血壓聽診音性質(zhì)的理論探討

王濱濤，王柏巖

北京電力醫(yī)院社區(qū)科，北京 100073

弄清楚血壓聽診音的性質(zhì)或許會(huì)對(duì)血壓測(cè)量結(jié)果的解讀有更多的實(shí)用價(jià)值和理論價(jià)值。無創(chuàng)血壓的測(cè)量已經(jīng)有一百多年的歷史了[1]。在測(cè)量血壓時(shí)，我們常常會(huì)以在肘內(nèi)側(cè)肱動(dòng)脈上聽到動(dòng)脈搏動(dòng)音（血壓聽診音更貼切，以下同）作為判定標(biāo)識(shí)。但一直以來，我們并沒弄清為何會(huì)聽到血壓聽診音？它從哪里來？性質(zhì)如何？因而對(duì)一些血壓現(xiàn)象無法作出科學(xué)的解讀。比如，一個(gè)很常見的臨床現(xiàn)象，老年高血壓患者，多表現(xiàn)為以收縮壓升高為主，而舒張壓往往很低，常常低于60 mmHg甚至更低30～20 mmHg，這已經(jīng)達(dá)到嚴(yán)重影響重要器官如心、腦等供血的程度了，卻不表現(xiàn)任何明顯的心、腦缺血的癥狀；還有J形曲線存在與否的爭(zhēng)議[2]，假性高血壓問題等。為此，很有必要對(duì)血壓聽診音的性質(zhì)進(jìn)行理論上的探討。

1 我們?yōu)槭裁磿?huì)聽到聲音

要想弄清血壓聽診音的性質(zhì)，就必須先對(duì)產(chǎn)生聲音的物理原理加以闡述。物理學(xué)認(rèn)為[3]，聲音(波)本身是物體振動(dòng)的一種形式，更是物體振動(dòng)在空氣中的傳播形式。適當(dāng)頻率和強(qiáng)弱的聲波傳到人耳中就聽到了聲音，即聽到聲音的兩個(gè)條件：足夠大的空氣振動(dòng)強(qiáng)度和適合聽覺系統(tǒng)的振動(dòng)頻率。

醫(yī)學(xué)理論認(rèn)為：心音（第一和第二心音）源自于心臟瓣膜關(guān)閉時(shí)的碰撞所產(chǎn)生的振動(dòng)或抖動(dòng)（以下簡稱瓣膜振動(dòng)）。瓣膜振動(dòng)是如何變成聲音的呢？這是因?yàn)榘昴ふ駝?dòng)會(huì)沿機(jī)體的組織器官傳播至全身，其中：

①一部分瓣膜振動(dòng)（能量）會(huì)經(jīng)心臟直接傳播至胸壁，引起胸壁振動(dòng)，使我們?cè)谛乇谏下牭搅诵囊簟?/p>

②另一部分瓣膜振動(dòng)（能量）會(huì)隨動(dòng)脈內(nèi)的血流和動(dòng)脈壁向遠(yuǎn)端動(dòng)脈傳播并逐漸衰減[4]，所以我們可以在管徑較粗且距離心臟較近的頸動(dòng)脈上聽到第一和第二心音，甚至在腹壁上或腹股溝動(dòng)脈上也能聽到心音，而一般情況下在四肢動(dòng)脈上是聽不到任何聲音的。這是由于長距離傳導(dǎo)使能量衰減造成的。

但當(dāng)測(cè)量血壓時(shí)，在一定的壓力范圍內(nèi)卻又能夠在四肢動(dòng)脈上聽到平常聽不到的聲音，即血壓聽診音，只有共振，才能解釋這一現(xiàn)象。

2 發(fā)生共振的機(jī)理

2.1 自然界中的共振（現(xiàn)象）

自然界中隨時(shí)隨地存在并發(fā)生著共振現(xiàn)象，小到原子核周圍電子云的共振，大到橋梁甚至天體的共振。

共振可以極大地激發(fā)物體的能量，亦即能量放大了。我們中學(xué)時(shí)就熟知的最著名的例子就是士兵邁著整齊的步伐過橋時(shí)振塌了大橋；美國塔科馬海峽大橋由于大風(fēng)引起的共振導(dǎo)致垮塌[5]；同樣的原理，各種樂器如二胡，觸動(dòng)琴弦時(shí)所產(chǎn)生的振動(dòng)與琴桶共振使聲音得以放大，從而奏出了美妙的樂章—二泉映月。

生物體，包括人體，作為大自然的一部分，理所當(dāng)然也存在共振：例如我們?nèi)梭w薄薄的、軟軟的聲帶，氣流沖擊引起聲帶振動(dòng)，帶動(dòng)喉腔內(nèi)空氣振動(dòng)，并與喉腔、口腔、鼻腔等腔道器官產(chǎn)生共振，使聲帶引發(fā)的空氣振動(dòng)得以進(jìn)一步放大，發(fā)出聲音；再如腸鳴音、哮鳴音、呼吸音也未嘗不是共振產(chǎn)生的（類似樂器和聲帶）;或許心慌的癥狀也是一種共振；我們聽到的心音，是否也是共振的結(jié)果呢？

2.2 物理學(xué)的共振理論

2.2.1 共振原理 由兩個(gè)或多個(gè)比鄰的物體組成的系統(tǒng)中，其中一個(gè)物體的振動(dòng)會(huì)引起鄰近物體的振動(dòng)，稱為受迫振動(dòng)，二者頻率越接近，受迫振動(dòng)越強(qiáng)烈，二者頻率相等時(shí)受迫振動(dòng)最強(qiáng)烈，這就是共振原理（現(xiàn)象）?？梢钥闯?，產(chǎn)生共振的三個(gè)條件是：振動(dòng)源、受振動(dòng)物以及二者頻率相近或相等[6]。

2.2.2 固有頻率 每個(gè)物體都有一個(gè)固有頻率。固有頻率ω與物體的彈性模量k和質(zhì)量m有關(guān),即ω= ，而彈性模量又與物體的密度、剛度、形狀（長度、徑度、完整性）等多種因素有關(guān)，任何一個(gè)因素的改變都會(huì)引起固有頻率的變化，即固有頻率具備可變的特性。

2.3 人體產(chǎn)生共振的基礎(chǔ)

2.3.1 振動(dòng)的能量來源 振動(dòng)需要能量，而肌肉組織能夠提供動(dòng)力，這就為人體產(chǎn)生振動(dòng)提供了能量。

2.3.2 振動(dòng)源及其振動(dòng)頻率 心肌提供動(dòng)力，它的節(jié)律性收縮擠壓血液使之流動(dòng)，引起心臟瓣膜關(guān)閉，瓣膜關(guān)閉時(shí)產(chǎn)生了振動(dòng)，并向周圍傳播。因此，心臟瓣膜（四組瓣膜）就是人體振動(dòng)源，而心臟本身還要搏動(dòng)，也是一種振動(dòng)，即人體心臟會(huì)產(chǎn)生遠(yuǎn)不止一個(gè)振動(dòng)頻率。

①心臟搏動(dòng)振動(dòng)源及振動(dòng)頻率。由心肌的節(jié)律性收縮引起的每分鐘60～100次的心臟竇性搏動(dòng)，振動(dòng)（搏動(dòng)）頻率為 1～1.67Hz。

②瓣膜振動(dòng)源及振動(dòng)頻率。

③二尖瓣和三尖瓣關(guān)閉產(chǎn)生的第一心音振動(dòng)頻率大致在 20～100Hz,主振頻率集中在 55～58Hz[7]。

④主動(dòng)脈瓣和肺動(dòng)脈瓣關(guān)閉產(chǎn)生的第二心音振動(dòng)頻率大致在 50～100Hz，主振頻率集中在 60～75Hz[7]。

⑤第三心音振動(dòng)頻率（16.387±6.888）Hz[8]及第四心音振動(dòng)頻率和雜音振動(dòng)頻率等。每次心臟搏動(dòng)其心肌收縮力是不同的，因而會(huì)導(dǎo)致：①瓣膜關(guān)閉時(shí)力度有差異，心音圖波幅會(huì)變化；②心排血量也會(huì)變化，而出現(xiàn)脈搏圖改變。前者已被證實(shí)[9-10]，后者也被證實(shí)并用于無創(chuàng)血壓連續(xù)監(jiān)測(cè)[11]。

2.3.3 受振動(dòng)物及其固有頻率 就測(cè)壓部位來講，多取肱動(dòng)脈。瓣膜振動(dòng)通過動(dòng)脈系統(tǒng)傳播，肱動(dòng)脈必然會(huì)感受到這種振動(dòng)，從而成為受振動(dòng)物。

研究認(rèn)為[6，12-13]：不同頻率的振動(dòng)，特別是次聲（頻率0～20Hz的聲波）會(huì)對(duì)人體造成傷害，如視覺模糊 2～20Hz，語言障礙 1～20Hz,工作障礙 0.5～20Hz，過度疲勞0.2～15 Hz。人體幾個(gè)部位的固有頻率：頭部8～12 Hz,胸部 4～6 Hz,腹部 6～9 Hz，盆腔 6 Hz，心臟 5 Hz。

2.4 無創(chuàng)血壓測(cè)量時(shí)產(chǎn)生共振的機(jī)理

正是由于心臟瓣膜主振55～58 Hz和60～75 Hz左右的振動(dòng)頻率明顯高于心臟5Hz的固有頻率，而心臟1～1.67 Hz的搏動(dòng)振動(dòng)頻率又明顯低于心臟5 Hz的固有頻率，所以才沒有發(fā)生共振。共振理論可以解釋為什么快速心律失常其心慌癥狀會(huì)更明顯，因?yàn)榇藭r(shí)心臟搏動(dòng)振動(dòng)頻率更接近心臟固有頻率。常態(tài)下肱動(dòng)脈沒有隨著瓣膜振動(dòng)發(fā)生共振，肯定也是因?yàn)槎哳l率不接近。問題是：為何在加壓時(shí)就發(fā)生共振了呢？

按照共振原理，具備了振動(dòng)源(心臟瓣膜)，也具備了受振動(dòng)物(肱動(dòng)脈)，接下來是如何使二者頻率接近。作為振動(dòng)源，雖然在病理情況下其振動(dòng)頻率會(huì)發(fā)生改變[14]，但我們卻無法施以即刻改變其振動(dòng)頻率的外力；但作為受振動(dòng)物，卻具備足夠的條件獲得外力而改變固有頻率。

當(dāng)肱動(dòng)脈受壓時(shí)，受壓肱動(dòng)脈段發(fā)生了眾多改變：徑度變細(xì)、剛度變硬、質(zhì)量變輕（主因含血液量減少）等，這樣的變化就使得肱動(dòng)脈彈性模量k增加，而肱動(dòng)脈質(zhì)量m又是減小的。這樣，透過固有頻率公式ω= 看出，受壓肱動(dòng)脈固有頻率發(fā)生了改變，其頻率增加并接近瓣膜振動(dòng)頻率了。產(chǎn)生共振的三個(gè)條件具備了，共振也就發(fā)生了。而且，瓣膜頻率并不是單一頻率[7-8]，而是多個(gè)頻率的組合即頻率譜（頻譜），只要有一個(gè)頻率點(diǎn)接近變形肱動(dòng)脈固有頻率，就會(huì)發(fā)生共振。

顯然，共振產(chǎn)生的能量足以使聽診器（是否本身也是一件共振器）感受到振動(dòng)，且強(qiáng)度足夠大，滿足了可聽聲音的一個(gè)條件；而瓣膜振動(dòng)頻率又都在人耳的可聽頻率20～20000Hz范圍內(nèi)[7]，滿足了可聽聲音的另一個(gè)條件。于是就能聽到了聲音。

3 血壓聽診音性質(zhì)的討論

瓣膜振動(dòng)能量在傳播過程中會(huì)衰減，且左右心分屬兩個(gè)循環(huán)系統(tǒng)，雖有溝通但又各自封閉。那么，右心系統(tǒng)的三尖瓣和肺動(dòng)脈瓣的振動(dòng)能量沿肺動(dòng)脈傳播并衰減，最終被肺組織吸收，應(yīng)該不會(huì)或極少參與血壓聽診音的形成。由于血壓聽診音是在體循環(huán)通道上聽到的，因此，左心系統(tǒng)的二尖瓣和主動(dòng)脈瓣的振動(dòng)與之形成關(guān)系更密切。即：血壓聽診音是由受壓肱動(dòng)脈段與左心系統(tǒng)的瓣膜振動(dòng)發(fā)生共振所產(chǎn)生的。

因?yàn)檠獕郝犜\音的共振性質(zhì)，我們把它稱作共振音，而與其對(duì)應(yīng)的血壓計(jì)袖帶內(nèi)壓力稱作共振壓。共振音和共振壓是相匹配的，稱音壓匹配。而動(dòng)脈搏動(dòng)音的稱謂不貼切，因?yàn)閯?dòng)脈搏動(dòng)是心臟射血時(shí)血流增多導(dǎo)致的主動(dòng)脈管壁被動(dòng)牽拉的結(jié)果[15]，它以一種沒有聲音伴隨的波的形式傳播了出去。

隨著袖帶內(nèi)壓力減小，能聽到多個(gè)由弱變強(qiáng)，再由強(qiáng)轉(zhuǎn)弱的共振音，符合共振的變化規(guī)律。這是因?yàn)樾鋷p壓開始時(shí)肱動(dòng)脈固有頻率一般會(huì)高于瓣膜振動(dòng)頻率，共振弱些，故血壓聽診音也弱些，隨著固有頻率下降并接近瓣膜振動(dòng)頻率，共振漸強(qiáng)，血壓聽診音亦漸強(qiáng)，頻率相等時(shí)最強(qiáng)，隨后固有頻率漸小于瓣膜頻率，共振漸弱至消失。

只有最先出現(xiàn)的一組音壓匹配是和被阻斷后的血流再通相偶聯(lián)（關(guān)聯(lián)）。這種偶聯(lián)很重要，把血壓和血壓聽診音聯(lián)系到了一起。所以，與出現(xiàn)的第一聲共振音相匹配的共振壓就是收縮壓，這支持柯氏在測(cè)壓原理中對(duì)收縮壓判定的描述，但他沒有明確血壓聽診音的起源和性質(zhì)。而最后一個(gè)出現(xiàn)的音壓匹配，其共振壓則被當(dāng)做舒張壓。我們認(rèn)為這一認(rèn)定尚缺乏科學(xué)依據(jù)，因?yàn)槿狈褪湛s壓那樣的偶聯(lián)（現(xiàn)象）的存在。

實(shí)際上，血壓聽診音包含了兩種不同性質(zhì)的聲音，一是類似于心音的撞擊樣聲音（撞擊音），二是吹風(fēng)樣聲音（吹風(fēng)音）。正是由于動(dòng)脈受壓變形才產(chǎn)生了這兩種聲音。血流再通后的第一聲血壓聽診音一般只呈現(xiàn)撞擊音的特點(diǎn)。的確，血管受壓變形會(huì)產(chǎn)生渦流，但不是所有渦流都產(chǎn)生吹風(fēng)音，這還要求有一定的血液流量和流速為前提，因而血壓聽診音不會(huì)也沒有全部和/或全程伴隨吹風(fēng)音。不少人尤其是女性或體弱者根本就聽不到吹風(fēng)音。撞擊音才是血壓聽診音的主流。

血壓聽診音由無到有，由弱到強(qiáng)，再由強(qiáng)到弱，由弱到無的變化現(xiàn)象以及它的撞擊樣、吹風(fēng)樣特點(diǎn)，就是柯氏五音劃分的依據(jù)[16]。

4 需要再做的研究工作

通過物理學(xué)原理和一些醫(yī)學(xué)常識(shí)、醫(yī)學(xué)現(xiàn)象、醫(yī)學(xué)經(jīng)驗(yàn)對(duì)血壓聽診音的性質(zhì)從理論上進(jìn)行了大膽地、科學(xué)地推論。只待同仁做相關(guān)的研究予以驗(yàn)證：

①同時(shí)記錄脈搏圖、心音圖、血壓聽診音圖和心電圖以明確血壓聽診音和心音、心電、脈搏的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

②對(duì)第一、第二心音和血壓聽診音的頻率測(cè)定比對(duì)研究以確定血壓聽診音和哪個(gè)心音有關(guān)。

③實(shí)驗(yàn)室對(duì)肱動(dòng)脈模型的共振研究以明確是否在加壓時(shí)固有頻率發(fā)生改變。

④血壓聽診音與測(cè)壓處動(dòng)脈血流的加速與減速之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系研究以確定聲音和血流的關(guān)系。

⑤肱動(dòng)脈振動(dòng)波形與左心室收縮壓的關(guān)系研究，從而為依據(jù)肱動(dòng)脈振動(dòng)波形變化連續(xù)無創(chuàng)血壓測(cè)定提供理論基礎(chǔ)。

5 對(duì)一些血壓現(xiàn)象的解讀

5.1 對(duì)老年高血壓病人低舒張壓的解讀

收縮壓和舒張壓尤其是同一次心臟搏動(dòng)的收縮壓和舒張壓是聯(lián)動(dòng)的（無創(chuàng)法測(cè)得的不是同一次心臟搏動(dòng)的收縮壓和舒張壓），即收縮壓高，舒張壓必然不會(huì)很低。老年高血壓病人的低舒張壓問題，用共振理論解釋是這樣的：由于老年人血管硬化程度高，肱動(dòng)脈的固有頻率就會(huì)增大，稍一加壓就會(huì)達(dá)到與瓣膜振動(dòng)相近的頻率，故在低壓時(shí)就會(huì)發(fā)生共振，測(cè)出的舒張壓就會(huì)偏低，但實(shí)際并不低。這就解讀了為什么部分高收縮壓的老年人，雖然舒張壓測(cè)量值很低卻不出現(xiàn)心、腦等重要器官供血不足的表現(xiàn)。

5.2 有關(guān)J形曲線的解讀

對(duì)J形曲線既有支持意見也有否定意見，這類病人往往年齡偏大，病情較重。關(guān)鍵是要看舒張壓的測(cè)量是否準(zhǔn)確。舒張壓的測(cè)量值和真實(shí)值的關(guān)系只有二種情況：如果選定的病例其舒張壓測(cè)量值高于或接近舒張壓真實(shí)值，舒張壓測(cè)量值低則對(duì)重要器官的供血差，那么就支持J形曲線的存在；而如果舒張壓測(cè)量值低于舒張壓真實(shí)值，對(duì)重要器官的供血影響則不大，就不支持J形曲線的存在。實(shí)際上，收縮壓比舒張壓更能準(zhǔn)確地反映人體真實(shí)的血壓狀態(tài)。

5.3 血壓降低獲益更大

盡管中國高血壓指南2010明確指出[17]：血壓越接近正常，患者獲益越大，但現(xiàn)實(shí)中專家們都很保守，原因也是擔(dān)心老年病人血壓降低帶來的風(fēng)險(xiǎn)，即使降至正常也有擔(dān)心。究其根源，就是因?yàn)闆]有搞清楚血壓聽診音的性質(zhì)。

共振原理只對(duì)無創(chuàng)血壓測(cè)量中收縮壓的測(cè)量原理給予了理論上的認(rèn)同，而舒張壓的測(cè)量原理尚缺乏科學(xué)的理論支持，因而這更是一個(gè)需要弄清的課題。因?yàn)檫\(yùn)用缺乏理論支持的方法測(cè)得的結(jié)果很難說是準(zhǔn)確的，會(huì)在應(yīng)用中出現(xiàn)偏差或錯(cuò)誤。

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