第二章 血液凝血機制與檢測方法介紹
2-1 血液簡介
血液是一種結締組織，流動於循環系統、心臟和血管中。血液組織由血液細胞(紅血 球、白血球、血小板)及血漿(血漿蛋白、水)所構成。哺乳類的血液具有凝血機制，當血 小板破裂時，會將血漿中的纖維蛋白結合鈣離子形成不可溶性纖維蛋白(血餅)。生物體 的生理變化和病理變化往往引起血液成分的改變，所以血液成分的檢測有重要的臨床意 義。血液約占人體體重 7%，其中有 45%為血液細胞，55%為血漿，圖 2.1 為血液內容簡 介(1 公升為例) [16]。
圖 2.1 血液成分
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2-2 血液栓塞相關疾病
2-2-1 血栓(thrombus)
血栓是在血管中形成血塊，在身體循環系統中會妨礙或阻斷血流。血栓較易發生於 靜脈，靜脈的血壓比動脈低且流速較慢，因此容易形成血栓。血栓有可能從血管壁脫落，
隨血液流動卡在肺臟或其他重要的器官的動脈中，造成致命的血栓危機。血栓容易造成 以下五種潛藏致命危機的疾病：靜脈血栓栓塞(Venous Thromboembolism, VTE)、深層靜 脈栓塞(Deep Vein Thrombosis, DVT)、肺栓塞(Pulmonary Embolism, PE)、血栓和心房顫 動(Atrial Fibrillation, AF)及血栓和冠狀動脈疾病(Coronary Artery Disease, CAD)。
2-2-2 靜脈血栓栓塞(Venous Thromboembolism, VTE)
當血液由微血管流入靜脈時，管徑變大且血液流速下降，或是靜脈瓣膜造成紊流，
使血球撞擊血管壁，造成血管上有微損傷，觸發凝血機制，進而引發靜脈血栓栓塞。
2-2-3 深層靜脈栓塞(Deep Vein Thrombosis, DVT)
深層靜脈栓塞是在深層靜脈形成的血栓，通常形成於下肢或骨盆部位深處的靜脈。
深層靜脈栓塞發生時，會引起下肢疼痛、腫脹、發紅或發熱，亦使淺層靜脈脹大。
2-2-4 肺栓塞(Pulmonary Embolism, PE)
肺栓塞是一個死亡率相當高的疾病，主要是異物卡在肺部的血管中，造成肺部吸入 的氧氣無法跟血管中的血液交換氣體，最後造成病人缺氧，甚至死亡。一般最常見造成 肺栓塞的原因，包括靜脈栓塞，剝落的血栓隨血液流至肺部造成栓塞。此外，骨科手術
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造成骨頭內的脂肪流出，隨血液流至肺部，造成栓塞。再者孕婦在開刀過程中，羊水中 的東西流到血管裡，流至肺部血管，亦會造成栓塞。
2-2-5 血栓和心房顫動(Atrial Fibrillation, AF)
心房顫動是最常見且較為嚴重的心律異常之一。發生原因是心房內不同部位形成不 協調的電氣活動，造成心臟上部腔室跳動過快且不規則，進而使得心臟跳動過快、節律 不協調，因此減少心臟流出的血液量。長期的心房顫動易造成心房內產生血栓，所以需 要服用一些抗凝血藥物。
2-2-6 血栓和冠狀動脈疾病(Coronary Artery Disease, CAD)
冠狀動脈疾病指的就是，因供給心臟血液和養分的冠狀動脈，產生了狹窄或阻塞，
導致心肌損傷所造成的心臟疾病。冠狀動脈心臟病的盛行率和致死率都相當高，原因是 國人的生活飲食習慣日漸西化，使得一些冠狀動脈疾病的危險因子，包括高血壓、高血 脂、糖尿病、抽菸等發生的比例逐漸上升，冠狀動脈疾病也就隨著增多，並越來越被社 會大眾所重視。
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圖 2.2 內源性凝血路徑
圖 2.3 外源性凝血路徑
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圖 2.4 共同凝血路徑
※a 是酵素的激活態(Active Type)、血小板因子 3(Platelet Factor 3, PF3)
內源性凝血路徑是指凝血因子全部來自血液。當心血管內膜受損，或血液流出體外 通過與異常表面接觸而激活因子 XII 形成因子 XIIa，因子 XIIa 又激活因子 XI 形成因子 XIa，因子 XIa 在因子 IV 存在下又使因子 IX 激活，形成因子 IXa。活化因子 IXa 在因 子 IV、因子 VIII 及 PF3 存在下，形成複合物[IXa-PF3-IV-VIII]，然後進入共同凝血路徑 使因子 X 激活，形成因子 Xa。 物[Xa-V-IV-PF3]，此複合物會將因子 II(凝血酶)激活為因子 IIa(凝血酶原)，促使纖維蛋 白原聚合為可溶性纖維蛋白。可溶性纖維蛋白生成後，可促使因子 II 對因子 XIII 的激 活，在因子 XIIIa 與因子 IV 的參與下，相鄰的纖維蛋白發生快速共價交聯，形成不可溶 性纖維蛋白。纖維蛋白與因子 II 有高親和力，因此纖維蛋白生成後即能吸附因子 II，有 助於局部血凝塊的形成。
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2-4 血液相關時間定義
2-4-1 凝血時間 (Coagulation Time, CT)
凝血時間 (Coagulation Time, CT) [16, 17]又稱為全血凝固時間 (whole blood clotting time)，是指離體靜脈血與體外異物表面接觸後，體內內源性凝血路徑被激活，最後生成 纖維蛋白而使血液凝固這段時間。凝血時間的測定方法目前常用有三種，普通試管法、
硅管法、活化凝血時間法 (Activated Clotting Time, ACT) 。普通試管法是由靜脈抽血 3mL 並等量注入 3 支玻璃試管中，當離體的靜脈血與試管接觸後，激活凝血因子開始引發內 源性凝血路徑，最終形成不可溶性纖維蛋白，這一段時間即成為凝血時間。但普通試管 法極為不敏感，目前趨於淘汰。硅管法的測定方法與普通試管法相同，唯一有區別的是 在管壁上塗上硅油。由於硅管內壁不易使內壁凝血因子接觸活化，故凝血時間比普通試 管法長。
2-4-2 活化凝血時間 (Activated Clotting Time, ACT)
活化凝血時間法[16, 17]最初在 1966 年由 Hattersley 發表。活化凝血時間主要是用 來監測大劑量肝素抗凝血治療的實驗。肝素是抗凝血劑，適量的肝素可用於防範或治療 血栓。然而在適度劑量，肝素亦可用部分凝血活酶時間 (Partial Thromboplastin Time, PTT) 或肝素抗因子 Xa 監測，由於肝素對人都略有不同，故肝素濃度的監測是抗凝血治療中
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應是非常重要的。手術後，在患者的情況穩定前，要將 ACT 值保持在一定的較小範圍。
2-4-3 活化部分凝血活酶時間 (Activated Partial Thromboplastin Time,
APTT)
活化部分凝血活酶時間 (Activated Partial Thromboplastin Time, APTT) [16, 17]主要 是用來檢測內源性凝血路徑。其檢測方法為在抗凝血漿中，加入足量的活化接觸因子和 部分凝血活酶，再加入適量的鈣離子以達到內源性凝血路徑的條件。從加入鈣離子到血 液凝固所需的時間即稱為活化部分凝血活酶時間。這是目前判斷內源性凝血因子缺乏最 可靠、最常用、最敏感的篩選試驗，也是監護肝素用量的良好指標。APTT 試驗方法如 圖 2.5。
圖 2.5 APTT 試驗方法
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APTT 試驗通常與凝血酶原時間 (Prothrombin Time, PT)試驗一起進行，PT 可對凝 血機制的外源性路徑進行檢測，APTT 用於檢測出血或血栓的原因。當患者出現不明原 因的出血、瘀血、血栓以及患有如血管內瀰漫性凝血反應 (Disseminated Intravascular Coagulation, DIC) 這樣由於凝血因子快速消耗所致出血和血栓的急性疾病，亦或是如肝 臟疾病的慢性疾病時，就需進行 APTT 檢測。
APTT 與 ACT 一樣，都是檢測肝素或是其他抗凝血藥物對人體凝血系統的抑制效 果，而不是測定血液中肝素的實際濃度。ACT 實驗可以即時監測肝素輸送過程中凝血系 統的變化，因此可以保持抗凝血水平的恆定；當手術結束患者狀態穩定後，通常會降低 肝素劑量，此時會用 APTT 代替 ACT 作為監測指標。
然而在某些情況下，APTT 試驗不可用於肝素治療監測：1.當使用大劑量肝素時，
APTT 敏感度下降，血液樣本不會凝固，所以此時會使用 ACT 替代 APTT 作為監測工 具。2.使用低分子量肝素 (Low Molecular Weight Heparin, LMWH) 用於其他治療時，通 常不需進行劑量監測。
※LMWH 用於預防手術後血栓栓塞、預防深靜脈血栓形成、肺栓塞、血液透析時體外循 環的抗凝劑、末梢血管病變等。
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2-4-4 凝血酶原時間 (Prothrombin Time, PT)
凝血酶原 (Prothrombin) [16, 17]是整個凝血機制中最重要的凝血因子。凝血酶原主 要是由肝臟合成維生素 K 的依賴因子之一，在激活的凝血因子 V 和由血小板或其他細 胞提供的磷脂表面存在的條件下，被激活的因子Ⅹ激活形成凝血酶，進入共同凝血路徑。
其機制如圖 2.6。
圖 2.6 凝血酶原時間機制
凝血酶原時間(Prothrombin Time, PT)是指在血液中加入凝血劑(組織因子)後，凝血 酶原轉化至凝血酶，使血液凝固所需的時間。一般正常值為 12 ~ 14 秒，但是每一家儀 器或方法所使用的凝血劑都不同，正常值也會因此而改變，故國際間訂定了標準值 INR，
醫生可藉由此標準值提供相對應處方籤，病患也得以控制病情。凝血酶原時間主要是檢 測外源性凝血途徑的凝血因子是否異常，如先天性凝血因子缺乏 II、V、VII 及 X 的檢 測，凝血酶原時間亦是口服抗凝血劑治療中的重要指標。
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2-4-5 國際標準化比值 (International Normalized Ratio, INR)
1980 年起，世界衛生組織 (World Health Organization, WHO) 提供檢體給各儀器製 造 商 ， 要 求 其 進 行 凝 血 酶 原 時 間 的 測 試 比 較 時 ， 校 正 各 廠 牌 的 國 際 敏 感 指 數 (International Sensitivity Index, ISI) ，並將 ISI 值套入 INR 公式[16, 17]。公式如下：
ISI
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2-4-6 正常凝血時間參考值
表 2.4 為正常凝血時間參考值：
表 2.4 正常凝血時間參考值
檢測方法 時間
試管法 4 ~ 12 (min)
硅管法 15 ~ 32 (min)
玻片法 2 ~ 5 (min)
活化凝血時間法 1.14 ~ 2.05 (min) 活化部分凝血活酶時間 33.68 ~ 40.32 (s)
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2-5 血液檢測方法介紹
2-5-1 手工法 (Method for Manual Technique)
此法測定溫度為 37°C，凝血劑與血漿樣本皆須預溫。凝血劑須預溫 2 分鐘以上，
不超過 30 分鐘，血漿樣本預溫 3 ~ 5 分鐘，但不超過 10 分鐘。血漿樣本 0.1mL 加入含 有凝血劑 0.2mL 的試管中混合，開始計時，直到纖維凝固形成，即為凝血酶原時間。此 法須對同一血漿樣本檢測兩次且兩次測定時間不超過 1 秒，並與標準血漿樣本作為對照 [18]。
2-5-2 比濁法
目前光學法血凝儀主要是根據血液凝固過程中濁度的變化來檢測血液功能。依照不 同的光學原理，此法又可分為散射比濁法及透射比濁法兩種。
散射比濁法是在凝血過程中，藉由散射光的變化檢測。實驗架構中，光源使用單色 光源(雷射)，光偵測器與光源和試管成 90°。實驗架構如圖 2.7[18]。
圖 2.7 散射比濁法實驗架構
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檢測開始時，散色光強度判斷為 0%，當血漿樣本置入凝血劑後，纖維蛋白逐漸產 生，血漿樣本散色光越來越強，直至凝血結束，散色光強度不再變化，此時散色光強度 判斷為 100%，把強度 50%作為血液凝固時間。藉由光偵測器將光訊號轉為電訊號，經 由放大並繪出曲線。如圖 2.8。
圖 2.8 散射比濁法實驗過程及曲線
(1) 加熱至 37 ﾟ的血漿及凝血劑混合後，纖維素原 (Fibrinogen) 轉化為纖維素(Fibrin) 的 階段。雷射直接穿透，光偵測器的散射光強度最弱。
(2) 轉化開始，光強度逐漸增強。
(3) 轉化加速進行。
(4) Fibrinogen 減少，轉化趨於和緩 (5) 反應結束，散射光強度不在變化。
全自動血液凝血分析儀 (Sysmex CA-1500) 所使用的散射比濁法可檢測出光強度變 化小之檢體，亦或是乳麋狀之高濁度檢體，藉由光偵測器的高敏感度，可判讀出光強度
全自動血液凝血分析儀 (Sysmex CA-1500) 所使用的散射比濁法可檢測出光強度變 化小之檢體，亦或是乳麋狀之高濁度檢體，藉由光偵測器的高敏感度，可判讀出光強度