我們都知道，血壓是指血液在動脈中的壓力，它是反映心血管系統(tǒng)健康狀況的重要指標(biāo)，血壓過高或過低都可能導(dǎo)致嚴(yán)重的健康問題。因此，定期測量血壓是非常必要的，它可以幫助我們及時發(fā)現(xiàn)和預(yù)防這些疾病。

那么，我們是如何測量血壓的呢？最常用的方法是用一個氣囊包裹在手臂上，然后用一個聽診器放在氣囊下方的動脈上，聽聽里面有沒有聲音。這種方法叫做聽診法，它是由一個俄國醫(yī)生科羅托科夫在1905年發(fā)明的。

他發(fā)現(xiàn)，當(dāng)氣囊的壓力高于收縮壓時，動脈被完全壓閉血流停止，聽診器里沒有聲音；當(dāng)氣囊的壓力降低到收縮壓時，動脈開始重新開放血流恢復(fù)，聽診器里出現(xiàn)了一種敲擊聲，這就是第一階段的科羅托科夫聲音；當(dāng)氣囊的壓力繼續(xù)降低到舒張壓時，動脈完全開放血流平穩(wěn)，聽診器里的聲音消失，這就是第五階段的科羅托科夫聲音。通過記錄這兩個壓力值，我們就可以得到血壓的讀數(shù)。

這種方法看起來很簡單，但是它有一個很大的問題，那就是我們并不清楚科羅托科夫聲音是怎么產(chǎn)生的。這些聲音是從動脈里發(fā)出來的嗎？還是從周圍的組織里發(fā)出來的？它們是由什么物理現(xiàn)象引起的？這些問題在過去的一個多世紀(jì)里一直沒有得到確切的答案，這也導(dǎo)致了血壓測量的一些局限性，比如測量的準(zhǔn)確性、重復(fù)性、可靠性等。來源: www.ws46.com

為了解決這個問題，一些法國的物理學(xué)家和醫(yī)學(xué)家合作進(jìn)行了一項創(chuàng)新的實驗，他們用一種叫做超快超聲的技術(shù)，可以以每秒數(shù)千張的速度拍攝動脈的圖像，同時也記錄了聽診器里的聲音。

首先，他們用一個氣囊包裹在一個志愿者的手臂上，然后用一個超聲探頭放在氣囊下方的動脈上，同時用一個聽診器放在探頭的旁邊。他們開始給氣囊充氣，直到壓力高于收縮壓，然后逐漸放氣，直到壓力低于舒張壓。在這個過程中，他們用超聲探頭拍攝了動脈的圖像，用聽診器記錄了聲音。他們把這些數(shù)據(jù)同步起來，就可以看到動脈的形變和聲音的變化之間的關(guān)系。

他們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)氣囊的壓力高于收縮壓時，動脈被完全壓閉，血流停止，聽診器里沒有聲音，這是符合我們的預(yù)期的。但是，當(dāng)氣囊的壓力降低到收縮壓時，動脈開始重新開放，血流恢復(fù)，聽診器里出現(xiàn)了敲擊聲，這時候，他們觀察到了一些非常奇特的現(xiàn)象。

他們發(fā)現(xiàn)，動脈的形變并不是平滑的，而是呈現(xiàn)出一種鋸齒狀的波動，就像一個彈簧一樣。這種波動的頻率和振幅隨著氣囊的壓力的變化而變化，而且和聽診器里的聲音的頻率和振幅非常吻合。這說明，科羅托科夫聲音的產(chǎn)生和動脈的彈性波動有密切的關(guān)系。

那么，動脈的彈性波動是怎么產(chǎn)生的呢？他們提出了一個物理模型，來解釋這個現(xiàn)象。他們認(rèn)為，當(dāng)氣囊的壓力降低到收縮壓時，動脈開始重新開放，但是由于動脈的彈性和粘性，它不能立即恢復(fù)到原來的形狀，而是會有一個延遲。這個延遲導(dǎo)致了動脈的形變和血流的速度之間的不同步，從而產(chǎn)生了一個壓力波，沿著動脈向兩邊傳播。這個壓力波會反射和干涉，形成一個復(fù)雜的波形，就是我們看到的鋸齒狀的波動。這個波動會引起動脈壁的振動，從而產(chǎn)生聲音。這個聲音就是科羅托科夫聲音的第一階段。

當(dāng)氣囊的壓力繼續(xù)降低時，動脈的開放程度和血流的速度都會增加，這會導(dǎo)致壓力波的頻率和振幅也增加，從而使聲音的頻率和振幅也增加。這就是科羅托科夫聲音的第二階段和第三階段。當(dāng)氣囊的壓力降低到舒張壓時，動脈完全開放，血流平穩(wěn)，壓力波消失，聲音也消失。這就是科羅托科夫聲音的第五階段。

那么，科羅托科夫聲音的第四階段是什么呢？這是一個很有趣的問題，因為第四階段的聲音是一種很微弱的嘶啞聲，很難聽到，也很難解釋。他們的實驗沒有觀察到第四階段的聲音，但是他們提出了一個可能的解釋，那就是當(dāng)氣囊的壓力接近舒張壓時，動脈的開放程度和血流的速度都接近最大值，這會導(dǎo)致壓力波的頻率和振幅都接近最大值，從而使聲音的頻率和振幅也接近最大值。但是，由于動脈的非線性特性，壓力波的波形會發(fā)生畸變，從而產(chǎn)生一些高頻的諧波，這些諧波會使聲音的音質(zhì)變得嘶啞。這就是科羅托科夫聲音的第四階段。

通過這個實驗，他們揭示了科羅托科夫聲音的產(chǎn)生機(jī)制，為血壓測量的理論和實踐提供了新的視角和方法。他們的工作也展示了物理學(xué)和醫(yī)學(xué)的交叉和融合，為人類的健康和福祉做出了貢獻(xiàn)。