燕海霞，宫爱民，王忆勤，付晶晶，李福凤，钱 鹏

（上海中医药大学，上海 201203）

中医脉诊是医生用手指切按患者较浅部位动脉搏动的形象，以了解病情、辨别病证的一种方法［1］。现代医学研究表明，心室的周期性收缩与舒张所导致的主动脉的一张一缩以波的形式自主动脉根部出发沿着动脉管传播，这种波就是脉搏波［2～3］。中医脉诊从人体浅表部位获得的脉象或脉图就是现代医学中的脉搏波。脉诊常用的“寸口诊法”即是脉搏波在桡动脉处显现的部位（深浅）、速度（快慢）、振幅（强度）、周期（节律性）和波形（形态）的综合反映［4］。因此，借鉴脉搏波研究的有关方法来探讨中医脉象的形成机制，可能取得新的进展。

现代医学对于脉搏波的研究已相当深入，目前的研究主要是基于脉搏波传播和反射理论，测量的主要指标涉及表征脉搏波传播特性的脉搏波波速（Pulse Wave Velocity，PWV）和表征脉搏波反射特性的增益指数（Augmentation Index，AI）。

1 脉搏波波速

1.1 PWV的定义及临床应用价值

PWV即脉搏波在动脉系统的两个既定点间的传播速度，根据 Moens-Korteweg方程，PWV与弹性系数的平方根成正比，由于动脉弹性的减低，脉搏波在动脉系统的传播速度则加快。一般说来，动脉管壁的顺应性越大，脉搏波的传播速度就越慢，僵硬度的增加可加快脉搏波传导速度。以脉搏波速度为标志的动脉僵硬度增加，不仅与冠心病的危险有关，而且与痴呆等认知功能有关［5、6］。近年来，由于 PWV与动脉僵硬度的这种正相关性，再加上它的测量方法简便易行而又没有创伤，所以被广泛应用来作为评估动脉僵硬度的指标之一［7］。

1.2 PWV的临床应用研究

动脉硬度是独立于动脉血压的心血管危险因素。目前的研究认为，颈-股动脉脉搏波波速是判断动脉硬度的金指标。

1.2.1 PWV与动脉硬化 动脉硬化是指动脉的可扩张性减小，动脉硬化的程度通常可以通过检测一些参数来反映，包括PWV、脉压差、前进波与反射波的幅值、增益指数；动脉弹性则可以通过动脉可扩张性及弹性模量来反映［8］。Yasuaki等的研究结果表明，臂-踝脉搏波波速不仅与常规的心血管疾病危险因素密切相关，而且与一些新发现的心血管疾病危险因素，如炎症、γ-谷氨酰转移酶、慢性肾脏疾病、社会心理因素等也有相关，是反映动脉硬化早期病变的有效指标［9］。另有研究表明，脉搏波速度可作为动脉硬度的标志，脉搏波波速增加与动脉硬化性疾病的发展密切相关［10］。Ahmet等认为，动脉硬度的评估可借助于脉搏波波速、弹性模量、动脉顺应性等无创性测量指标。年轻人的向心性左心室肥大与血压升高、动脉硬化及动脉顺应性降低有关［11］。

1.2.2 PWV与靶器官损伤 史均宝等研究显示，慢性肾脏病患者颈-股脉搏波传导速度随着肾脏损伤的加重逐渐升高，提示脉搏波波速与肾脏损伤存在一定的相关性［12］。赵兴等探讨原发性高血压患者肱踝脉搏波传导速度与靶器官损害的关系，结果显示，肱踝脉搏波传导速度大于14m/s组靶器官损害发生率、颈动脉内膜厚度、颈动脉斑块评分、尿微量蛋白、左心室重量指数等均高于肱踝脉搏波传导速度小于 14m/s组［13］。

2 脉搏波增益指数

2.1 AI的定义及临床应用价值

2.1.1 AI的定义 AI通常指收缩压增益指数。心室射血产生前向脉搏波、自心脏向外周血管传播。正常情况下，反射波在主动脉瓣关闭之后到达主动脉根部，即反射波波落在压力曲线的舒张期，不会影响主动脉收缩压。但当动脉变硬时，由于PWV的增加和反射点向心脏靠近，反射波在压力曲线收缩期提早出现，升高了收缩压和脉压。由于反射波引起收缩压的增加值与整个脉压的比值即是增益指数。AI是表征动脉传播过程中反射波强度的重要参量。AI可以通过分析压力脉搏波的某些特征参数而获得［14］。

2.1.2 反射波的产生 在每个心动周期中，左心室收缩和舒张交替产生前进波，由中央动脉向外周动脉传播；前进波在传播过程中，当有组织器官发生病变时，在动脉结构或顺应性不匹配处产生反射，反射波由外周动脉向中央动脉传播，所测量到的压力曲线就是前进波和反射波综合作用的结果［3］。因此，脉搏波在动脉管中的传播与反射产生了脉搏波波形的变化，由此反映组织器管的病理变化。

2.1.3 反射波对心血管系统的影响 心脏射血需要克服的阻力由两部分组成，即非脉动成分和脉动成分，前者即外周阻力，后者则由动脉顺应性和反射波的影响产生。动脉硬度增加时，由于脉搏波速度的加快和反射点向心脏靠近，反射波在压力曲线收缩期提前出现，升高了收缩压和脉压，降低了舒张压，导致左心室后负荷增加，容易引起左室肥厚。由于冠脉血供主要依赖于舒张压的高低和舒张期的长短，舒张压降低可导致冠脉灌注不足。左心室后负荷增高引起左心室需氧量增加，冠脉灌注不足引起左心室供血量减少，二者都可加重心肌的缺血缺氧状态，导致缺血性心脏病的发生。因此可以推测，反映反射波的参量——增益指数应该可作为心血管疾病的又一重要危险因素［15～16］。

2.2 AI的临床应用

2.2.1 AI与血管硬化 Katsuhiko等研究发现，桡动脉增益指数检测方便，与年龄的增长相关，可作为评价动脉老化的有效指标［14］。另有研究表明，中央AI与动脉粥样硬化的危险因素［17］以及和未来的心血管事件［18］紧密相关。Sugawara等的研究发现，在成人的不同年龄段，桡动脉AI与颈动脉AI均密切相关。交感神经兴奋引起的桡动脉AI的急性改变与颈动脉AI的改变亦有相关。因此，桡动脉AI能提供与颈动脉AI类似的有效信息，可以作为预测心血管疾病的有效指标［19］。

2.2.2 AI与心脏左心室肥大 Junichiro等研究发现，外周血管的AI可以有效预测临床左心室肥大。脉搏波反射增强时，外周血管的增益指数将增高，并与高血压患者的左心室肥大密切相关［20］。对于未经治疗的高血压患者，左心室浪费的能量与左心室肥大有直接和明确的关系。左心室肥大患者的AI和大动脉增加的压力较无左心室肥大的患者显著增加。反射波的幅度和持续时间的影响更胜于反射波的传播时间对它的影响［21］。

3 脉搏波传播与反射理论对深入中医脉象形成机制的启示

3.1 结合脉搏波传播和反射理论开展脉象形成机制研究

3.1.1 脉搏波波速与中医脉象 如前所述，脉搏波的波速与动脉僵硬度密切相关，目前被认为是反映动脉僵硬度的金指标。中医学对脉象的描述通常是中医师对指下脉搏波指感的描述，这种描述往往是基于指下脉搏波的波形变化，相应的脉象又能反映脏腑、气血的变化情况。如滑脉的脉象特征描述为往来流利，如盘走珠，应指圆滑。现代对滑脉的研究结果提示，滑脉往往对应外周血管扩张、外周循环阻力降低、血管顺应性好等特点，其桡动脉搏动出现滑利表现，医生指下感觉“如盘走珠”。对弦脉的特征则描述为如按琴弦，其机理可能与动脉管很硬、血流阻力较大以及血管弹性很差等特征有关。因此，可以检测中医不同脉象对应的脉搏波波速，深入分析血管的功能特性改变，为深入研究中医脉象的形成机制奠定基础。

3.1.2 增益指数与中医脉象 增益指数是反映脉搏波反射强度的有关参量。血管几何特性的非均匀和物理特性的非均匀对在动脉中传播的脉搏波所产生的影响即是主要体现在脉搏波在血管非均匀处产生的波的反射。反射波将叠加在同一周期的前进波上使其波形发生变化。近年来，中医脉象的客观描记再现的研究取得一定进展，基于压力传感器的脉象仪能描记出临床脉象的波形——脉图。已有的研究表明，中医不同类别的脉象对应的脉图特征有差异，可以推测脉图间的特征差异与反射波的迭加有关系。由于不同的中医脉象往往对应不同的临床意义，反映机体脏腑、气血的病理变化，因此这种病理变化可能反映为反射波的位置、强度等的变化，进而表现为相应的脉图变化。因此，结合表征脉搏波反射特征的增益指数，开展中医脉象的形成机制研究，可能会有新的进展。

3.2 结合脉搏波传播和反射理论分析现有脉图参数的临床意义

基于中医脉图的各种信号特征提取方法研究日渐深入。目前脉象信号特征提取方法涉及时域分析、频域分析、时频联合分析等方法，具体则包括时域波形幅值、时间、面积、功率谱参数、倒谱参数、双谱参数、不同小波尺度能量值、不同模态的频率及能量值等诸多脉象特征参数。在这些特征参数中，时域脉图特征参数的临床意义研究最多，也较为深入，但仍有与临床不太相符之处，其他脉图参数的临床意义则并不明确。

脉搏波传播与反射特性是形成不同脉图波形的基础，通过分析脉图所得到的相关特征参数，必定与脉搏波的传播和反射特性有密切关系。因此，结合脉搏波的传播和反射理论分析现有诸多脉图特征参数的临床意义，是深入研究中医脉象的重要一步。

3.3 结合脉搏波传播和反射理论开展脉象识别分类研究

实现中医脉象的准确识别分类是中医脉象客观研究的重要目标之一。目前基于模糊聚类、神经网络等方法的脉象识别与分类研究日益深入。现有的识别分类研究往往是基于时域、频域或时频联合分析等方法提取的特征参数，但有些特征参数的临床意义并不明确，可能无法反映不同中医脉象间的本质差异。结合脉搏波传播和反射理论提取中医脉象的特征参数，可能提高现有识别方法识别分类中医脉象的准确性。

［1］费兆馥.现代中医脉诊学［M］.北京：人民卫生出版社，2006.17-25.

［2］Nichols WW，O’Rourke MF：McDonald's Blood Flow in Arteries：Theoretic，Exprimental and Clinical Principles［M］.5th ed.Edward Arnold，London，2005.120-125.

［3］柳兆荣，李惜惜.血液动力学原理和方法［M］.上海：复旦大学出版社，1997.95-121.

［4］柳兆荣，李惜惜.关于脉图的分析［J］.中国科学（B辑）.1983，（2）：131-138.

［5］Weber T，Auer J，O Rourke M，et al.Arterial stiffness wave reflections and therisk of coronary artery disease［J］.Circulation.2004，109（2）：184-189.

［6］Hanon O，Haulon S，Lenoir H，et al.Relationship between arterial stiffness and cognitive function in elderly subjects with complaints of memory loss［J］.Stroke.2005，36（10）：2193-2197.

［7］Yanashina A，Tomiyama H.Arteriosclerosis and pulse wave velocity［J］.Nippon Rinsho.2004，62（1）：80-86.

［8］Patrick Lacolley，Pascal Challande，Mary Osborne-Pellegrin，et al. Geneticsand pathophysiology ofarterialstiffness［J］.Cardiovascular Research.2009，81（4）：637-648.

［9 ］Yasuaki Saijo， Megumi Utsugi， Eiji Yoshioka， et al.Inflammation as a cardiovascular risk factor and pulse wave velocity as a marker of early-stage atherosclerosis in the Japanese population［J］.Environ Health Prev Med.2009，（14）：159-164.

［10］Utsugi M，Saijo Y，Kishi R.A.Review of epidemiological studies about pulse wave velocity for prevention of cardiovascular disease［J］.Nippon Koshu Eisei Zasshi.2005，52：115-127.

［11］Ahmet Toprak，Jagadeesh Reddy，Wei Chen，et al.Relation of pulse pressure and arterial stiffness to concentric left ventricular hypertrophy in young men（from the Bogalusa Heart Study）［J］.The American Journal of Cardiology.2009，103（7）：978-984.

［12］史均宝，史春迎，庄震，等.慢性肾脏病患者颈 －股动脉脉搏波速度改变及其影响因素［J］.中国组织工程研究与临床康复，2009，13（26）：5108-5112.

［13］赵兴，姚成立.原发性高血压患者脉搏波传导速度与靶器官损害的相关性研究［J］.宁夏医学杂志，2009，31（1）：28-30.

［14］Katsuhiko Kohara，Yasuharu Tabara，Akira Oshiumi，et al.Radial augmentation index：a usefuland easily obtainable parameter for vascular aging［J］.Am J Hypertension，2005，18：11-14.

［15］倪永斌，张维忠.脉搏波分析的临床价值［J］.现代医学仪器与应用，2002，14（4）：21-24.

［16］宋相和，王耘.脉搏波：沟通中医和西医的桥梁［J］.中西医结合学报，2008，6（9）：891-896.

［17］Schram MT，Henry RM，Van Dijk RA，et al.Increased central artery stiffness in impaired glucose metabolism and type 2 diabetes：the hoorn study［J］.Hypertension，2004，43：176-181.

［18］London GM， BlacherJ， PannierB， etal. Arterialwave reflections and survival in end-stage renal failure［J］.Hypertension，2001，38：434-438.

［19］Jun Sugawara， Hidehiko Komine， Koichiro Hayashi， et al.Relationship between augmentation index obtained from carotid and radial artery pressure waveforms［J］. Journal of Hypertension，2007，25（2）：375-381.

［20］Junichiro Hashimoto，Daisuke Watabe，Rieko Hatanaka，et al.Enhanced radial late systolic pressure augmentation in hypertensive patients with left ventricular hypertrophy［J］.Am J Hypertension，2006，19（1）：27-32.

［21］Junichiro Hashimoto，Wilmer W.Nicholsm，Michael F.O’Rourke，et al.Association between wasted pressure effort and left ventricular hypertrophy in hypertension：influence of arterial wave reflection［J］.American Journal of Hypertension，2008，21（3）：329-333.

△通讯作者：王忆勤（1962-），上海中医药大学教授，博士研究生导师，从事中医四诊客观化及证候规范化研究。Tel：021-52322447。