脉搏波分析与脉搏波速度

1、脉搏波分析与脉搏波速度（综述）日期：2007-06-19来源： 作者：字体：大中小脉搏波分析与脉搏波速度Korotkov后的一百年对于血压解释的回顾刘景林杨栓平摘要：血压（如，脉压）由搏动产生的，作为一个重要的心血管疾 病的风险因子，受到人们广泛的关注。在预测心血管事件上，测量升主 动脉或者颈动脉的中心动脉血压要比测量传统的肱动脉脉压更有意义， 这是因为靶器官承受的压力来源于中心动脉压力而不是肱动脉压力。而 由于波的反射，上肢的血压并不能真实反映中心动脉血压；因此，知名 学者把焦点放在了一种无创检测中心动脉血压的方法上，并寻求主动脉 僵硬度产生的原因。直到现在，越来越多的证据表明：在评定主动脉

2、的 性质上，测量中心动脉血压要比测量传统的肱动脉血压更准确和更具优 越性。在此我们通过两种主要的方法对“中心”指数进行评定，即“脉 搏波分析”和“脉搏波速度”。在这篇综述里我们对此进行了总结，目 的在于把中心动脉血压和大动脉僵硬度应用到临床研究和临床实践中。关键词：动脉僵硬度；中枢血压测量；波反射最近一个时期，关于袖带式血压计检测脉压（肱收缩压和舒张压）受到人们 越来越多的质疑。其关注远远超过人们熟悉的问题如“白大衣”高血压，静态测 量和血压24小时动态监控，并逐步淘汰水银为基础的设备。这些关注关于所有 袖带设备通过肱动脉检测脉压的不准确性，在肱动脉和中心动脉之间压力的差 异，和对收缩压，舒张

3、压和脉压的解释。从上下文可以看到目前的问题是在过去的两个世纪中当医师对高血压病史 的检测和评估。Richard Bright最早开始研究“高动脉血管张力”与肾病，心脏 衰竭和中风的关系。他的评估是从触诊手腕上的脉搏以及临床认识的情况下脉搏 需要相当大的阻力才能消失，而脉搏在收缩压的后期还在持续。在十九世纪末期 开始使用图形的方法记录桡动脉脉搏，并被英国心血管疾病的先驱Mackenzie和Lewis用于临床实践（与人身保险考试）。但是这些都很难用，并且迅速被Riva -Rocci发明的袖带式血压计和Korotkov记录收缩压和舒张压的流通学报所代替。 直到1916年，用收缩压预测无症状的人身保险

4、申请人心血管情况的价值已被Fi sher所证实。早在二十世纪初，血压计的从业人员更倾向于使用舒张压而非收缩压。舒张 压被认为比收缩压更可靠是因为它更能接近真实血压一同时能更好地解释周围 动脉闭塞性疾病和高血压病。这一看法得到了0口的认可，“收缩压代表心脏的 最大力量，而舒张压则用于检测心脏需要克服的抵抗力”也就是说，高的舒张压 是有害的，而高的收缩压是有益的。在Framingham的结论出现之前，这种看法 已经很根深蒂固并被广泛传播，其结果被美国国立卫生研究院的老年收缩期高血 压项目（SHEP）所反驳。在1991年之前，有关动脉压与心血管问题和舒张压的 研究一直不断地被报道着（图1）。Chic

5、ago Heart CHD deaths =MRFIT ScreenGGs CHD deaths 2124HonoluluCHD incidencePuerto RicoCHD incidence = 24。Western Electr CHD deaths =FraminghamCHD incidence = 331123Baseline DBFCHD Hazard Ratio直到1991年SHEP结论的发表，我们有充分的理由认为为什么在Korotkov时代 更倾向于舒张压而非收缩压。这是个高血压盛行的时代，当没有有效的治疗方法 和高血压的恶性循环经常导致恶性的中风早死，或肾脏和心脏的衰竭。

6、FranklinD. Roosevelt是一位先天中风受害者记录250/160。图1主要涉及这个时期的报 告。在这个时代的后期，强调的重点由舒张压转向收缩压，同时在明显的器官损 害之前高收缩脉压被认为表现比较频繁，通过有效的抗高血压疗法其恶性循环被 打破。当隔离收缩高压时，另一类型的心血管疾病就变得明显。现在这个主导着 临床实践。在现代社会，舒张期高血压为主导的疾病在二十世纪初到中期，已经 几乎被征服。现代研究反映了这个观点。最近Framingham的论题表明，在旧的学科中， 心血管疾病与收缩压有直接的关系而不是舒张压，研究的结论是，对任何特定收 缩压，心血管疾病相反的与舒张压有关（图2）。这

7、些结论表明升高的脉压是心 血管疾病一个重要的独立危害因素，从最近对欧洲，美国和中国的研究已经得到 证实（图3）。图3在这个时期，有并不完全一致的意见。这一分歧，涉及到舒张压与心血管疾 病存在不同层面的相对风险因素，如图1和图2所示。在此基础上一定会更好， 有影响力的前沿性研究协作组通过对一百万受检者报道舒张压比收缩压在评估 心血管疾病方面具有更好的优越性，在这项研究中，脉压（？）和心血管疾病 并没有关系。Lancet在这一问题上进行了多次讨论。这个研究是61项前沿性研 究的综合分析的结果，在日前进行的时代现代医学疗法中大部分已经被应用。受 检者在研究早期虽然是轻度的心血管病患者但他们其中一部分

8、人已经达到动脉 僵硬度的年龄，成为主要影响动脉僵硬度和血压升高的因素。显然这些研究未能 正确定义风险的个体患有高血压。Framingham研究小组建议40岁以下的患者把 舒张压作为心血管疾病最好的诊断手段；然而，对于60岁以上的人群，脉压（P P）是最好的诊断手段。在新学科中这些研究可以作为肱动脉压扩增的基础，这 一现象，其极端表现是轻度的“伪收缩压”，但他们的中央收缩压和中央动脉压 是正常的。通过使用百年袖带式血压计提出问题，探寻更现代的可以广泛应用于临床实 践的办法。本世纪，医疗设备有所改善，但至今仍未普遍应用于临床评估。讽刺 的是，有益的补充方法，PWA和PWV检测方法和其他前人发明的袖

9、带式血压 计不同程度的被Mackenzie和Lewis使用。十九世纪之前，这些可以提供动脉僵 硬度，早期波反射和中央血压一人口老龄化和隔离的收缩压一基于病理和临床研 究的动脉弹性的问题。Reflected Wave (1I 5Art iePWA：波反射的测量学术上几种与上臂血压（收缩血压和PP）的搏动部位相关的新发现中，之 所以重点强调非扩散中枢血压测量，有两点原因。第一，仅仅中枢压力，非上臂 压力，直接影响病人的器官。第二，上臂血压不总代表中枢血压。在青壮年身上， 上臂或放射压力的振幅比上升主动脉的振幅高出50%，然而对老年人来说，两者 重要性几乎相同。这一存在于在青年和老年人间在波反射的基

10、础上的不同可以很 容易得到解释。波反射传导于中枢主动脉的前压力波，反射既而被来自外围部的任一点的间断的阻 抗力所增强，如动脉分支和小动脉连接点。高阻力的细动脉在血液循环系统中被 认为是波反射的主要部分。然而，单独的反射波共同起作用时，如同源于同一个 功能反射点，从临近胸动脉到腹部动脉的终端。结果，上升主动脉的压力波可被 看作是由心脏产生的前压力波和来自身体的后压力波的总和。在年轻人和老年人之间不同的肱动脉的压力扩增，主要取决于不同时间段的 波反射在中心主动脉压和肱动脉压的效应（图5）。在老年群体中，来自身体的 反射压力波由于动脉僵硬度和主脉压扩增与肱动脉有一定的相似度（低扩增）。 相反地，在年

11、轻人当中，波反射影响的既不是主动脉压也不是肱动脉压，因为反 射波在主动脉回流通过后收缩压和和前舒张压。因此，不能归咎于主动脉的升高， 而是高扩增的结果。压力扩增也取决于动脉阻抗通路；然而，这个因素的影响已 经被认为很小，其中，肱动脉弹性性能随着年龄的老化没有那么显著的变化。在患有退行性心血管疾病的患者身上，在中央主动脉和肱动脉上的压力扩增 已经很不明显。然而，在使用官方的药物的心脏衰竭患者和心动过速，休克等症 状的扩增增加。扩增指数（AIX）代表波反射的指标，被定义为压力扩增与脉压（PP）的比 （图6）。这一指数仅在创血流动力学研究中被引进和使用。Fujii等人是第一 次在临床中应用变平张力测

12、量法对无创颈动脉扩张指数的测量。目前，PWA应 用统计的方法合理的解释主动脉波反射的无创性和产生的中枢血压径向压力波 形。转换函数的概括：PWA的原理一个众所周知的事实，任何的波动周期可以分为一系列的正弦波，所谓的级 数，其频率是整数倍的重复。中央压力的扩增，可以用傅立叶分析找出函数的最 佳位点，扩增出现在两个振幅的距离成为一个函数周期或谐波。1970年，O Ro urke应用转换函数指出中央动脉及肱动脉的关系来解释主动脉瓣膜疾病和心房 颤动的区别。Lasance随后在一个大型的心导管检测组织发表了这一论题，转换 函数报道的68位患者的情况几乎相同，尽管他们的年龄、性别、大小及社会地 位有所不

13、同。H (AA-fiA)Phase (rads) AnplifitonH (AA-BAJPhase (rads Aniplificalian1993年，这些结果变得明显，采取可行的方法用无创上肢脉压波形来估算 中央脉压波形。Karamanoglu等人表明在中央动脉和肱动脉之间每个转换函数在 冠状动脉疾病方面也是一致。他们反复分析发布的数据，在所有的患者和14名 在不同情况下检测的患者在径向-肱-主动脉间没有发现明显不同的情况（图7）。 因此，对于个人之间的转换函数在多项研究中显示是一致的，在肱动脉老化和高 血压中表现变化不大的弹性。理论上，转换函数的传输路线和形状由输入压力波 决定输出压力波；

14、此后，随着不断的个体之间的转换函数，暗示在不同的个体和 不同情况下，只有主动脉上输入压力波的形状（主动脉压波形）是肱动脉输出压 力波形状的一个主要的决定性因素。此外，有这样一个可能性，用平均转换函数 根据上肢脉压波准确的重建主脉压波形。他们命名平均转换函数为广义转换函 数，并表明它能准确估计中央收缩压（分别为2.41.0mmHg）。中央主动脉测量 采用了径向压力波形和广义转换函数（即PWA）已经得到许多研究机构的验证， 包括药物管理机构和被认为是无创中枢血压测量最好的评估方法。图8应用高保 真扁平张力测量法显示径向压力波形的典型踪迹和应用广义转换函数从年轻到 老年阶段重建主脉压波形。5，4AG

15、/PP)骅 7Hec Rfr.氏!加* bpn. 1078 nu馨JU hs. 32%Tl T2.Tr10.24$. 14msPiHCFI-Op； 冬的*EVS (Ao!_2 loiex KGTT. P2*M) Krti. iu%35 :rmHg15 inniHgUP (Systole.ih siEm S/wofc Prttwe 0 mPATIENT DATAPaiieni Name 0Address :Palienl 沿Patient CocJe-Age. SexSTUDY DATAn Mov 2G05t 06:16:48 P隔 Heht. Vghl (8M?) 168cm, 73kg (2

16、5.86 kgrn*) Cp?atJf 13Mei ica ten&加andsspfhNotes controlQUALITY COMgWleVgcwnrfM VartandP5 次uFtrg* Ti Ti AU 113m NM* !8%CENTRAL HAEMODYNAMIC PARAMETERS心$C5X 2, V|:M APWA检测系统现在已经上市，并且已经获得美国食品及药物管理局对这一 系统的认可。中枢血压的预测价值和增强指数尽管该方法基于它的原理和许多利用广义转换函数检测无创性主动脉的验 证研究，相比那些使用PWV的，有为数较少的前沿性研究利用PWA。Safar等人报道说颈动脉压是肾

17、脏疾病末晚期（ESRD）死亡率原因的一个独 立的危害因素。他们也指出增强指数源自颈动脉脉冲是晚期肾病患者的重要预报 器。Asmar等人指出，效果优于利尿剂/血管紧缩素抑制酶组合在左心室肥大与 影响较大的主动脉增强指数和利用PWA对主脉压进行评估。Weber等人报道说， 强大和独立的协会组织之间利用PWA对主动脉增强指数和冠状动脉疾病和预后 经皮冠状动脉介入疗法进行评估。相比常规的对小动脉波形的分析我们更喜欢？可人，由于更好的重复性、对 心率影响较小（压力感受器的刺激），相当好的患者接受能力（颈动脉检测过程 常常造成恶心作呕和咳嗽）和减少把颈动脉的饰板搅乱的危险。基于这些关于颈 动脉优势的分析，

18、几个人口普查已经被PWA采用用来检测中枢血压数据；许多 这些近来的成果已经出版发行。PWV脉压的扩展表现为动脉僵硬度的扩增；因此，对于从事关于动脉僵硬度和心 血管疾病患者的研究的人员来说是很自然的事情。这些在众多的关于动脉僵硬度 的数据中已经报道；然而，在其测量和解释上都存在问题，而没有单一指标已经 证实优于其他的。这些指数中，PWV是最常用的前瞻性检测指标。PWV的方法论PWV是测量沿着动脉段的压力波速度的测量（图9）。测量的理论基础取 决于Moens-Korteweg公式：PWV2=（杨氏模具 h/2rp ），p为血液密度（通常 在1.05左右），h/2r为管壁厚度/动脉内直径。杨氏模具代

19、表弹性材料硬度的物 理参数。在实践中，PWV是由距离/两个脉搏测量点的传输时间计算出的。对其深 入的实验研究中，PWV能够测量在同一动脉同一路线上的位点（例如，大动脉）。 然而，在一个无创的临床研究中，这两个测量位点是在人体体表的可触摸到的体 表的动脉（通常在颈动脉和股动脉之间测量大动脉的PWV，颈动脉和肱动脉之 间测量上肢PWV，颈动脉和桡动脉测量手臂的PWV，股动脉和颈骨动脉测量大 腿的PWV）；严格地说，这些位点不总是在脉搏传输的同一线路上。这种技术 在测量上的局限性是这种方法主要问题。除了年龄，动脉粥样僵硬度和动脉僵硬度，PWV值也随着血压的升高而升 高，取决于包括杨氏模具的血管壁的自

20、然弹性。这是PWV检测的第二个问题。 在对血管性能的实际效果进行估算之前已排除影响血压的变化。尽管有这些限制 因素，因为它的原理简单，PWV检测方法正在被广泛的应用，而且PWV不受 反射波的影响。水锤公式特征性阻抗（Zc）是另一项测量动脉僵硬度的指标，它能通过测量脉压和流 速波及其相关的频率组分获得。当PWV和Zc表示为cm/s或dyne.s/cm3公式如 下：Zc=1.330*PP（mmHg）/max F（cm/s）=PWV* p （p=1.05）。这个被称为水 锤公式，它与PWV及压力和流量有直接的关系。PWV价值的预测在1999年的法国，PWV最初被认为是心血管疾病还包括晚期肾病患者患者

21、 （ESRD）的独立的危害因素的前瞻性研究。在这项研究中，PWVM12m/s的比 率相对于PWVM9.4m/s的死亡率为5.4。这项队列研究在同一所研究机构另一篇 文献也验证了 PWV的准确性。据有ESRD的患者比没有患此病的患者具有更高的 死亡率和发病率；因此，有相当数量的人关注PWV检测心血管疾病的可预知性。 然而，最近的同龄研究证实PWV检测的预见性价值。另一个问题就是PWV的预见性是否是具有潜在的心血管疾病的患者或者是 否高的PWV值代表患有心血管疾病。若十的研究暗示这两种现象都有可能。Cr uickshank等人建议PWV可能是心血管的危害因素综合指数（如，高血压或者糖 尿病的持续时

22、间），可以预测先天心血管疾病。相反的，明显的心血管疾病患者 具有高的PWV值。观点。除了对大规模人口进行研究获得的证据，另一个问题是两种方法在临床环境 的可用性。医师相对于常规的血压测量不容易获得PWA和PWV值。这个测量 需要特殊的设备和训练有素的操作者同时需要新的医疗技术。他们通常需要病人 仰卧着进行测量。尽管有这些缺点，当通过大规模的人研究的有效的方法和在临 床环境中有用的测量变得清晰，PWA和PWV将会是心血管医师的必要的工具。多项研究表明正常的人随着年龄的增长其主动脉PWV值会逐步升高，表现 为主动脉的衰退和僵硬度。这样的升高会使高血压患者和心脏病患者的病情加 重。研究还表现为桡神经的后收缩压得扩增的增长，颈动脉和主脉压随着年龄的 增长而增加。相反的，弗莱明起初的研究数据，证实主动脉PWV的增长与年龄 的关系。Adji等人报道说心血管病人AIX指数的增长打折可能归功于日常多种 心血管疾病药物的作用。他们还指出AIX指数在药物治疗的情况下很容易变化； 然而，PWV却不是这样。AIX也是依靠流动波外