Ciśnienie tętnicze i kształt fali tętna istotnie się różnią w poszczególnych odcinkach drzewa tętniczego (1-5). 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 (6). U większości osób jest ona jednak nieco mniejsza i jak wykazał Safar i wsp. u osób leczonych z powodu nadciśnienia tętniczego wynosi przeciętnie 6-11 mmHg (7). Ciśnienie rozkurczowe w tętnicach obwodowych jest nieznacznie niższe niż ciśnienie rozkurczowe w aorcie wstępującej, natomiast średnie ciśnienie tętnicze prawie się nie różni. Ciśnienie tętnicze zmienia się znacznie również w aorcie w miarę oddalania się od serca (8).

Jak przedstawiono na rycinie 1 fala tętna (czyli fala ciśnienia) to suma 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 a ciśnieniem mierzonym na ramieniu. 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. Na rycinie 2 przedstawiono krzywe ciśnienia zarejestrowane metodą bezpośrednią w aorcie wstępującej oraz w tętnicy obwodowej.

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 (9). 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 (9). 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.

Ciśnienie centralne może być mierzone przy pomocy technik inwazyjnych oraz nieinwazyjnych. Pomiar inwazyjny, jako metoda bezpośrednia, jest najdokładniejszy pod warunkiem zachowania odpowiednich procedur oraz użycia czujników o odpowiedniej czułości. W praktyce klinicznej monitorowanie ciśnienia tętniczego w czasie wykonywania procedur inwazyjnych przeprowadza się najczęściej przy pomocy systemu wypełnionego płynem. Dokładność tej metody jest zazwyczaj wystarczająca pod warunkiem zapewnienia odpowiednich własności dynamicznych systemu. Warto pamiętać, że w Polsce rocznie wykonuje się sto kilkadziesiąt tysięcy wewnątrznaczyniowych procedur inwazyjnych, najczęściej u pacjentów wysokiego ryzyka sercowo-naczyniowego, którzy mogliby odnieść szczególnie dużą korzyść z uwzględnienia ciśnienia centralnego w ocenie rokowania. Niestety, rzadko wykorzystuje się możliwość szybkiego, taniego i bezpiecznego pomiaru ciśnienia centralnego u pacjentów poddawanych wewnątrznaczyniowym procedurom inwazyjnym.

Nieinwazyjna ocena ciśnienia centralnego opiera się na zasadach tonometrii aplanacyjnej. Jest to nieinwazyjne badanie, 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.

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 (należy jednak pamiętać, że różnica między wartościami ciśnienia skurczowego w aorcie wstępującej i w tętnicy szyjnej wynosi przeciętnie 1,5-2 mmHg) (10). Dzięki temu bezpośrednio po kalibracji krzywej ciśnienia wartościami ciśnienia zmierzonego na tętnicy ramieniowej otrzymujemy wartość ciśnienia centralnego. 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 hemodynamicznych 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. Wskazuje się, że różnica między wartościami skurczowego ciśnienia w tętnicach ramieniowej i promieniowej może prowadzić do istotnego zafałszowania wyników pomiarów ciśnienia centralnego. Podkreśla się również, że przekształcanie fali tętna przy pomocy matematycznej funkcji przejścia może być w niektórych przypadkach przyczyną istotnych błędów.

Niedawno naukowcy austriaccy zmodyfikowali powyższą metodę (11). Do rejestracji krzywej fali tętna na tętnicy ramieniowej zastosowali metodę oscylometryczną (stosując specjalnie zaprojektowane urządzenie), a uzyskaną krzywą przekształcają 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. Metoda ta ma pozwalać na uzyskanie wartości prawie identycznych z uzyskanymi przy użyciu urządzenia SphygmoCor wartościami centralnego ciśnienia skurczowego przy mniejszej czasochłonności (11).