在兽用血压设备的校准实践中，脉率量程的覆盖能力往往较血压量程更能决定测试的完整性。犬、猫等动物的心率显著高于人类，且脉率越高，示波法设备的识别难度越大。当血压模拟器的脉率上限止于 300 bpm 时，其量程恰好终止于兽用设备最需验证的边界。本文依据兽医临床与实验动物的心率参考数据，阐述 400 bpm 上限的确定依据、所覆盖的物种范围，以及相对 300 bpm 所能提供的额外验证内容。
一、犬猫心率参考数据
人类静息心率通常为 60–100 bpm，而兽医临床所涉及动物的心率区间显著更高。依据《犬猫绝育/去势手术流程规范》附录 F.3 的犬猫心率参考表：
| 分类 | 正常心率（bpm） | 心动过速判定（bpm） |
|---|---|---|
| 犬 · 幼犬 | 120–220 | > 220 |
| 犬 · 小型犬 | 60–180 | > 180 |
| 犬 · 中大型犬 | 60–160 | > 160 |
| 犬 · 巨型犬 | 60–140 | > 140 |
| 猫 · 幼猫 | 200–300 | > 300 |
| 猫 · 成猫 | 120–240 | > 240 |
动物在不同生理与情绪状态下的实测心率如下（数据源自 VIN 兽医继续教育资料中窦房结放电频率的统计）：
| 状态 | 犬 | 猫 |
|---|---|---|
| 睡眠 | 45–60 | 80 |
| 临床检查 | 90–120 | 140–210 |
| 兴奋 / 应激 | 180–240 | 240 |
综合上述两组数据可得明确结论：猫在幼年期的心率正常上限为 300 bpm，而”心动过速”的判定阈值同样设定于 300 bpm。 因此，300 bpm 并非留有裕量的界限，其本身即为判读分界线。
二、物种谱系与 400 bpm 的覆盖范围
犬猫仅为兽用设备服务对象的一部分。就整个动物谱系而言，各物种静息心率差异显著，自马匹的 28 bpm 至小鼠的 750 bpm，跨度逾 25 倍。《默克兽医手册》所列静息心率参考值如下（原始数据引自 Dukes’ Physiology of Domestic Animals, 12th ed.）：
| 物种 | 静息心率（bpm） | 400 bpm 上限的覆盖情况 |
|---|---|---|
| 马 | 28–40 | 全覆盖 |
| 牛 | 48–84 | 全覆盖 |
| 犬 | 70–120 | 全覆盖（应激段 180–240 亦覆盖） |
| 绵羊 / 山羊 | 70–80 | 全覆盖 |
| 猪 | 70–120 | 全覆盖 |
| 猫 | 120–140 | 全覆盖（临床应激 200–260 亦覆盖） |
| 猴（麻醉） | 160–330 | 全覆盖 |
| 兔 | 180–350 | 全覆盖 |
| 豚鼠 | 200–300 | 全覆盖 |
| 鸡（成） | 250–300 | 全覆盖 |
| 大鼠 | 250–400（麻醉 250–400） | 静息段全覆盖；部分文献报告应激或幼年个体可达 600，高值段不覆盖 |
| 仓鼠 | 300–600 | 仅覆盖 300–400 下缘 |
| 雏鸡 | 350–450 | 仅覆盖 350–400 下缘 |
| 小鼠 | 450–750 | 不覆盖 |
注：猫的心率取值在不同文献中存在差异。《默克兽医手册》采用严格静息值 120–140 bpm，临床文献与团体标准则多用 120–240 bpm（含诊室应激）。本文在讨论量程覆盖时采用后者，因设备实际面对的是诊室环境中的应激个体，而非完全静息状态下的动物。
由上表可得明确结论：400 bpm 并非宽裕的数值，而是一条精确的分界线。
- 完全覆盖：马、牛、羊、猪、犬、猫、兔、豚鼠、猴、成鸡——上述物种的全部生理区间均位于 10–400 bpm 之内。
- 临界覆盖：大鼠静息段 250–400 bpm 与上限完全重合，无裕量，但可满足静息测量需求。
- 未覆盖：小鼠（450–750 bpm）与仓鼠（300–600 bpm）的高值段。400 bpm 仅达其下限，不足以完成常规测量。
此点应予明确说明：NIBPS-A 的 400 bpm 定位为”犬猫等中大型动物全覆盖、大鼠静息段覆盖”，并不适用于全部物种。 小鼠属于另一数量级，详见第六节。
实验动物设备的脉率口径
实验动物领域的血压设备以尾套法（tail-cuff）无创系统为主，代表产品如 Kent Scientific CODA 系列。该类设备基于体积压力记录（VPR）原理，可测量体重自 8 g 至 950 g 的动物，输出收缩压、舒张压、平均压及心率四项参数。
即该类设备同样输出心率，心率亦为验收项目之一。若需验证一台标称覆盖 8–950 g 动物范围的设备，模拟源脉率上限至少应覆盖目标物种的生理区间：
| 目标动物 | 典型体重 | 静息心率（bpm） | 模拟源所需脉率上限 |
|---|---|---|---|
| 小鼠 | 20–30 g | 350–800 | ≥ 800 |
| 大鼠 | 200–300 g | 250–600 | ≥ 600 |
| 豚鼠 | 350–600 g | 200–300 | ≥ 300 |
| 兔 | 2–3.5 kg | 180–350 | ≥ 350 |
该表反映了选型时应优先核算的一项指标：若客户群体包含小鼠模型，400 bpm 并非略有不足，而是存在数量级差异——小鼠静息下限 350 bpm 已接近 400 bpm，其常规值 450–600 bpm 完全位于量程之外。
反之，若服务对象为宠物医院与犬猫设备制造商，400 bpm 已具备 33% 以上裕量，进一步提升量程亦无实际测试收益。量程的确定取决于目标物种，并非越大越好。
三、300 bpm 上限的三处盲区
盲区一：幼猫判定阈值位于量程端点
幼猫正常心率为 200–300 bpm，超过 300 bpm 方判定为心动过速。若模拟器最高输出仅为 300 bpm，则存在两项限制：
- 正常区间的上半段可测，但无任何裕量；
- 心动过速区间（>300 bpm）无法触及，而该区间恰为确认设备是否漏检、误判的关键区段。
盲区二：诊室应激个体心率可达 240–260 bpm
猫存在典型的”白大衣效应”。文献报告显示，诊室环境下猫的心率常达 200–260 bpm，属应激性升高，未必为病理状态。该区间对示波法设备构成挑战：脉搏波周期被压缩至 230–300 ms，包络提取的采样窗口相应收窄。
300 bpm 可覆盖至 260 bpm，但裕量仅余 40 bpm。若设备在 260 bpm 附近已出现读数漂移，于 300 bpm 以内难以定位其失效起点。
盲区三：甲状腺功能亢进个体的持续性心动过速
老年猫甲状腺功能亢进属常见疾病，其临床表现之一为持续性心动过速，心率长期偏高。此类个体在临床上需反复测量血压，设备对高脉率的适应能力直接影响读数可信度。验证设备在此状态下的可靠性，要求模拟器可稳定输出高于 240 bpm 的脉率，并支持分级设定（如 250、280、300、350 bpm）逐点测试。
四、400 bpm 所提供的验证空间
将上限自 300 bpm 提升至 400 bpm，并非参数表上的数值调整，而是在兽医心率分布的高值端增加 100 bpm 的连续可调区间：
| 场景 | 所需脉率（bpm） | 300 bpm 设备 | 400 bpm 设备 |
|---|---|---|---|
| 犬兴奋 / 猫应激 | 240–260 | 勉强覆盖 | 区间内可作梯度测试 |
| 幼猫正常段上半 | 260–300 | 终止于端点 | 具备 100 bpm 裕量 |
| 幼猫心动过速 | > 300 | 无法测量 | 300–400 全段可测 |
| 甲亢猫持续心动过速 | 250–320 | 上段缺失 | 完整覆盖 |
| 大鼠静息段 | 250–400 | 上段缺失 | 全段可测 |
由此可支持以下四项工作。
1. 确定设备的脉率识别上限，而非仅验证”能否测量”
校准的核心产出为脉率设定值与设备读数之间的关系曲线。将模拟器自 60 bpm 逐级提升至 400 bpm，按 40 bpm 间隔取值，可获得两项关键拐点：
- 首次漏检点：设备首次无法输出读数或报错所对应的脉率；
- 偏差拐点：读数相对设定值的偏差超过 5% 所对应的脉率。
上述两点应作为选型与验收依据。若模拟器上限为 300 bpm 且两项拐点均位于 300 bpm 以上，则无法获得该项数据。
2. 复现病理状态下的高脉率
心动过速在兽医临床中并不罕见：贫血、发热、疼痛、低血容量、心力衰竭及甲状腺功能亢进均可导致心率升高。设备若需在此类状态下提供可信读数，须已在高脉率条件下完成验证。
3. 验证高脉率下的波形保真度，而非仅关注数值
脉率越高，单次搏动的上升沿越陡。示波法设备依赖包络形状进行判读，波形一旦出现削顶或拖尾，收缩压与舒张压的推算即产生偏差。在 400 bpm 条件下仍保持可辨识的脉搏波形，其技术难度显著高于仅输出对应数值。
4. 统一研发与产线的测试基准
研发阶段以 400 bpm 探索极限，产线以 240–260 bpm 执行常规抽检，二者基于同一设备与同一组曲线，数据方具可比性。若量程不足，研发往往需另借设备，基准的一致性即被破坏。
五、脉率提升的物理约束
此点最易被忽略。容积式血压模拟器通过电机推动气室产生脉搏波，单次搏动所需排出的容积即为脉搏量（PV）。线速度与脉搏量、脉率成正比，脉率加倍则电机线速度相应加倍。
NIBPS-A 采用联动降额方式处理该约束——脉率升高时自动下调脉搏量上限：
| 脉率设定 | 脉搏量上限 | 说明 |
|---|---|---|
| ≤ 250 bpm | 2.40 cc | 全量程可用 |
| 251–300 bpm | 2.20 cc | 高容积段开始收紧 |
| 301–350 bpm | 2.00 cc | 常规上限 |
| 351–400 bpm | 1.60 cc | 极限脉率段 |
六、曲线库与极限脉率的配合方式
NIBPS-A 宠物方向内置 12 组预设，分为三档：
| 档位 | 预设组数 | 默认脉率 | 默认脉搏量 |
|---|---|---|---|
| 宠物大型 | 4 组 | 80 bpm | 0.50 cc |
| 宠物中型 | 4 组 | 110 bpm | 0.50 cc |
| 宠物小型 | 4 组 | 160 bpm | 0.25 cc |
应予说明：该 12 组为常规临床场景的快捷起点，最高脉率 160 bpm，并不等同于设备脉率上限。 若需 240 bpm 以上，应通过自定义方式设定——脉率可在 10–400 bpm 范围内以 1 bpm 步进调节，配合 SD 卡自定义曲线（5 个文件，每文件最多 15 组），可将特定动物、特定病理状态下的波形保存为预设并重复调用。
建议的兽用设备阶梯验证流程如下：
- 基线验证：宠物小型 125/85 mmHg、160 bpm、0.25 cc，确认设备在常规档位读数正常；
- 应激区间：脉率提升至 240、260 bpm，观察读数是否出现漂移；
- 判定阈值：脉率设定 300 bpm，对应幼猫心动过速阈值，确认设备是否仍可识别；
- 极限区间：脉率设定 350、400 bpm，记录漏检点与偏差拐点；
- 回程验证：将脉率降回 160 bpm 复测，确认设备未出现”高脉率后无法回复”的状态。
第 5 步常被省略，但其可区分两类问题：设备在高脉率下无法识别，与设备在高脉率之后无法恢复至正常状态。
七、适用边界
为避免误用，现将适用范围说明如下：
- 可覆盖犬猫、兔、豚鼠、猴、马、牛、羊、猪、成鸡等物种的全部生理区间，并为心动过速段保留裕量；可确定设备的脉率识别上限与偏差拐点。
- 可覆盖大鼠静息段（250–400 bpm）全段。
- 不可覆盖小鼠（450–750 bpm）与仓鼠（300–600 bpm）的高值段。体重低于 250 g 的小鼠模型所需脉率量级为 600–800 bpm，属另一产品档位的适用范围。
- 不可替代心律失常模拟。本机不具备心房颤动、期前收缩等节律异常模拟功能，仅输出规整脉搏波。节律异常的测试需专用设备。
- 不可同时满足400 bpm 与满额脉搏量。联动降额为硬约束，详见第五节。
- 不应脱离兽医血压判读标准单独使用脉率数据。脉率为辅助参数，血压值本身的可信度仍取决于静态压精度、气密性与波形标定。
定制档位：400–800 bpm / 0.6 cc
若客户群体包含小鼠、仓鼠等小型实验动物，本平台可提供 400–800 bpm、脉搏量 0.6 cc 的定制版本。该档位的脉冲容积最大为0.6cc，对于高脉率的小型实验动物所使用的小型尾部袖带，完全可满足其型号幅度需求。
小结
兽用血压设备的校准中，脉率上限不宜以”够用”为原则确定。猫在幼年期的心率正常上限为 300 bpm，而心动过速判定阈值恰好设定于 300 bpm，二者的重合使 300 bpm 量程的模拟器刚好缺失了最关键的一段区间。400 bpm 的价值不在于数值提升，而在于：
- 将判定阈值由量程端点移至量程中段，测试保留回旋空间；
- 可确定设备的失效拐点，而非仅验证中段可用；
- 使研发极限测试与产线抽检共用同一基准；
- 以 10–400 bpm 的连续量程，覆盖自马匹（28 bpm）至兔（350 bpm）的主要中大型动物谱系。
配合宠物三档曲线与脉搏量联动降额，单台设备即可完成自常规至极限的兽用脉率区间，无需中途更换机型。小鼠则属另一数量级，需按 800 bpm 量程配置；本平台的 400–800 bpm / 0.6 cc 定制档位即面向该数量级。
参考资料
- Merck Veterinary Manual. Resting Heart Rates（Reviewed Sept 2022）. 原始数据引自 Detweiler DK, Erickson HH. Regulation of the Heart. In: Dukes’ Physiology of Domestic Animals, 12th ed., Reece WO, Ed. Cornell University Press, 2004.
- 《犬猫绝育/去势手术流程规范》附录 F.3 犬猫心率参考表（团体标准）.
- Veterinary Information Network (VIN). Structure and Function for the Management of Heart Disease（犬猫不同状态下窦房结放电频率）.
- JoVE. Anesthesia Induction and Maintenance（啮齿类心率与呼吸频率参考值：小鼠 328–780 bpm，大鼠 250–600 bpm）.
- University of British Columbia Animal Care Committee. Adult Rodent Anesthesia SOP（ACC-01-2017）：正常心率 大鼠 260–600 bpm、小鼠 350–800 bpm；麻醉下 大鼠 250–400 bpm、小鼠 400–600 bpm.
- 中南大学湘雅二医院实验动物中心.《实验动物中心准入培训规范（2025 版）》：C57BL/6 小鼠 450–600 次/分，SD 大鼠 300–400 次/分.
- Kent Scientific. CODA® High Throughput System 技术资料（VPR 体积压力记录法，适用 8 g–950 g，输出收缩压/舒张压/平均压/心率）.
- Opti-ECG. Heart Rate Ranges by Species（猫诊室应激心率 200–260 bpm 的临床观察）.
- JJF 1626-2017《血压模拟器校准规范》.
- JJG 692-2010《无创自动测量血压计检定规程》.
- YY 9706.230-2023《医用电气设备 第 2-30 部分：自动无创血压计的基本安全和基本性能专用要求》.
- NIBPS-A 产品技术规格（固件 FW 2.6）：脉率 10–400 bpm、脉搏量 0.10–2.40 cc、宠物大/中/小各 4 组预设；小型实验动物定制档位 400–800 bpm / 0.6 cc（需配小容积气路）.