血壓篇（1）：動脈壓的生理意義
文：張國柱（Chang，Kuo-Chu）
台大名譽教授
日期：2018/08/30
人體的循環系統大致可分為體循環和肺循環，這兩個循環是以串連的方式相互連結。今以體循環為例，做如下的討論。
動脈管的分類：
以功能的觀點而言，體循環的動脈管可分為：（1）近心端的主動脈或大動脈，其管壁所含的彈性素（elastin）比膠原蛋白（collagen）高出甚多，彈性佳，故稱為彈性管（elastic arteries）；（2）遠心端靠近組織或器官的小動脈或細動脈，富含血管平滑肌，故稱肌性血管（muscular arteries）。肌性血管可利用血管平滑肌的收縮或舒張，調控進入組織或器官的血流量，為血管阻力的主要發生所在，故又稱為阻力性血管（resistance vessels）。此外小動脈或細動脈管壁所含的彈性素比膠原蛋白低甚多，較不具彈性。
動脈壓穩態參數的定義
動脈血壓波的最高點稱為收縮壓（systolic pressure，Ps），最低點稱為舒張壓（diastolic pressure，Pd）。若對一整個週期的血壓波求得面積，再除以週期，便可得到平均動脈壓（mean arterial pressure，Pm）。若只計算收縮期的平均壓，則稱為平均收縮壓（mean systolic pressure，Pms）；若只計算舒張期的平均壓，則稱為平均舒張壓（mean diastolic pressure，Pmd）。此外，收縮壓與舒張壓之間的差值稱為脈搏壓（pulse pressure，PP）。
動脈壓穩態參數的生理意義
（1） 若Pms愈高，則心臟必須做更多的功，以便將血液從左心室壓送到動脈循環。此時心臓會消耗更多的氧，導致心臟氧的需求量（oxygen demand ）增加。
（2） 若Pmd愈低，則冠狀動脈的血液灌流量會下降。此時心臟所得到的氧會降低，導致心臟氧的供應量（oxygen supply）不足。
（3） 若Pm愈高，在血流不變的情況下，血管阻力會增加而消耗更多的能量。若Pm維持正常，血管阻力的增加則會降低血流，導致組織或器官的缺氧。因此，單以Pm的高低來判定血管物理性質的變化，有其困難，必須考量其他參數。
（4） PP與心搏出量（stroke volume，SV）成正比，而與動脈容積度（arterial compliance，C）成反比關係（請參考「脈搏壓-動脈容積度-心搏出量之關係」）。在SV不變的條件下，PP愈大，代表C愈小，也就是動脈管有硬化的現象。
動脈壓脈態參數的定義
以波動的觀點言，動脈壓的脈態參數可有：波速（wave velocity）、波傳輸時間（wave transit time）和波反射係數（wave reflection coefficient）。波速或波傳輸時間可反應動脈管壁的硬化程度；波反射係數則可反應動脈波的反射強度。
動脈壓脈態參數的生理意義
動脈壓具有複雜的波動性，這波動性決定了循環系統無論是在收縮期或舒張期都有血液流動的特性。循環系統的連續血流可無時無刻地供應各組織或器官養分，並將其代謝產物移除，以維持身體的最佳生存狀態。
動脈壓複雜的波動現象，可化約為前進波與反射波的組成，這牽涉到波的傳播速度和波的反射強度。波的傳播速度與彈性管的硬度有關：硬化程度愈高，波速愈快，波的傳輸時間愈短。波的反射強度則與彈性管-阻力性血管的匹配程度有關：匹配度愈差，反射強度愈大。當波速愈高、波的傳輸時間愈短、反射強度愈大，心臟的收縮負荷（systolic loading）也就愈大，容易造成代嘗性的心臟肥大，傷害心臓的舒張功能，進而減損心臟的收縮功能。
診間手臂式血壓計
門診診間血壓的測量是以手臂式血壓計為之。此種方法僅能量得Ps和Pd，無法得知波形的變化。若欲求得Pm，則以經驗公式計算之：Pm ＝ Ps/3 ＋ 2Pd/3。計算Ps和Pd的差值，可得PP，此外無它。方法雖然簡單、便利，但所得的資訊亦有限。
已有一段時間，tonometry的發展，可以非侵入的方式，量得連續血壓波形的變化。若能配合血行力學的技術，分析血壓波形的變化，量化波傳輸時間和波反射係數，藉此探討動脈硬化的病程對心臟收縮負荷的影響，並了解心肌對氧的需求與氧的供應之間的平衡，對病患應有相當的幫助。
結語
動脈壓的穩態參數和脈態參數各有其重要的生理意義。診間手臂式血壓計的測量，所得的參數雖然有限（僅是穩態參數），但有其門診的方便性，且有流行病學的實用性。若能引進tonometry於門診診間的運作，配合血行力學的脈態分析，相信更能完整地呈現病患的動脈物理特性，對疾病的診斷和藥效評估，可提供更完整、更有用的臨床資訊。
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