP)
  • نسبة الانبساطي (DBP): تعادل 0.75 (يعني 75% من ذروة MAP)

2.2 الحسابات والإجراءات الرقمية

المرحلة رقم 1: استخراج النقطة للسعة العليا والقصوى

Amax⁡=1.65 mmHgA_{\max} = 1.65 \text{ mmHg}

الرقم سيعين كـ الرقم الوسط MAP = 93 mmHg.

المرحلة رقم 2: تحديد وتوصيل خط الانقباضي (عتبة SBP)

ASBP=1.65×0.55=0.91 mmHgA_{\text{SBP}} = 1.65 \times 0.55 = 0.91 \text{ mmHg}

بالرسم التوضيحي السيني يبحث المخطط ليجد ويستخلص أنه تم حسابه كـ SBP ≈ 120 mmHg.

المرحلة رقم 3: تحديد خط الانبساطي (عتبة DBP)

ADBP=1.65×0.75=1.24 mmHgA_{\text{DBP}} = 1.65 \times 0.75 = 1.24 \text{ mmHg}

بمقاربة النتيجة في الرسم يعود الرقم في الانبساط ويوصل كـ DBP ≈ 80 mmHg.

2.3 الخط الحاجز الفاصل وعتبته من المخطط

عندما تضرب وتنطلق الحواجز لتقاطع قمة SBP وهي المطلية بالخط (الوردي) فمصيرها الوصول وتقاطع ناحية الصعود للمغزل (SBP ≈ 120 ملم زئبقي)، والأخرى DBP ذات الخط (الأصفر) ستجد طريقها لمكان وتقاطع ناحية الهبوط والتسرب لتقع على (DBP ≈ 80 ملم زئبقي).

3. “الفروق بين المصنعين” وتناقضاتها

3.1 سبب عدم تطابق قيم قراءات المصنعين؟

كما ذكرنا فإن خوارزمية وقيمة نسبة القطع للشركات هي سر غير مفصح. ولكن، الدراسات أثبتت بأن السبة لـ SBP تكون نطاقاتها بين 0.45 حتى تصل لـ 0.73، وبالمقابل تتراوح نطاقات ومقادير DBP بين 0.69 حتى تصل لـ 0.8334. ولذا تجد تناقضات بالقراءات لذات وصاحب الشخص نفسه لكل ذراع.

3.2 مقارنة وتباين 3 حزم لشركات ونطاقاتها

لنقارن ونتابع المردود بتشغيل أجهزة بـ 3 نظريات وهمية للمصنعين:

حزمة النسبةSBP نسبةDBP نسبةمستخرج SBP المردودمستخرج DBP المردود
النسبة (A) (مرجع آمن)0.450.83≈ 127 ملم≈ 78 ملم
النسبة (B) (مرجع متوسط)0.550.75≈ 120 ملم≈ 80 ملم
النسبة (C) (مرجع مجازف)0.730.69≈ 112 ملم≈ 84 ملم

من بيانات ذات موجة النبض بالضبط لنفس الذراع واللحظة، تنبثق فجوة وخلاف واختلالات جسيمة ذات فرق يوازي إلى 15 ملم زئبقي في نسب الـ SBP وحد أقصى باختلاف قدره 6 ملم زئبقي على نسب DBP.

4. محاكاة لحالات ومرضى تصلب الشرايين واضطراب واختلال (ارتفاع ضغط الدم الكاذب - Pseudohypertension)

يجعل مرض تكلس جدران الوعاء الشرياني النبضات غير قابلة للانضغاط حتى حين سحقها بتضخيم ضغط أكياس الكفة على أوسع نطاق56.

فعلى افتراض وتأكد أن الضغط الفعلي الصافي داخل ذات مجرى وعاء دمائهم يشير بالضبط لـ 120/80 ملم زئبقي فقط، فلك أن ترى جهاز المريض بتصلب الشريان يعطيه:

  • نسبة الانقباض SBP مقدرة بـ ≈ 160 mmHg (الأصل الحقيقي 120 → تضخيم وافتراء يضر المريض بنحو +40 mmHg كاذبة)
  • نسبة الانبساط DBP مقدرة بـ ≈ 120 mmHg (الأصل الحقيقي 80 → تضخيم كاذب بإضافة +40 mmHg)

وهذه الأفة تُعرف وتصنف بالأمراض باسم مرض Pseudohypertension (فرط/ارتفاع ضغط الدم الكاذب)5.

5. محاكاة استخدام الأفراد أحجاماً ومقاسات شريط للكُفة لا تتطابق والأذرع (Cuff Size Mismatch)

استخدام كفة (شريط أكمام قياس) موحد وحجمه لا يقارب أحجام ضخامة أصل أو نحف وعرض ذراعك78 يعد كارثة وأمر سيضر الحواسب الطبية:

  • الأكمام ذات قياس ومحيط صغيرة ومخنوقة جداً: → تشوه التقديرات وتجعل قيم الضغط عالية.
  • الأكمام ذات قياس واسع وعريض وفضفاضة أو على أذرع نحاف كالأطفال: → تقود لتقديرات بضغط خون متدني أقل.
مقاس وحجم كُفة الذراعمستخلص SBPمستخلص DBPمعدل أخطاؤه الوهمية (الفروقات)
كفة دقيقة و صحيحة≈ 120 mmHg≈ 80 mmHgالقياس صافي و 0 من الأخطاء
كفة مضيقة وصغيرة للغاية≈ 128 mmHg≈ 82 mmHgنسبة SBP تعلو بـ +8، DBP بـ +2
كفة واسعة وضخمة جداً≈ 112 mmHg≈ 76 mmHgنسبة SBP تهبط وتضعف لـ −8، DBP بـ −4

6. اختلافات جوهرية تفصل نماذج أجهزة المرفق/المعصم مقابل طراز مقاس الذراع العلوي الأصيل

كلما تم سحب المنطقة المقاسة وجعلها تتباين في الفضاء البعدي (ارتفاعها وانخفاظها) وجعلها غير محاذية ومركزية للمستوى الأفقي بالنسبة لمركز مستوى قلب الصدر، كلما أنتجت كارثة فادحة تستند إلى قانون ضغوط السوائل الثقيلة9.

ΔP=ρ⋅g⋅h≈7.8 mmHg per 10 cm\Delta P = \rho \cdot g \cdot h \approx 7.8 \text{ mmHg per 10 cm}

(لكل مسافة بعد عن مركز القلب بمقدار 10 سم تقريباً)

طريقة أجهزة ومستوى قراءة المقياسالضغط المنحرف والمستخلصالتبدلات الكارثية بالخاتمة
مقياس ذراع علوية مركزة بدقة (خط القياس الصفر)≈ 120 / 80 mmHg—
مِعصَم (أُبقي مرتفع 15+ سم يطفو بعلو الصدر)≈ 108 / 71 mmHgنقص مقلص وضعيف للـ SBP قدر بـ −12، DBP متدهور بـ −9
مِعصَم (تم ارخاء الكف 15- سم هباطاً لمستوى الحضن للركب)≈ 131 / 88 mmHgمرتفع أضعاف بشكل مهول للـ SBP قدر بـ +11، وزاد الـ DBP بـ +8

لهذا السبب الأكبر ينصح وبإصرار بالغ من التوصيات كجمعية AHA من الأهمية الكبرى باقتناء مكنات أكمام الذراع الأعلى وتلافي أجهزة المرفق كلياً لتفادي تغيرات قراءات اليد الساذجة للوقوع بمهالك قيم القياس الساقطة والعالية.

المراجع والأبحاث

  1. Geddes LA et al. Ann Biomed Eng. 1982;10(6):271-280. ↩︎

  2. Drzewiecki G et al. Ann Biomed Eng. 1994;22(1):88-96. ↩︎ ↩︎

  3. Forouzanfar M et al. IEEE Rev Biomed Eng. 2015;8:44-63. ↩︎ ↩︎ ↩︎

  4. Babbs CF. Biomed Eng Online. 2012;11:56. ↩︎

  5. Messerli FH et al. N Engl J Med. 1985;312(24):1548-1551. ↩︎ ↩︎

  6. Bos WJW et al. J Hypertens. 2007;25(4):751-755. ↩︎

  7. Pickering TG et al. Hypertension. 2005;45:142-161. ↩︎

  8. Ishigami J et al. JAMA Intern Med. 2023;183(10):1061-1068. ↩︎

  9. Netea RT et al. J Hum Hypertens. 2003;17(7):459-462. ↩︎

ما الذي ينظر إليه مستشعر جهاز قياس ضغط الدم؟ كيف يتم استخراج 'السعة' من نبضة واحدة