高血压病患者桡动脉搏动波谐波分析
作者：韩阳 黄元伟 孙坚
单位：韩阳(浙江大学医学院附属一院心研室，杭州 310003)；黄元伟(浙江大学医学院附属一院心研室，杭州 310003)；孙坚(浙江大学医学院附属一院心研室，杭州 310003)
关键词：高血压；动脉搏动波；频谱分析
心脏杂志000306摘 要：作者采用动脉脉波传输及频谱分析的测试系统，对120例高血压病患者左侧桡动脉、肱动脉及颈动脉搏动波的谐波进行测量，并与120例正常人作对比分析。发现高血压病患者的频谱模值随着频率的增加而逐渐下降，在低频段模值较低，高频段较高，极小值多数处在第7谐波处，模值间连线不够光滑，其能量比ER即(M1+M2)/(M9+M10)比正常人有显著降低。作者从血液脉动流理论的观点出发，讨论动脉搏动波频谱分析的生物物理学基础以及病理生理学的意义。认为动脉搏动波的谐波分析可能为研究临床血流动力学提供了一个新的手段。
, 百拇医药
中图分类号：R443；R544.1 文献标识码：A
文章编号：1005-3271(2000)03-0179-03
Spectral analysis of arterial pulse wave in patients with hypertension
HAN Yang,HUANG Yuan-wei,SUN Jian
(Cardiovascular Research Departmetn,First Affiliated Hospital,Medical College of Zhejiang University,Hangzhou 310003，Zhejiang,China)
Abstract： A microcomputer system for studying arterial pulse wave propagation and Fourier analysis was designed and applied to 120 patients with hypertention and 120 healthy persons. The method of analysis involved Fourier transformation of arterial pulse waves recorded from two externl pulsation transducers to obtain frequency spectra. Our study aimed at comparing the harmonic moduli in these two groups. The arterial pulse wave spectra were measured on the left radial,brachial and carotid arteries,and the relationshop was analysed among the changes of harmonic moduli. The results showed that in the hypertention group all the moduli of arterial pulse waves decreased successively with invreasing frequency,and there existed some minimun moduli on 7th harmonic and decreased ER[(M1+M2)/(M9+M10)]. It was also found in the same group that the moduli decreased in the range of low frequency and increased in the range of high frequency. This study detected the possible biophysical and pathophysiological mechanism of the arterial pulse wave spectra from the view-point of hemodynamics. We concluded that Fourier analysis of arterial pulse waves may provide a new clinical method of cardiovascular diagnosis.
, 百拇医药
Key words:hypertension;arterial pulse wave;Fourier analysis
血液从心脏流向外周血管时，压力波形发生了显著的改变，而这种改变对心血管系统性能的变化相当敏感。因而，人们思索，根据这种压力波形的变化能否对心血管疾病作出早期的、非创伤性的测量?为了达到这个目的，首先应从理论上分析各种心血管的特性与压力、流量波形变异之间的关系。为此，从50年代至今，已提出了多种理论，如弹性腔理论，脉动流理论等[1]，且对这些理论的研究已取得较大的进展。本文作者试图从另外一个角度即频谱分析法探讨心血管系统的特性与各谐波幅值之间的关系，目的仍然在于通过这种关系的分析找出心血管疾病早期的非创伤性的检查方法[2]。
1 对象与方法
1.1 对象 ①高血压组为杭州小营巷高血压普查证实的高血压患者，以及本院门诊、住院的高血压病患者共120例，其中男52例，女68例，平均年龄59.4±13.7岁。所有受试者均为Ⅰ，Ⅱ期患者，其中Ⅰ期患者为73例，Ⅱ期为47例。②对照组为小营巷普查对象中抽取及部分浙江大学师生，均经病史、体检、心电图及血脂、血糖检查为正常，部分作X线胸部检查，确认没有心血管疾病者。对照组按年龄划分标准[3]分青年、中年、老年共3个亚组，每组各40例共120例，其中男76例，女44例，平均年龄50.3±22.6岁。
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1.2 方法 ①受试者平卧于操作台上，肌肉放松，休息5 min，测量左臂血压，并把血压值连同身高(cm)、体重(kg)以及两只同步传感器距离(cm)值，一并输入测试主机。传感器根据不同的测试部位，制作了5种不同的脉搏波传感器的固定装置。可检测桡动脉、颈动脉、颞浅动脉、股动脉及足背动脉的搏动。考虑到多只传感器的灵敏度、频率响应等性能参数的一致性，以及多路微弱信号放大及数据存储等问题，本研究工作初期脉搏的同步记录选择在2点，即为两个导程。搏动波采样时间每次为6 s，采样频率1 kHz。每个导程1次数据采集不少于6000个，并通过A/D转换后储存于IBM-PC/XT主机[4]。但本文的数据是从单导程采集并加以分析的。②脉搏波传感器固定装置上都有一个气囊、气球、胶管和气门阀，组成了一个脉搏波传感器加压调节系统。脉搏波频谱分析的观察项目主要指各次谐波的矢量复值Mn，由于90%以上的能量集中在10 Hz以下的频段，且心血管系统的基频在2 Hz左右，故取到10次谐波，即可使其波形相当逼近原波形。对10次谐波的观察项目包括低频与高频的能量比(ER)，即(M1+M2)/(M9+M10)，低频段M1～4、高频段M7～10的幅频曲线变化斜率b和整个幅频特性图。③所有测得的数据用Foxbase建立数据库进行管理， 然后用标准的SPSS软件包进行统计。
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2 结果
2.1 高血压组与正常对照组之间桡动脉搏动波的谐波值变化情况 两组谐波值随各次谐波分量的展开，均呈递降性变化。高血压者在低频段Mn值略小于对照组，在高频段略高于对照组。从整个幅频曲线看，对照组的各次谐波幅值从低频到高频呈一条比较光滑的曲线，模值的最低点位于第5谐波处，即所谓波节(图1)。而高血压组整条幅频曲线不够光滑，高频段呈锯齿状，波节位于第7谐波处(图1)。
2.2 高血压组与对照组之间桡动脉波节分布频段比较情况 高血压组与对照组桡动脉搏动波幅频特性图上波节基本上分布在第4到第8次谐波上，而在第5到第7次谐波上分布的波节数占95%以上。高血压组波节主要分布在第7次谐波处，而对照组主要分布在第5次谐波处，两者波节在主要分布处所占的比例均在60%以上。120例高血压组波节分布在M7处有72例，占60%；分布在M6处有25例，占20.8%；分布在M5处19例，占15.8%。而120例正常组波节分布在M5处有79例，占65.8%；分布在M6处26例，占21.6%；分布在M7处12例，占10.0%。两组的波节在第5到第7次谐波之间的分布情况作比较，经卡方检验有显著差异(P<0.01)。
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图 1 左侧桡动脉搏动波频谱图
2.3 高血压组与对照组低频段M1，M2值，以及能量比(ER)的对比分析 低频段M1+M2均值与高频段M9+M10均值的能量比表示两者的能量耗损情况。实验结果提示高血压患者的主要谐波分量Mn值降低，能量耗损增大(表1)。正常人在不同年龄组之间，在左侧桡动脉、肱动脉及颈动脉处测得的ER值见表2。表中显示，不论从那一点测试，ER平均值随着年龄增长而减少，3个年龄组之间，除了桡动脉处青年组与老年组之间有差异外，其余无差异。
表1 高血压组与对照组M1M2及ER比较 (n=120) 组别
M1(mm Hg)
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M2(mm Hg)
ER
高血压组
38.68±9.60
13.51±6.93
12.36±6.27b
对照组
32.77±10.74
11.32±6.65
34.66±6.18
与对照组比较，bP<0.01。1 mm Hg=0.1333 kPa。 表2 正常人不同年龄组之间ER值的比较 (n=40) 组别
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桡动脉
肱动脉
颈动脉
青年组
37.46±6.23
36.41±6.87
38.28±6.76
中年组
35.57±7.45
34.79±7.14
35.21±7.02
老年组
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29.17±7.82a
32.83±6.95
33.19±7.40
与青年组比较，aP<0.05。2.4 高血压组与对照组桡动脉处低频段、高频段Mn值变化斜率b对比分析 对高频段与低频段Mn值曲线进行线性回归分析，其变化斜率b表示Mn值的变化率。实验结果表明，低频段M1～4变化率在高血压组比对照组要减小，见表3。高血压组的高频段M7～10与对照组相比为正值，且离散性较大，相关系数为0.4691。其余相关系数均在-0.9以上。正常人不同年龄组之间桡动脉处低频段Mn值、高频段Mn值变化斜率b的对比分析见表4。
表3 高血压组与对照组桡动脉处M1～4,M7～10幅频曲线回归分析 (n=120) 组别
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频段
a
b
Y=a+bX(mm Hg)
r
高血压组
M1～4
36.47
-8.92
Y=36.47-8.92X
-0.9002
对照组
, 百拇医药 M1～4
43.38
-11.17
Y=43.38-11.17X
-0.9001
高血压组
M7～10
1.78
0.22
Y=1.78+0.22X
0.4691
对照组
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M7～10
3.90
-0.93
Y=3.90-0.93X
-0.9266
表4 正常人不同年龄组模值变化斜率的比较
M1～4
M7～10
组别
b
r
b
, 百拇医药
r
青年组
-12.31
-0.9063
-0.89
-0.9313
中老组
-11.60
-0.9022
-0.93
-0.9276
老年组
-9.64
, 百拇医药
-0.8917
-0.98
-0.9192
3 讨论
3.1 动脉搏动波谐波分析的特点 动脉搏动波ΔP系一个随心搏周期活动所产生的简振动的复合波，因而可通过Fourier波段的展开，进行谐波分析，即把一个复杂的周期性振动(ΔP)分解为许多个简谐振动之和[5]。应用矢量M值进行谐波分析，其明显的特点是，可指出组合成动脉搏动波ΔP的各项谐波的时间和空间关系。从而有助于我们获得在单纯ΔP中不能取得的血液容积变化的脉动性质和血管张力周期性改变的有关信息。
从120例高血压病患者与120例正常对照组的左侧桡动脉搏动波谐波M1～10分析来看，高血压患者的低频段模值与正常人相比较低，而高频段模值较高，呈锯齿状，整条频谱连线也不够光滑。虽然两者之间的Mn矢量幅值、变化斜率b、能量比ER有各自变化特点，但总的变化趋势相似。即随着频率展开，M值逐渐变小，和动脉内压力频谱特点极其相似，且具备动脉输入阻抗的极大、极小值的变化特点[6]。
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3.2 动脉搏动波谐波分析方法和理论的生物物理学基础 动脉压力搏动波沿动脉管道内传播，其波形根据动脉特性会发生显著的改变，因而动脉树内任何一点测知的波形都包含着动脉系统生理上和病理上一些变化的信息。从生物物理学角度看，动脉树作为密闭的弹性管道，具有分枝多而系统复杂的特点。当每次心搏产生的主动脉压力造成周期性的脉搏行波时，在系统存在间断的地方如动脉树末梢端及分叉处，必将存在一定程度上的反射。其中动脉压力波速就必须由管壁弹性所决定，而且对脉搏波有意义的分量均以相同的速度传播。尽管压力脉冲传播时由于粘性阻力引起能量耗散使得脉冲振幅减小，但仍会在达到反射点一倍的时间回到原点。由于动脉树离心段具有反复分叉点的这种间断，会产生波的反射是毫无异议的[7]。然而，正因为有这种解剖上的特点就不可能造成相位差180°的全反射波形。鉴于动脉弹性、内膜斑块及管腔狭窄是影响压力波生理性反射的主要因素，因而通过分析搏动波的谐波分量来定性或定量诊断动脉硬化引起的心血管疾病就涉及到这些理论基础。
3.3 动脉压力搏动波谐波变化的病理生理学意义 升主动脉阻抗测量表现出动脉树的不对称T型反射系统，本文所测的动脉均处在T型反射系统的短臂中。从短臂获取的搏动信息，除直接反映短臂的特性之外，还包含着整个系统的综合信息[6]。也就是说在桡动脉处就以脉搏波在该处所呈现的形态(波的形态)、强度(波的振幅)、速率(波的速度)与节律(波的周期性)等方面来综合反映。在正常的动脉系统内，要保持一定的桡动脉搏动波频谱值就得以有恒定的生理性力学参数。实验告诉我们，不论在桡动脉、肱动脉或颈动脉搏动处测量，搏动波的频谱模值都是从低频到高频呈进行性下降。Fourier级数展开的结果就是高频处的幅值要比低频处小，这样组成的搏动波频谱能量显然在低频处为主。由于动脉内膜的变形、钙化等造成血管粘性及粘弹性阻力增高时，低频段能量耗损远比高频段为多。因此，引入(M1+M2)/(M9+M10)作为低、高频段能量比就能较好地反映血管内膜及血液流变学的情况。作者发现高血压病患者的能量比平均只有12.36±6.27，而正常人则为34.66±6.18，两者有极显著的差异。即便是正常人，青年人与老年人之间能量比也有差异。此外，低频段的斜率变化也能证明这一点，高血压病患者由于能量耗散大，M1～4的斜率则更大，作者对低频段斜率的观察结果基本与此一致。
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参考文献：
[1] Colean TG. Mathematical analysis of cardiovascular function[J]. IEEE Trans Bio Eng,1985,32(4):289.
[2] Lee CT,Wei LY. Spectrum analysis of human pulse[J]. IEEE Trans Bio Eng,1983,30(6):348.
[3] 黄元伟. 实用老年病学[M]. 杭州：浙江大学出版社，1993.
[4] 韩 阳，孙 坚，黄元伟. 人体动脉脉搏波传输检测系统的设计与应用[J]. 浙江医科大学学报，1992，21(4)：156.
[5] Omboni. Spectral and sequence analysis of finger blood pressure variability[J]. Hypertension,1993,22(1):26.
[6] Murgo JP. Aortic input impendance in normal man:relationship to pressure wave forms[J]. Circulation,1980,62(1):105.
[7] Mirsky I,Pulse velocities in initially stressed cyclindrical rubber tubes[J]. Bull Math Biophys,1968,30:299.
(收稿 1999-04-06 修回 1999-09-20), 百拇医药
单位：韩阳(浙江大学医学院附属一院心研室，杭州 310003)；黄元伟(浙江大学医学院附属一院心研室，杭州 310003)；孙坚(浙江大学医学院附属一院心研室，杭州 310003)
关键词：高血压；动脉搏动波；频谱分析
心脏杂志000306摘 要：作者采用动脉脉波传输及频谱分析的测试系统，对120例高血压病患者左侧桡动脉、肱动脉及颈动脉搏动波的谐波进行测量，并与120例正常人作对比分析。发现高血压病患者的频谱模值随着频率的增加而逐渐下降，在低频段模值较低，高频段较高，极小值多数处在第7谐波处，模值间连线不够光滑，其能量比ER即(M1+M2)/(M9+M10)比正常人有显著降低。作者从血液脉动流理论的观点出发，讨论动脉搏动波频谱分析的生物物理学基础以及病理生理学的意义。认为动脉搏动波的谐波分析可能为研究临床血流动力学提供了一个新的手段。
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中图分类号：R443；R544.1 文献标识码：A
文章编号：1005-3271(2000)03-0179-03
Spectral analysis of arterial pulse wave in patients with hypertension
HAN Yang,HUANG Yuan-wei,SUN Jian
(Cardiovascular Research Departmetn,First Affiliated Hospital,Medical College of Zhejiang University,Hangzhou 310003，Zhejiang,China)
Abstract： A microcomputer system for studying arterial pulse wave propagation and Fourier analysis was designed and applied to 120 patients with hypertention and 120 healthy persons. The method of analysis involved Fourier transformation of arterial pulse waves recorded from two externl pulsation transducers to obtain frequency spectra. Our study aimed at comparing the harmonic moduli in these two groups. The arterial pulse wave spectra were measured on the left radial,brachial and carotid arteries,and the relationshop was analysed among the changes of harmonic moduli. The results showed that in the hypertention group all the moduli of arterial pulse waves decreased successively with invreasing frequency,and there existed some minimun moduli on 7th harmonic and decreased ER[(M1+M2)/(M9+M10)]. It was also found in the same group that the moduli decreased in the range of low frequency and increased in the range of high frequency. This study detected the possible biophysical and pathophysiological mechanism of the arterial pulse wave spectra from the view-point of hemodynamics. We concluded that Fourier analysis of arterial pulse waves may provide a new clinical method of cardiovascular diagnosis.
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Key words:hypertension;arterial pulse wave;Fourier analysis
血液从心脏流向外周血管时，压力波形发生了显著的改变，而这种改变对心血管系统性能的变化相当敏感。因而，人们思索，根据这种压力波形的变化能否对心血管疾病作出早期的、非创伤性的测量?为了达到这个目的，首先应从理论上分析各种心血管的特性与压力、流量波形变异之间的关系。为此，从50年代至今，已提出了多种理论，如弹性腔理论，脉动流理论等[1]，且对这些理论的研究已取得较大的进展。本文作者试图从另外一个角度即频谱分析法探讨心血管系统的特性与各谐波幅值之间的关系，目的仍然在于通过这种关系的分析找出心血管疾病早期的非创伤性的检查方法[2]。
1 对象与方法
1.1 对象 ①高血压组为杭州小营巷高血压普查证实的高血压患者，以及本院门诊、住院的高血压病患者共120例，其中男52例，女68例，平均年龄59.4±13.7岁。所有受试者均为Ⅰ，Ⅱ期患者，其中Ⅰ期患者为73例，Ⅱ期为47例。②对照组为小营巷普查对象中抽取及部分浙江大学师生，均经病史、体检、心电图及血脂、血糖检查为正常，部分作X线胸部检查，确认没有心血管疾病者。对照组按年龄划分标准[3]分青年、中年、老年共3个亚组，每组各40例共120例，其中男76例，女44例，平均年龄50.3±22.6岁。
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1.2 方法 ①受试者平卧于操作台上，肌肉放松，休息5 min，测量左臂血压，并把血压值连同身高(cm)、体重(kg)以及两只同步传感器距离(cm)值，一并输入测试主机。传感器根据不同的测试部位，制作了5种不同的脉搏波传感器的固定装置。可检测桡动脉、颈动脉、颞浅动脉、股动脉及足背动脉的搏动。考虑到多只传感器的灵敏度、频率响应等性能参数的一致性，以及多路微弱信号放大及数据存储等问题，本研究工作初期脉搏的同步记录选择在2点，即为两个导程。搏动波采样时间每次为6 s，采样频率1 kHz。每个导程1次数据采集不少于6000个，并通过A/D转换后储存于IBM-PC/XT主机[4]。但本文的数据是从单导程采集并加以分析的。②脉搏波传感器固定装置上都有一个气囊、气球、胶管和气门阀，组成了一个脉搏波传感器加压调节系统。脉搏波频谱分析的观察项目主要指各次谐波的矢量复值Mn，由于90%以上的能量集中在10 Hz以下的频段，且心血管系统的基频在2 Hz左右，故取到10次谐波，即可使其波形相当逼近原波形。对10次谐波的观察项目包括低频与高频的能量比(ER)，即(M1+M2)/(M9+M10)，低频段M1～4、高频段M7～10的幅频曲线变化斜率b和整个幅频特性图。③所有测得的数据用Foxbase建立数据库进行管理， 然后用标准的SPSS软件包进行统计。
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2 结果
2.1 高血压组与正常对照组之间桡动脉搏动波的谐波值变化情况 两组谐波值随各次谐波分量的展开，均呈递降性变化。高血压者在低频段Mn值略小于对照组，在高频段略高于对照组。从整个幅频曲线看，对照组的各次谐波幅值从低频到高频呈一条比较光滑的曲线，模值的最低点位于第5谐波处，即所谓波节(图1)。而高血压组整条幅频曲线不够光滑，高频段呈锯齿状，波节位于第7谐波处(图1)。
2.2 高血压组与对照组之间桡动脉波节分布频段比较情况 高血压组与对照组桡动脉搏动波幅频特性图上波节基本上分布在第4到第8次谐波上，而在第5到第7次谐波上分布的波节数占95%以上。高血压组波节主要分布在第7次谐波处，而对照组主要分布在第5次谐波处，两者波节在主要分布处所占的比例均在60%以上。120例高血压组波节分布在M7处有72例，占60%；分布在M6处有25例，占20.8%；分布在M5处19例，占15.8%。而120例正常组波节分布在M5处有79例，占65.8%；分布在M6处26例，占21.6%；分布在M7处12例，占10.0%。两组的波节在第5到第7次谐波之间的分布情况作比较，经卡方检验有显著差异(P<0.01)。
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图 1 左侧桡动脉搏动波频谱图
2.3 高血压组与对照组低频段M1，M2值，以及能量比(ER)的对比分析 低频段M1+M2均值与高频段M9+M10均值的能量比表示两者的能量耗损情况。实验结果提示高血压患者的主要谐波分量Mn值降低，能量耗损增大(表1)。正常人在不同年龄组之间，在左侧桡动脉、肱动脉及颈动脉处测得的ER值见表2。表中显示，不论从那一点测试，ER平均值随着年龄增长而减少，3个年龄组之间，除了桡动脉处青年组与老年组之间有差异外，其余无差异。
表1 高血压组与对照组M1M2及ER比较 (n=120) 组别
M1(mm Hg)
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M2(mm Hg)
ER
高血压组
38.68±9.60
13.51±6.93
12.36±6.27b
对照组
32.77±10.74
11.32±6.65
34.66±6.18
与对照组比较，bP<0.01。1 mm Hg=0.1333 kPa。 表2 正常人不同年龄组之间ER值的比较 (n=40) 组别
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桡动脉
肱动脉
颈动脉
青年组
37.46±6.23
36.41±6.87
38.28±6.76
中年组
35.57±7.45
34.79±7.14
35.21±7.02
老年组
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29.17±7.82a
32.83±6.95
33.19±7.40
与青年组比较，aP<0.05。2.4 高血压组与对照组桡动脉处低频段、高频段Mn值变化斜率b对比分析 对高频段与低频段Mn值曲线进行线性回归分析，其变化斜率b表示Mn值的变化率。实验结果表明，低频段M1～4变化率在高血压组比对照组要减小，见表3。高血压组的高频段M7～10与对照组相比为正值，且离散性较大，相关系数为0.4691。其余相关系数均在-0.9以上。正常人不同年龄组之间桡动脉处低频段Mn值、高频段Mn值变化斜率b的对比分析见表4。
表3 高血压组与对照组桡动脉处M1～4,M7～10幅频曲线回归分析 (n=120) 组别
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频段
a
b
Y=a+bX(mm Hg)
r
高血压组
M1～4
36.47
-8.92
Y=36.47-8.92X
-0.9002
对照组
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43.38
-11.17
Y=43.38-11.17X
-0.9001
高血压组
M7～10
1.78
0.22
Y=1.78+0.22X
0.4691
对照组
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M7～10
3.90
-0.93
Y=3.90-0.93X
-0.9266
表4 正常人不同年龄组模值变化斜率的比较
M1～4
M7～10
组别
b
r
b
, 百拇医药
r
青年组
-12.31
-0.9063
-0.89
-0.9313
中老组
-11.60
-0.9022
-0.93
-0.9276
老年组
-9.64
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-0.8917
-0.98
-0.9192
3 讨论
3.1 动脉搏动波谐波分析的特点 动脉搏动波ΔP系一个随心搏周期活动所产生的简振动的复合波，因而可通过Fourier波段的展开，进行谐波分析，即把一个复杂的周期性振动(ΔP)分解为许多个简谐振动之和[5]。应用矢量M值进行谐波分析，其明显的特点是，可指出组合成动脉搏动波ΔP的各项谐波的时间和空间关系。从而有助于我们获得在单纯ΔP中不能取得的血液容积变化的脉动性质和血管张力周期性改变的有关信息。
从120例高血压病患者与120例正常对照组的左侧桡动脉搏动波谐波M1～10分析来看，高血压患者的低频段模值与正常人相比较低，而高频段模值较高，呈锯齿状，整条频谱连线也不够光滑。虽然两者之间的Mn矢量幅值、变化斜率b、能量比ER有各自变化特点，但总的变化趋势相似。即随着频率展开，M值逐渐变小，和动脉内压力频谱特点极其相似，且具备动脉输入阻抗的极大、极小值的变化特点[6]。
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3.2 动脉搏动波谐波分析方法和理论的生物物理学基础 动脉压力搏动波沿动脉管道内传播，其波形根据动脉特性会发生显著的改变，因而动脉树内任何一点测知的波形都包含着动脉系统生理上和病理上一些变化的信息。从生物物理学角度看，动脉树作为密闭的弹性管道，具有分枝多而系统复杂的特点。当每次心搏产生的主动脉压力造成周期性的脉搏行波时，在系统存在间断的地方如动脉树末梢端及分叉处，必将存在一定程度上的反射。其中动脉压力波速就必须由管壁弹性所决定，而且对脉搏波有意义的分量均以相同的速度传播。尽管压力脉冲传播时由于粘性阻力引起能量耗散使得脉冲振幅减小，但仍会在达到反射点一倍的时间回到原点。由于动脉树离心段具有反复分叉点的这种间断，会产生波的反射是毫无异议的[7]。然而，正因为有这种解剖上的特点就不可能造成相位差180°的全反射波形。鉴于动脉弹性、内膜斑块及管腔狭窄是影响压力波生理性反射的主要因素，因而通过分析搏动波的谐波分量来定性或定量诊断动脉硬化引起的心血管疾病就涉及到这些理论基础。
3.3 动脉压力搏动波谐波变化的病理生理学意义 升主动脉阻抗测量表现出动脉树的不对称T型反射系统，本文所测的动脉均处在T型反射系统的短臂中。从短臂获取的搏动信息，除直接反映短臂的特性之外，还包含着整个系统的综合信息[6]。也就是说在桡动脉处就以脉搏波在该处所呈现的形态(波的形态)、强度(波的振幅)、速率(波的速度)与节律(波的周期性)等方面来综合反映。在正常的动脉系统内，要保持一定的桡动脉搏动波频谱值就得以有恒定的生理性力学参数。实验告诉我们，不论在桡动脉、肱动脉或颈动脉搏动处测量，搏动波的频谱模值都是从低频到高频呈进行性下降。Fourier级数展开的结果就是高频处的幅值要比低频处小，这样组成的搏动波频谱能量显然在低频处为主。由于动脉内膜的变形、钙化等造成血管粘性及粘弹性阻力增高时，低频段能量耗损远比高频段为多。因此，引入(M1+M2)/(M9+M10)作为低、高频段能量比就能较好地反映血管内膜及血液流变学的情况。作者发现高血压病患者的能量比平均只有12.36±6.27，而正常人则为34.66±6.18，两者有极显著的差异。即便是正常人，青年人与老年人之间能量比也有差异。此外，低频段的斜率变化也能证明这一点，高血压病患者由于能量耗散大，M1～4的斜率则更大，作者对低频段斜率的观察结果基本与此一致。
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(收稿 1999-04-06 修回 1999-09-20), 百拇医药