Ciśnienie tętnicze centralne

Spis treści

Dlaczego warto mierzyć ciśnienie centralne?

Jaka jest różnica pomiędzy ciśnieniem tętniczym obwodowym i centralnym?

Pierwszy aparat do pomiaru ciśnienia tętniczego skonstruował Riva-Rocci w 1896 roku, aparat składał się z mankietu ramiennego połączonego z miernikiem rtęciowym. Pełne zastosowanie aparatu stało się możliwe dzięki opisaniu przez Mikołaja Korotkowa w 1905 roku tzw. tonów Korotkowa(I-V). Wcześniej pomiar ciśnienia tętniczego możliwy był tylko metodą inwazyjna za pomocą kaniuli włożonej do tętnicy i połączonej ze szklaną rurką z podziałką. Obecnie nadal dokonujemy pomiarów ciśnienia tętniczego metodą osłuchową(Korotkowa)lub oscylometryczną(zmiany objętości mankietu pod wpływem pulsowania tętnicy ramiennej). Pomiarów dokonujemy na ramieniu(polecane) lub na nadgarstku(mniej polecane i obarczone dużym błędem) Uzyskujemy w ten sposób wartości ciśnienia obwodowego, które w zależności od przebiegu(kręty przebieg, zagięcia, skrzyżowania oraz kąty odejść innych naczyń) i właściwości ścian(elastyczność, sztywność, podatność )tętnicy podobojczykowej, pachowej i ramiennej mogą znacznie różnić się od ciśnienia centralnego(wartość ciśnienia rejestrowana w początkowym odcinku aorty wstępującej).

Dziedzina medycyny zajmująca się nadciśnieniem tętniczym to hipertensjologia, a lekarz specjalista od nadciśnienia to hipertensjolog.

Jaki jest mechanizm powstawania różnicy między wartościami ciśnienia centralnego i obwodowego?

Fala tętna (czyli fala ciśnienia) jest sumą fali pierwotnej (powstającej w wyniku wyrzutu krwi z lewej komory do aorty) biegnącej od serca w kierunku małych naczyń oraz przemieszczającej się w przeciwnym kierunku fali odbitej od rozgałęzień tętnic i tętniczek oporowych (przesuwająca się fala ciśnienia odbija się od rozgałęzień tętnic i tętniczek oporowych podobnie jak fala dźwiękowa odbija się od zboczy górskich, tworząc zjawisko zwane echem). Wspomniana różnica pomiędzy wartościami ciśnienia mierzonego na różnych poziomach układu tętniczego oraz kształt fali tętna w poszczególnych odcinkach układu tętniczego zależy od amplitudy i kształtu fali pierwotnej, podatności ścian naczyń oraz od stopnia przesunięcia względem siebie faz opisanych wyżej fal. Szybkie zmniejszanie się podatności ścian tętnic przy wzroście ciśnienia wewnątrznaczyniowego pociąga za sobą proporcjonalne zwiększenie szybkości przesuwania się fali tętna, a ponieważ na szczycie fali tętna ciśnienie jest najwyższe, dochodzi nie tylko do zmiany kształtu fali pierwotnej (bardziej strome nachylenie ramienia anakrotycznego), ale przede wszystkim dochodzi do zwiększania amplitudy fali pierwotnej w miarę oddalania się od serca. Wynikiem opisanego mechanizmu jest znacząca różnica między wartościami ciśnienia tętniczego w aorcie wstępującej(centralne) a ciśnieniem mierzonym na ramieniu(obwodowe). I tak ciśnienie skurczowe oraz ciśnienie tętna w tętnicy ramieniowej są wyższe niż w aorcie wstępującej, ciśnienie rozkurczowe jest nieznacznie niższe natomiast średnie ciśnienie krwi nie różni się istotnie. Ponadto, u zdrowych, młodych osób w aorcie wstępującej fala odbita od tętniczek oporowych i rozgałęzień tętnic nakłada się na falę pierwotną przede wszystkim w czasie rozkurczu, zwiększając wartość ciśnienia rozkurczowego w aorcie wstępującej.

Różnica między wartością ciśnienia skurczowego i ciśnienia tętna w aorcie wstępującej, a ich wartościami w tętnicach kończyny górnej u osób młodych z elastycznymi ścianami aorty może sięgać nawet od kilkunastu do ponad dwudziestu milimetrów słupa rtęci, zatem pomimo prawidłowego ciśnienia obwodowego ciśnienie centralne może być wysokie(szczególnie rozkurczowe). U osób ze zwiększoną sztywnością ścian dużych tętnic dochodzi do przyspieszenia przesuwania się fali ciśnienia, co prowadzi do jej powrotu do aorty wstępującej jeszcze w fazie skurczu, co z kolei jest powodem zwiększenia ciśnienia skurczowego i ciśnienia tętna w aorcie wstępującej. W tej grupie osób różnica wartości ciśnienia skurczowego między aortą wstępującą, a tętnicami obwodowymi jest mniejsza. Wykazano, że wielkość różnicy między obwodowym i centralnym ciśnieniem tętniczym zależy między innymi od wieku, płci, częstości rytmu serca, obecności chorób układu krążenia, cukrzycy, niewydolności nerek, stosowanych leków, a także stanu hemodynamicznego układu krążenia. Ponadto należy uwzględnić możliwość błędu związanego z pomiarem ciśnienia na tętnicy ramieniowej. Wielość czynników wpływających na wspomnianą różnicę powoduje, że lekarz w gabinecie nie może dokładnie oszacować wartości ciśnienia centralnego na podstawie zmierzonego na kończynie górnej ciśnienia obwodowego oraz na podstawie cech klinicznych i demograficznych pacjenta. Wiemy jednak, że różnica ta maleje z wiekiem, jest większa u osób wysokich i mniejsza u osób z chorobami prowadzącymi do upośledzenia podatności ścian dużych tętnic. Reasumując, przy takim samym ciśnieniu w tętnicach kończyny górnej osoby starsze, niskie oraz z upośledzoną podatnością ścian dużych tętnic mają wyższe ciśnienie w aorcie wstępującej niż osoby młode, wysokie oraz osoby z podatnymi ścianami dużych tętnic.

Jak mierzyć centralne ciśnienie tętnicze?

Współczesna technologia medyczna pozwała na dokonywanie nieinwazyjnych pomiarów ciśnienia tętniczego centralnego w oparciu o metodę oscylometryczną/osłuchową(poprzez zastosowanie specjalnych algorytmów)lub ocenę prędkości i kształtu fali tętna(tonometria aplacyjna). Są to metody nieinwazyjne, bezbolesne oraz dobrze skorelowane z wynikami uzyskiwanymi w pomiarach inwazyjnych.

Tonometria aplanacyjna jest to nieinwazyjnym badaniem, podczas którego rejestruje się krzywą fali ciśnienia tętniczego, najczęściej na tętnicy szyjnej lub tętnicy promieniowej. Wcześniej należy metodą tradycyjną zmierzyć ciśnienie na tętnicy ramieniowej. W ten sposób dzięki niewielkiej różnicy między wartościami średniego ciśnienia tętniczego w różnych częściach układu tętniczego można skalibrować krzywą ciśnienia zarejestrowaną na tętnicy szyjnej lub promieniowej(funkcja transferowa). U podstaw rejestracji krzywej ciśnienia na tętnicy szyjnej leży założenie, że różnica wartości ciśnień w aorcie wstępującej oraz w tętnicy szyjnej jest na tyle mała, że można ją pominąć. Istotnym ograniczeniem tej metody są zdarzające się czasem trudności z ustabilizowaniem czujnika tonometru. Ponadto badanie musi być przeprowadzone w niewygodnej pozycji – na leżąco, z głową odchyloną do tyłu. Należy pamiętać, że drażnienie baroreceptorów w ścianie tętnicy szyjnej może doprowadzić do pobudzenia układu parasympatycznego, a co za tym idzie, do zmiany parametrów ciśnienia i fałszywych wyników. Wreszcie u niektórych pacjentów nie można wykonać badania z powodu złej tolerancji ucisku tętnicy szyjnej. Rejestracja krzywej ciśnienia na tętnicy promieniowej jest łatwiejsza technicznie. Po kalibracji ciśnieniem zmierzonym na tętnicy ramieniowej, przy założeniu równości skurczowego i rozkurczowego ciśnienia w tętnicy ramieniowej i promieniowej oraz przy założeniu równości ciśnienia średniego w tętnicy promieniowej i ramieniowej oraz w aorcie wstępującej, stosując matematyczną funkcję przejścia (matematyczna funkcja przekształcająca krzywą ciśnienia rejestrowaną na tętnicy promieniowej na krzywą ciśnienia w aorcie wstępującej) obliczane są wartości ciśnienia centralnego.

Do rejestracji krzywej fali tętna na tętnicy ramieniowej można zastosować metodę oscylometryczną (stosując specjalnie zaprojektowane urządzenie), a uzyskaną krzywą przekształcić przy pomocy matematycznej funkcji przejścia w krzywą ciśnienia centralnego. Krzywa jest kalibrowana ciśnieniem mierzonym w miejscu rejestracji krzywej fali tętna. Dzięki temu unika się błędu związanego z różnicą między wartościami ciśnienia w tętnicy ramieniowej i promieniowej.

Najnowszą metodą nieinwazyjnego pomiaru ciśnienia centralnego, również opartą o tonometrię aplanacyjną, jest metoda n-punktowej średniej kroczącej (ang. n-point moving average). Metoda ta pozbawiona jest wad związanych z zastosowaniem matematycznej funkcji przejścia, wymaga jednak kalibracji ciśnieniem zmierzonym metodą tradycyjną. Istotną zaletą tej metody może być możliwość oceny 24-godzinnego profilu centralnego ciśnienia skurczowego.

Znaczenie kliniczne centralnego ciśnienia tętniczego

W praktyce klinicznej przyzwyczajeni jesteśmy do pomiaru ciśnienia tętniczego na tętnicy ramieniowej. Wynika to z dwóch powodów: po pierwsze, do niedawna nie było możliwości nieinwazyjnego pomiaru ciśnienia centralnego, a po drugie, zakładano, że różnica między wartościami obwodowego i centralnego ciśnienia nie ma istotnego znaczenia klinicznego. Jednak ostatnie doniesienia naukowe wskazują, że to założenie było błędne. W rzeczywistości to właśnie ciśnienie centralne bezpośrednio odpowiada za obciążenie lewej komory, determinuje ukrwienie serca i mózgu, a także działa na ściany tętnic wieńcowych i szyjnych, będąc jedną z najważniejszych przyczyn powstawania miażdżycy o takiej lokalizacji. Powstawanie tętniaków aorty również należy wiązać bezpośrednio z wartością ciśnienia centralnego, a tylko pośrednio z wartością ciśnienia tętniczego w tętnicach kończyny górnej. Pomiary ciśnienia centralnego pozwalają także wytłumaczyć różnice skuteczności leków w obniżaniu ryzyka sercowo-naczyniowego przy ich podobnej sile obniżania obwodowego ciśnienia tętniczego.

Fala tętna jest złożeniem dwóch składowych: fali tętna wytwarzanej przez serce i fali odbitej, która nakłada się na nią i ją wzmacnia. Różnica między ciśnieniem wytwarzanym przez serce a rzeczywistym ciśnieniem panującym w aorcie to tak zwane ciśnienie wzmocnienia. Współczynnik wzmocnienia(AI) jest liczony jako iloraz ciśnienia wzmocnienia do wartości ciśnienia tętna panującego w aorcie. Jak nie trudno zauważyć, AI jest niezależny od wysokości ciśnienia tętniczego. W badaniach klinicznych wykazano, że wzrost AI koreluje z powiększeniem lewego przedsionka, przerostem lewej komory oraz występowaniem. migotania przedsionków. Podwyższenie współczynnika AI oraz prędkości fali tętna występuje w dysfunkcji rozkurczowej i rozkurczowej niewydolności serca.Dowiedziono, że AI jest istotnie niższy u kobiet w ciąży. Wykazano w ten sposób, że ciąża jest związana z redukcją centralnego ciśnienia tętniczego oraz wysokości fali zwrotnej.

Punktem wyjścia dla rozważań nad optymalizacją pomiarów ciśnienia tętniczego jest badanie Conduit Artery Function Evaluation (CAFE), będące fragmentem większego badania Anglo-Scandinavian Cardiac Outcomes Trial (ASCOT), którego celem była prospektywna ocena skuteczności leków hipotensyjnych „starszej” i „nowszej” generacji. W badaniu CAFE potwierdzono hipotezę, że leki hipotensyjne mają różny wpływ na ciśnienie centralne (ciśnienie w aorcie), mimo podobnego obniżania ciśnienia tętniczego w tętnicy ramiennej. Oceniano również wpływ podwyższonego ciśnienia centralnego na częstość powikłań sercowo-naczyniowych. Do badania zakwalifikowano ponad 2000 mężczyzn obciążonych nadciśnieniem tętniczym, nieleczonych do czasu rozpoczęcia badania. Pierwszej grupie pacjentów podawano atenolol oraz diuretyk tiazydowy, natomiast drugiej amlodipinę ±perindopril. Ostatecznie w badaniu potwierdzono hipotezę wyjściową. Okazało się, że leki hipotensyjne „starszej” i „nowszej” generacji w podobny sposób obniżają ciśnienie mierzone na tętnicy ramiennej, ale w różnym stopniu obniżają ciśnienie centralne. W grupie pacjentów leczonych amlodipiną z perindoprilem ciśnienie centralne było znacząco niższe niż u pacjentów leczonych atenololem z diuretykiem tiazydowym. Stwierdzenie podwyższonej powyżej 12 m/s prędkości fali tętna uznawane jest za wykładnik subklinicznego uszkodzenia narządowego.

Należy zdawać sobie sprawę z faktu, że występowanie powikłań takich jak zawał serca czy udar mózgu wykazuje większą korelację z ciśnieniem centralnym niż obwodowym.

Piśmiennictwo:

Centralne ciśnienie tętnicze. Obecny stan wiedzy, Nadciśnienie tętnicze rok 2013, tom 17, nr 6
Centralne ciśnienie tętnicze — tonometria aplanacyjna, Forum Medycyny Rodzinnej 2010, tom 4, nr 2, 141–148

2017 Guideline for the Prevention, Detection, Evaluation, and Management of High Blood Pressure in Adults, A report of the American College of Cardiology/American Heart Association Task Force on Clinical Practice Guidelines
Centralne ciśnienie tętnicze – nowoczesny pomiar ciśnienia wydłużający życie,Inżynier i Fizyk Medyczny, 2018, Vol. 7, nr 6, 417–420.

Dziedzina medycyny zajmująca się nadciśnieniem tętniczym to hipertensjologia, a lekarz specjalista od nadciśnienia to hipertensjolog.