[實驗] 動生實驗2：人體血壓與呼吸測量

日期：
  • 學期：107-2
  • 課程：動物生理學實驗 Animal Physiology Laboratory
  • 老師：李昆澤  Kun-Ze Lee
  • 主題：人體心跳測量
  • 系所：國立中山大學生物科學系

一、實驗目的

學習如何使用PowerLab主機與LabChart軟體，並分別搭配血壓計與人體呼吸配件去測量人體的血壓與肺活量，然而從中去理解血壓計與人體呼吸配件的運作原理，最後從血壓數據中辦別收縮壓與舒張壓

二、材料與方法

（一）材料

PowerLab數位記錄分析主機、血壓計、人體呼吸配件、LabChart軟體

（二）方法

1. 血壓計

將PowerLab電源開啟，並分別和血壓計與電腦連接，並打開LabChart軟體設定參數。首先將血壓帶綁至任一手臂的上臂周圍，也就是手肘與肩部之間。固定好血壓帶後，確認排氣閥是關閉的狀態並擠壓氣囊直到壓力高於預估收縮壓的30mmHg。然後鬆開排氣閥，使氣流慢慢排出，直到電腦螢幕出現舒張壓後即可完全放氣。

（圖一）使用血壓計示意圖
來源：ADINSTRUMENTS


2. 人體呼吸配件

將PowerLab電源開啟，並分別和人體呼吸配件與電腦連接，並打開LabChart軟體設定參數。測量前要確認數值是歸零的狀態並將PowerLab主機待機五分機以上，因為人體呼吸配件對溫度十分敏感，所以要等主機溫定恆定後再測量，最後裝上吹嘴並用夾子夾於受者鼻子上後，請受試者咬好吹嘴並呼吸。

（圖二）使用人體呼吸配件示意圖
來源：ADINSTRUMENTS 

三、結果

1. 測量並記錄所有團隊成員的收縮壓、舒張壓和心律。

組員：前心律、收縮壓、舒張壓、後心律
組員1（男）：71.3次/分、108.43 mmHg、84.74 mmHg、75.3次/分（宗宗）
組員2（女）：73.9次/分、111.57 mmHg、71.00 mmHg、73.2次/分
組員3（女）：76.3次/分、112.29 mmHg、73.00 mmHg、75.3次/分

（圖三）組員1測量血壓前的心律：71.3次/分
（圖四）組員1的收縮壓108.43 mmHg；舒張壓84.74 mmHg。第一軌道為心律，第二軌道為血壓計數值。
（圖五）組員1測量血壓後的心律：75.3次/分
（圖六）組員2測量血壓前的心律：73.9次/分
（圖七）組員2的收縮壓111.57 mmHg；舒張壓71.00 mmHg。第一軌道為心律，第二軌道為血壓計數值。
（圖八）組員2測量血壓後的心律：73.2次/分
（圖九）組員3測量血壓前的心律：76.3次/分
（圖十）組員3的收縮壓11.29 mmHg；舒張壓73.00 mmHg。第一軌道為心律，第二軌道為血壓計數值。
（圖十一）組員3測量血壓後的心律：75.3次/分

2. 血壓測量前後心律的任何差異？

組員1從71.3次/分加快4.0次/分到75.3次/分；組員2從73.9次/分降低0.7次/分到73.2次/分；組員3從76.3次/分降低1.0次/分到75.3次/分。整體而言，三人有兩人是降低心律的，但三者的變化幅度加總起來是加快的。

3. 測量並記錄所有團隊成員的不同情況（深呼吸、吐氣）的呼吸。

（圖十二）組員1的呼吸狀態，第一軌道是吸氣的積分圖；第二軌道是肺部氣體變化圖；第三軌道是呼氣的積分圖。
（圖十三）組員2的呼吸狀態，第一軌道是吸氣的積分圖；第二軌道是肺部氣體變化圖；第三軌道是呼氣的積分圖。
（圖十四）組員3的呼吸狀態，第一軌道是吸氣的積分圖；第二軌道是肺部氣體變化圖；第三軌道是呼氣的積分圖。

4. 比較閉氣20秒前後的呼吸參數

三人在閉氣前一個動作都是吸氣，而閉氣結束後一個動作，只有組員2是吸氣，其餘兩人都是呼氣。閉氣結束後，三人的吸氣與呼氣的量都有顯著的增加，組員1約在第五週期才恢復平穩呼吸，其餘兩人在第二週期就已經恢復平穩呼吸。

（圖十五）組員1閉氣30秒前後的參數圖，第一軌道是吸氣的積分圖；第二軌道是肺部氣體變化圖；第三軌道是呼氣的積分圖。
（圖十六）組員2閉氣30秒前後的參數圖，第一軌道是吸氣的積分圖；第二軌道是肺部氣體變化圖；第三軌道是呼氣的積分圖。
（圖十七）組員3閉氣30秒前後的參數圖，第一軌道是吸氣的積分圖；第二軌道是肺部氣體變化圖；第三軌道是呼氣的積分圖。

四、討論與心得

在量測各種數據之前，都必須做單位校準的工作，也就是把電壓算成可以參考的單位。以血壓為例，在單位校準前，螢幕上所呈現的單位是電壓，而不是壓力單位，所以只能呈現出相對大小。然而電壓與壓力呈線性關係，所以我們可以透過電壓差與壓力差的比值維恆定，去做兩者的單位換算。

電壓差可由電腦得知，而壓力差可由壓力計得知，因此本實驗的血壓單位是有做過換算的。然而肺活量的檢測中，我們並未作單位校準，因為我們沒有另一個儀器可以提供我們肺部實際的體積。

五、參考文獻

  1. ADINSTRUMENTS (2019) Blood pressure and cardio microphone. KuraCloud [Accessed by Apr 2019] http://bit.ly/2U0VjWN
  2. ADINSTRUMENTS (2019) Spirometry flow and volume. KuraCloud [Accessed by Apr 2019] http://bit.ly/2YUhMsh

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