循環外篇：動脈壓脈態參數的生理意義

張國柱

「老張，心臟明明掛在胸口上，那為什麼心跳可在手腕上測量呢？」

「說來話長，這不是三言兩語所能說明白、講淸楚的。」

「若無法用簡單的幾句話來表達，那代表你也⋯⋯」

「好吧，那就一句話，動脈波的傳輸現象！」

心臟週期性的搏動所造成循環系統的波動可在整個血管網路傳輸，對心血管功能的影響深遠。

我們先來定義動脈壓的脈態參數（pulsatile parameters）吧。以波動的觀點言，動脈壓的脈態參數可有：波速（wave velocity，c0）、波傳輸時間（wave transit time，Δt）以及波反射係數（wave reflection coefficient，Rf）。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。

以體循環為例，動脈管的彈性從主動脈往細動脈 連續遞減，是為彈性漸縮（elastic tapering）；動脈管的內徑由主動脈往細動脈 連續遞減，是為幾何漸窄（geometric tapering）。此外動脈系統從主動脈到週邊細動脈有著甚多的血管分支（branching）。這三種物理、幾何因素都是動脈波傳輸過程中 造成波反射的重要因子，也是動脈系統的波反射具有連續性與多重性的根本。

由於波反射的連續性與多重性在應用上非常困難，因此單次反射的觀念便應運而生。單次反射的基本觀念是：舉凡內徑與彈性都很均勻的血管，波在傳輸的過程中不會產生反射波，僅當波到達週邊血管的有效位置（有著不相匹配的阻抗存在），反射波於焉產生。單次反射的觀念在時域（time domain）上，可導入簡潔的血壓波拆解方程式，提供了臨床的實用性。

導管所量到的血壓波（Pm）可拆解成前進波（Pf）與反射波（Pb）之和：Pm = Pf + Pb（如圖），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。因此當動脈硬化（arterial stiffening）的程度愈高，波速愈快、波的傳輸時間愈短，反射波的最大振幅愈容易沒入收縮期。提前返回的反射波與其前進波相疊加，大幅地増加了動脈的收縮壓和心臟的耗氧量，心臟的收縮負荷（systolic loading）也就愈大。心臟的收縮負荷愈大 愈容易造成代嘗性的心臟肥厚，傷害心臓的舒張功能（diastolic function），進而減損心臟的收縮功能（systolic function）。

波反射觀念的引入，使得難以理解的動脈波有了合理的解釋。波反射的振幅（magnitude）與時序（timing）對心臟之收縮和舒張功能的影響甚巨，因此波的反射理論可用以解釋血管的病變對心臟功能的傷害，使研究者能更深入地了解動脈循環的病理生理狀態，以及藥物的力學作用，提供重要的臨床資訊，服務病患。