动脉收缩压的高低反映什么（为什么平均动脉压比收缩压或舒张压更实用可靠）

图片：静默

作者：张钰 大连医科大学附属二院麻醉科

专家点评

彭勇刚 MD, Ph.D. FASE, FASA

Professor and Chief Cardiothoracic anesthesia University of Florida

最近仔细阅读了大连医科大学附属二院麻醉科张钰医生的科普文章“为什么平均动脉压比收缩压或舒张压更实用可靠”。使我印象深刻，受益非浅。

张钰医生通过对临床上观察到的一个普通现象，潜心专研查询文献，为我们清楚而且信服的展现了为什么平均动脉压比收缩或舒张压更可靠，更具有临床实用性。虽然大家都从未质疑过决定血压的三个因素：循环容量，心功能和外周血管阻力。

但是对于临床观察到一个普通现象是否有过疑惑？为什么不同部位所测到的收缩压和舒张压那么大相径同，而其平均压却如此相似。

张钰医生没有满足于似乎符合逻辑的解释。他从仔细阅读厂家的说明书，到认真分析血压 图谱，以及自己亲身应用photoshop的计算经历，花费了一年时间，有理有据，图文并茂的解答了他和我们大家的困惑。也是通过这样不懈的努力和追求，使得他对其他循环参数包括每搏量及每搏变异指数等等指标有了更加深刻的认识。

同时将器官灌注压和灌流量的理念联系在一起。随着科学技术的不断更新，每一位麻醉医生都会面临对危重患者麻醉管理的挑战。

对于新仪器设备的术中监测，不能仅局限于看看表面的数据或图像，更重要的是要结合术中临床血流动力学的瞬息变化，给予合理以及具有指导意义的解读。这样才能有效应用我们病理生理学的知识，有的放矢的对患者微循环实施调控，改善其体循环的稳定性。

张钰医生一丝不苟的科学态度，为我们树立一个良好的榜样，在平凡生活的每一天去追求自己一番不平凡的事业。

题记：虽然对动脉波形熟悉得不能再熟悉了，但当我亲自计算出MAP的那一刻，才有种恍然大悟的感觉。

一、同一个患者在不同部位测量的收缩压和舒张压差异很大，但为何MAP会如此相似？

从无创血压（NIBP）的测量到有创动脉血压（ABP）的监测，麻醉医生对血压的测量和监测都是再熟悉不过了。

血压作为一种定量信息，给我们至少提供了4个数据：收缩压（SBP），舒张压（DBP），平均压（MAP）和脉压差（PP），然而如果问一个麻醉医生：您认为手术中的血压高到什么程度，或者血压低到什么程度的时候您需要开始干预？

这时候一个很有意思的现象出现了：大多数麻醉医生自觉不自觉地都使用收缩压来作为自己的判断标准，比如收缩压到180的时候，我要开始降压了，或者收缩压低到80的时候我就要提提血压了。

因为在潜意识里他们可能认为收缩压等同于提供器官灌注的压力。相反，更多的文献报道恰恰是长时间患者平均动脉压低于55-60 mmHg与其术后重要脏器的并发症息息相关。

但有意思的是，任何书本上都从来不说收缩压的高低，而是用MAP的高低作为标准。当我还是学生的时候，我想当然地以为可能是用MAP表示比较方便，因为如果要写收缩压的话肯定还要写舒张压，写一个数当然比写两个数要方便。

所以在很长的一段时间里，我对收缩压都有种迷之自信，特别每次给小同学解释为什么足背动脉的收缩压要高于桡动脉的时候，我都会说：MAP = 1/3 SBP 2/3 DBP，MAP = CO x SVR，足背动脉距离心脏远，SVR大，所以足背动脉的SBP和MAP都要高于桡动脉。

乍一听起来貌似合乎逻辑，但是从生理学角度来看，无论测量点在哪里（比如桡动脉，股动脉，肱动脉或颈动脉）MAP都应该是相似的。

当我们同时监测上下肢血压的时候，往往会发现这样的现象，如下图所示，在某一时刻，上下肢血压不同的情况下MAP居然非常相近了，这无论如何用MAP = 1/3 SBP 2/3 DBP这个公式都是计算不通的：

图-1 上下肢血压不同的情况下MAP居然相等了

二、收缩压准确吗？先有SBP还是先有MAP？

很多麻醉医生在做有创监测时都经常遇到这样的情况，不同的SBP和DBP，但MAP是一样的，难道是监护仪的测量问题吗？我就把图1拿去问飞利浦的工程师，但工程师认为这只是偶然现象。

那么真相究竟是怎样的呢？这首先得讨论一下MAP是怎么计算出来的呢？于是我上网搜索了一下飞利浦有创监测模块的说明书，意外地发现了一句话，翻译成中文就是：监测开始后，监测仪首先计算单位时间内的平均压力，然后再计算收缩压和舒张压。单位时间是从舒张期结束到下一次舒张期结束。监护仪每秒更新一次结果并抑制伪像。

图-2 飞利浦的有创监测说明书

看到这句话，有些同学可能要惊呆了，这意味着大多数人以为MAP是根据SBP和DBP推导出来的，但实际上，在有创监测时，MAP是监护仪直接测量出来的数值，反而SBP和DBP是间接测量的，根据高频率采样的波形拟合和滤波，根据算法（各厂家的专利）推导出来的SBP和DBP。

再看看教科书上其实也是说明的，MAP =（ SBP 2 x DBP ）/ 3这个公式只适用于NIBP的情况下估算MAP。

所以这个公式显然是不能用在有创血压的监测上面。那么有同学可能还会问：为什么NIBP不等于ABP呢？在飞利浦的这个技术小册子里也是明确给出了答案：因为NIBP探测的是血流，而ABP测量的是压力，故NIBP和ABP没有直接的联系。

三、根据动脉波形计算MAP

那么监护仪只给出了模拟波形和具体数值，也无法导出测量数据，那我们如何知道有创监测模块是如何计算的MAP呢？

这倒不难，因为书上写了：MAP是通过测量血压曲线下的面积并除以心动周期得到的。结合上面飞利浦提到的信息，这个心动周期在计算上就是指从舒张期结束到下一次舒张期结束。

图-3 血压曲线

于是我们可以动手做一个小实验来验证一下监护仪的MAP是不是这样计算出来。首先我拍了一张监护的照片，如下图所示，这张照片上同时有上下肢的血压，而且心率不快，上下两个动脉波形的刻度都是150mmHg，方便计算。

大体思路是在电脑上先把模拟波形转化为数值，然后计算曲线下面积，再除以单位时间，看看是不是和监护仪给出的数值相等。

图-4 本次实验用来计算的监护仪照片

1）测量单位长度

首先我们用photoshop来测量一下单位时间的在照片上长度，这个很容易，打开photoshop的里测量标尺，就能获得数据，当前照片心率为80，一屏上有12个波形，可知监护仪每扫描一屏需要9秒，那么一个心动周期就是9/12 =0.75秒。一个心动周期在photoshop里测量的长度为62 mm。如下图所示。（注：不同的照片测量数据肯定是不一样的，但最后AUC/dt的值肯定是一致的）

图-5 在photoshop里测量心动周期的长度

2）数模转换

然后要用到一个叫Engauge Digitizer的软件来数模转化，下面就直接上图吧，一看就明白了：

图-6 使用Engauge Digitizer数模转换

图-7 先建立坐标系，然后添加标记点

图-8 导出CSV数据文件即可

3）计算曲线下面积（AUC），大功告成

接下来把数据导入到GraphPad Prism里面，然后鼠标点两下就计算出了曲线下面积，除以心动周期的长度，就得到了结果，如下图所示，和监护仪的结果非常接近，考虑到测量误差，误差在2%以内是可以接受的：

图-9 使用Graphpad Prism计算AUC

四、动脉波形的衍生意义

在了解了如何计算MAP以及MAP和SBP的区别之后，我们应该明白MAP其实更加实用可靠，因为是计算曲线下面积，所以受各种因素的影响更小。事实上，因为中心动脉SBP往往低于外周动脉，股动脉穿刺后测得的SBP通常也是低于桡动脉的，但MAP基本不受影响，。

临床上有些患者锁骨下动脉有斑块或狭窄的话，对应远端的桡动脉SBP也会受极大影响，但MAP受的影响则小的多。在心脏手术时有时候开胸器撑开时压迫了头臂干或其他近心端动脉，远端桡动脉SBP也是偏低的，这时MAP就更加具有参考意义了。而且SBP受血管弹性影响更大，远端动脉弹性减弱，信号衰减，种种因素都影响了SBP的准确性。

虽然之前有很多老师解读过动脉波形的意义，但是通过动手计算后，我们对动脉波形的意义和整套系统的优缺点认识是更加深刻的。

首先，在有创监测系统中，除了动脉置管的位置和通畅性以外，该系统是靠液体来传递压力，也可以说是一个液压系统。所以如果液压系统里存在气泡，或是管壁过软的话，势必会影响压力波形的传递，对SBP和DBP的计算造成影响，但我们知道，MAP反正是受影响最小的。

另外，如果要从动脉波形中进一步解读循环参数的话，那么信号采样率就是一个关键因素了。飞利浦的ABP模块采样率在100-200 Hz之间（实测是125 Hz），也就是每秒采集125个信号点，然后抛弃异常信号（滤波），拟合出一条平滑的模拟曲线并计算SBP和DBP来。

说到这里，有同学肯定会想可不可以测定单位时间的变异率呢？其实飞利浦十多年就开发出这个功能来了，即脉搏变异率（PPV），原理就是用最大的脉压（SBP-DBP）减去最小的脉压的差值除以两者的平均值。

这个想法非常好，可以说是Flowtrac的SVV前身，但为何没有广泛使用呢？因为PPV有一些限制，比如只能在全麻的患者上测量（也就是患者需要镇静和机械通气），而十多年前那时候全麻还远不如现在这么普及。

另外PPV的测量周期是32秒，也就是采集32秒 x 125Hz = 4000个数据点，为了保证测量准确，要求机械通气频率不能大于8次/min，VT不大于8 ml/Kg，没有右心衰的患者，另外PPV只在成年人上验证过有效性，所以现在看来这个PPV的算法是比较落后的了。

感兴趣的朋友可以尝试一下，在飞利浦MP70以上型号的监护仪上可以打开这个功能。

图-10 飞利浦MP70以上型号的监护仪可以打开PPV功能

爱德华的Flowtrac采样频率其实才只有100Hz，利用20秒内采集2000个数据点来计算出每搏量（SV）再推导出CO和SVV，这几年SVV很热门，大家应该都很熟悉了。还有一家叫MostCare的公司，他家的监护仪采样频率达到了1000Hz，也就是每秒1000次，这样以来，动脉波形就变得极具生理意义了。

Mostcare的方法叫做PRAM（Pressure Recording Analytical Method），依靠1000Hz的采样频率，完全不用事先校准，也不需要像Flowtrac那样基于统计学的估测，理论上只要二尖瓣没有问题的话，MostCare就能在动脉波形上确定重搏切迹，然后计算曲线下面积除以时间就是每搏量（SV），不管是房颤，IABP，或主动脉瓣关闭不全，影响都不大，能够hold得住各种动脉波形。

图-11 MostCare的PRAM计算SV的示意图

这样一来，MostCare应该是目前对动脉波形分析最彻底的一款监护仪，通过动脉波形除了计算SBP，DBP，ABP，PP之外，还可以计算出SV，CO，SVR，DO2等参数，更厉害的是还能测量dP/dt从而评估心肌收缩力。

那么关于整个循环系统的评估包括心率脉率（PR），前负荷（SVV和PPV），心肌收缩力（dP/dt）以及后负荷（SVR，MAP）都得到了全面评估。

图-12 MostCare能够提供BP, SV, PPV, SVV, CO, dP/dt, CCE, CPO等参数

《功夫》里火云邪神说过：天下武功，无坚不摧，唯快不破。MostCare的1000Hz采样率完美的诠释了这句话。对MostCare有兴趣的同志可自行搜索，pubmed上已经有很多相关文献了。

最后，感谢各位看完这篇相似无聊但我认为还有点意思的文章，从发现问题到想出办法测量MAP花了快一年的时间，写这篇文章反倒是只用了半天时间，虽然似乎意义平淡，但或许这就是钻研的乐趣所在。为我们临床所观察的普通现象，提供了可靠的理论依据。

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