呼吸肌功能测定Word文档下载推荐.docx

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按照其功能分类，呼吸肌可分为吸气肌和呼气肌。

主要的吸气肌是膈肌。

吸气时，膈肌的作用占呼吸肌的60～80%。

在自然呼吸中，胸骨旁肋间肌和斜角肌也参与吸气过程，用力吸气时会动用胸锁乳突肌和肋间外肌。

主要的呼气肌是腹肌，尤其是腹横肌；

外侧部分的肋间内肌也是主要起呼气作用。

呼吸肌的组成以及在呼吸过程中的作用见图1。

在胚胎学、形态学和功能上，呼吸肌属于骨骼肌。

和其他骨骼肌一样，呼吸肌均含有红肌纤维，即慢收缩抗疲劳纤维（

类纤维）和白肌纤维，即快收缩纤维（

类纤维）。

类纤维又可分为快收缩耐疲劳纤维（

A纤维）和快收缩易疲劳纤维（

B纤维）。

在人类膈肌，三者的比例约为：

类50%；

A类25%；

B类25%。

同时呼吸肌肉也遵循肌肉的三个基本规律，即：

初长—张力关系、力量—速度关系、刺激（驱动）频率—力量关系（见图2）。

所以，肌力与初长、收缩速度和刺激频率（中枢驱动）有关，也与呼吸肌肉的整体协调有关。

影响膈肌收缩的效能的另一因素是其本身的形状。

对于一个圆弧状的物体，其本身的张力（T）与跨壁压（P）和圆弧的半径（R）的关系，称作Laplace原理，即P=2T/R。

膈肌的外形为圆顶状，依据Laplace原理的规律，膈肌收缩时的张力（Tdi）与跨膈压（Pdi）和膈肌向上圆拱状的半径（Rdi）的关系亦应符合：

Pdi=2Tdi/Rdi的规律。

也就是说：

在同样的收缩强度下，若膈肌的形状越向上弯曲，其产生的跨膈压就越大，吸气就越有效；

而膈肌越低平，弧度的半径（R）越大，其产生的跨膈肌压就越小；

若膈肌完全平坦，其收缩不仅不会产生跨膈肌压，还会使胸廓下缘肋间内陷（Hoover氏征）。

然而，实验研究显示，膈肌收缩下降时，主要是对合部的减少，其弧度改变不大，所以在正常人此因素对膈肌收缩效能影响不大。

但严重肺气肿患者则可能有明显影响。

二.测定方法及其应用

呼吸肌肉功能测定大致可分为力量测定、耐力测定、疲劳测定。

实际上三个方面相互联系和重复。

近10多年来，对呼吸肌肉功能测定的方法进行了深入广泛的探讨，从肌力、肌电图谱、肌肉负荷实验、中枢驱动、膈神经电刺激或磁波刺激等角度，探索出许多方法，然而，目前的测定技术主要用于实验研究，临床应用费时，使用不便，且干扰的因素亦较多。

在呼吸肌肉功能测定的专题研讨会上，认为膈神经电或磁波刺激法是较理想的膈肌功能评价方法。

然而，临床应用研究的资料尚不多，有待在临床实践或研究中进一步论证。

（一）呼吸肌肉力量测定

除颈部肌肉外，其余呼吸肌肉的力量不能直接测定。

呼吸肌的收缩表现为胸膜腔压力的变化，导致肺容积改变。

可通过测定呼吸系统的压力变化来间接反映呼吸肌肉的力量。

然而，测得的压力除与肌肉的收缩力有关外，还与肌肉的体积、初长、缩短的速度、兴奋或刺激的强度与频率及其肌肉纤维特性有关。

当这些因素相对恒定时，呼吸系统的压力变化可反映肌力的变化。

通常在相同肺容量位（常用FRC位，反映肌肉初长），气道阻断（最低缩短速度）和最大用力或超强神经刺激（最大中枢驱动）状态下测定相应的压力来反映呼吸肌肉力量。

常用的测定包括：

最大吸气压和呼气压；

跨膈肌压与最大跨膈肌压和

跨膈肌压与最大跨膈肌压。

1．最大吸气压和呼气压

最大吸气压（MaximalInspiratoryPressure，MIP）是指在功能残气位（FRC）或残气位（RV）、气道阻断时，用最大努力吸气能产生的最大吸气口腔压。

它反映全部吸气肌的综合吸气力量；

最大呼气压（MaximalExpiratoryPressure，MEP）是指在肺总量位（TLC）、气道阻断时，用最大努力呼气能产生的最大口腔压，它反映全部呼气肌的综合呼气力量。

（1）测定方法

①器械：

器械的连接方法见测量装置连接（图3）。

a）鼻夹及橡皮咬口：

咬口常用管状和翼状。

不同咬口对MIP和MEP的结果略有影响。

b）三通阀（Y型或T型）：

开口直径宜>

20mm，一端通空气，另一端连接单向活瓣。

管壁上有一个直径0.6~1.5mm的小孔与大气相通，保证呼吸时声门开放和避免颊面肌肉对MIP或MEP测定的影响。

例如作MIP测定时，若使用颊肌作吸吮动作，空气可通过小孔进入口腔，抵销了颊肌的作用，但又不致影响肺容积而降低MIP值。

c）压力计或电子压力传感器：

其量程应为0~±

25Kpa（0~±

250cmH2O）,误差宜±

2%。

MIP测定的操作：

a）向受试者解释操作过程，特别强调需作最大努力吸气。

b）受试者可站立位、坐位或半坐卧位，口含连通于三通阀的咬口，三通阀先通空气，夹上鼻夹，注意口角勿漏气。

c）受试者先作几次自然呼吸，在平静呼气过程中旋转三通阀，通向单向呼气活瓣（只允许呼气，吸气时则阻断气道），在呼气末嘱受试者作最大努力吸气，持续3秒钟左右。

d）记录最大的吸气负压。

如使用压力表，要注意排除指针摆动的惯性的影响。

所以，要记录吸气开始1秒钟后短暂恒定（持续1秒钟左右）的压力读数。

e）重复操作三次以上，每次休息1分钟（取最大值）。

a）和b）步骤同上，但单向活瓣为吸气性单向活瓣（只允许吸气，呼气则阻断气道）。

c）要求受试者吸气至肺总量位，在吸气过程中，旋转三通阀连通单向活瓣和压力计（或传感器），嘱受试者作最大努力呼气，持续1—2秒。

d）记录最大的呼气正压。

所以，要记录呼气开始1秒钟后短暂恒定的压力读数。

MEP测定中，因口腔压及胸内压明显增大而使受试者感到不适，检查时应注意，持续时间宜<

2秒。

因此，亦可测定咳嗽时食道压来反映MEP。

（2）正常值

MIP和MEP的正常值尚无统一的标准。

BrushiC等报道625例（男：

266例，女：

358例；

1870岁）正常成人测定的正常预计值公式如下：

LnMIP=3.89-0.22性别-0.004年龄（岁）+0.52体表面积（M2）

（SE=0.337R2=25%）

LnMEP=4.48-0.18性别-0.0004年龄（岁）-0.003性别*年龄+0.25体表面积（M2）

（SE=0.213R2=46%）

注：

Ln：

对数转换；

MIP在FRC位测定（取绝对值），MEP在TLC位测定，单位：

cmH2O；

性别：

男=0，女=1。

MIP和MEP平均值见表1，然而，也有不少的文献报道MEP值>

200cmH2O。

可见，MIP和MEP的变异较大，临床上作粗略估计时，可以设立最低标准值，大于最低标准值则可以认为在正常范围。

表1成人的MIP和MEP正常值。

MIP平均值（SD）

MIP正常下限

MEP平均值（SD）

MEP正常下限

男

118.41±

37.19

>

=75

139.83±

30.16

=100

女

84.45±

30.31

=50

95.26±

20.08

=80

MIP在FRC位测定，MEP在TLC位测定，单位：

cmH2O，MIP为负压，表中取绝对值。

7-17岁的小孩预计公式见表2。

表27-17岁小孩MIP和MEP的预计公式

MIP（cmH2O）

MEP（cmH2O）

男孩

44.5+（0.75*体重）

35+（5.5*年龄）

女孩

40+（0.57*体重）

24+（4.8*年龄）

注：

体重单位：

公斤；

年龄单位：

岁。

（3）质量控制

①MIP和MEP的测定有赖于受试者是否以最大努力。

受试者一边操作一边看压力表或显示器的变化情况，有利于鼓励受试者作最大努力，得到最佳值。

在三次测定中，其误差应<

20%。

②压力计或传感器宜在每次使用前定标。

可以用水银柱或血压计作为标准压力检测。

③MIP和MEP与肺容积有密切关系。

MIP在残气量时测定值最大，在肺总量时则近于零，MEP则相反。

所以，要注意控制测定时的肺容量。

（4）临床意义

MIP测定的临床意义：

a）在神经肌肉疾病或外伤中，对吸气肌肉功能作出评价，并可作为疾病诊断的参考。

当MIP<

正常预计值的30%时，易出现呼吸衰竭。

b）对肺容量增加（如肺气肿）、胸廓畸形或药物中毒等引起继发性的呼吸困难，MIP的测定可判断呼吸困难与呼吸肌肉无力的关系。

如果MIP值<

-60cmH2O（即绝对值>

60cmH2O）者，可认为呼吸困难与呼吸肌无力无关。

c）作为判断能否脱离人工通气的参考指标。

MIP值<

-30cmH2O（即绝对值>

30cmH2O）有利于脱机的成功，MIP值>

-20cmH2O（即绝对值<

20cmH2O）脱机失败的可能性大。

然而，临床上由于受病人努力程度、检查时间和操作人员的影响，有时实测的MIP值低于实际的MIP，误把可脱机的病人判断为不能脱机的病人。

所以，在临床工作中应该注意重复检查来鉴别。

②MEP测定的临床意义：

可用于评价患有神经肌肉疾患的呼气肌功能。

因MEP是有效咳嗽的重要因素，所以也用于评价病人的咳嗽及排痰能力。

通常MEP超过100cmH2O即表示有效，再高亦无更多的临床意义。

2．跨膈肌压与最大跨膈肌压

跨膈肌压（TransdiaphragmaticPressure，Pdi）为腹内压（Abdominalpressure，Pab），与胸内压（Pleuralpressure，Ppl）的差值（Pdi=Pab-Ppl）。

常用胃内压（Gastricpressure,Pga）来代表Pab，用食道压（Esophagealpressure,Peso）来代表Ppl，所以Pdi=Pga-Peso。

它反映膈肌收缩时产生的压力变化。

通常取其吸气末的最大值。

在正常情况下，吸气时食道内压力为负值，而胃内压力为正值，Pdi实际是Pga和Peso两个绝对值之和。

最大跨膈肌压（Pdimax）是指在功能残气位、气道阻断状态下，以最大努力吸气时产生的Pdi最大值。

在临床上Pdimax是反映膈肌力量的常用指标。

用气道阻断法测定Pdimax时，有些受试者无法配合操作，可应用最大吸鼻法：

即在FRC位作努力吸鼻时产生的Pdi值。

尽管此法测得的Pdi值稍低，但重复性好、易于掌握。

自然吸气至肺总量位时测得的Pdi称为肺总量位Pdi（Pdi-TLC）,它反映克服最大的肺弹性回缩力所需的Pdi。

（1）测定方法：

（图4）

器械：

a）两条末端带乳胶气囊的聚乙烯塑料导管，导管的外径为2.02.5mm；

内径为1.52.0mm；

乳胶囊长56cm，直径1.2cm左右，气囊通过多个小孔与导管相连通。

b）压力传感器，其灵敏度应<

0.05Kpa（0.5cmH2O），频率响应性在010Hz以上，压力表量程应为-160+250cmH2O以上。

c）放大器，用载波放大器，要求线性误差和时漂<

放大倍数通常选用5002000倍（根据记录部分的要求而定）。

d）显示和记录部分常采用示波器和记录仪。

示波器显示压力波形，有助于判断气囊位置，也有助于判断受试者的努力程度或作为反馈讯号指导受试者掌握吸气的方法。

压力讯号记录在记录纸上作计算结果用。

也可用微型电脑通过连机（模数转换等），显示Pga、Peso和两者的合成值Pdi压力曲线并计算结果。

用电脑数据采集和分析，有更多的优越性。

e）Y形三通阻断阀，一端连通大气，另一端连接单向呼气阀（允许呼气，阻断吸气）。

②操作：

受试者取坐位、卧位或半坐卧位，以2%利多卡因作鼻腔及咽部表麻，经鼻孔插入两条末端带有气囊的聚乙烯导管（气囊预先抽空），令受试者一边吞咽，一边下送导管，使气囊分别位于胃（约60cm长）及食管下1/3处（约4045cm长），分别从两条导管注入6ml气体，再回抽气体使胃气囊保留1.5ml，食管气囊保留0.20.5ml气体。

根据示波器的压力波形对导管的位置进行调整。

正常情况下，当气囊位置适中时，压力波形应显示两个相反的波形（吸气时食管内为负压；

胃内为正压）。

为保证食道囊管放置位置的一致性，可采用下述方法：

先将囊管送至胃内，然后嘱受试者稍用力吸鼻。

囊管在胃内时，示波器显示为正压。

逐渐将囊管拉出，当吸鼻时，囊管的压力变为负压，提示囊管已进入食道贲门附近，再将囊管外拉10cm左右，即为常规的定位点。

如果压力的基线受心跳影响较明显时，可适当调整其位置。

当受试者平静呼气过程中，将口含的Y形三通阻断阀转至单向阀通道，至呼气末（功能残气位）时，立即作最大努力吸气，此时记录的Pdi最大值为Pdimax。

作最大努力吸气时，可采用鼓腹，腹肌同步收缩和示波器显示压力反馈指导受试者等方法。

另一测定方法为最大吸鼻跨膈肌压（Pdimaxsniff）。

受试者呼气至功能残气位，嘱其以最大的力量吸鼻，记录其Pdi值。

不同方法测量的结果有一定的差异。

（2）正常值

Pdimax正常预计值公式至今未见报道。

广州呼吸疾病研究所对6例40岁以上的正常男性测定结果为13.2±

2.84Kpa（136±

29cmH2O）。

文献报道的Pdimax的正常值见表3。

①当胃囊和食管囊放置合适后，要在鼻孔处加以固定，防止位置移动。

②膈肌收缩力受其收缩前的初长度的影响，在高肺容积时，Pdimax降低。

因此，一般统一在功能残气位测定。

③Pdimax的测定受受试者的主观努力程度及操作的熟练程度影响较大，一般差异可达20%。

相比之下，Pdimaxsniff的操作易于掌握，变异较小（一般<

10%），重复性好。

④压力传感器应于每次使用前定标。

（4）临床意义

Pdimax反应了膈肌作最大收缩时所产生的压力变化。

Pdimax明显下降即可考虑有膈肌无力或疲劳，多见于重度慢性阻塞性肺疾患、神经肌肉疾患及膈神经麻痹等患者。

在动态观察中Pdimax明显降低是膈肌疲劳的直接依据。

3.外源性刺激诱发的压力[Pdi（t）]

在测定膈肌力量（Pdimax）时，其数值在一定程度上受受试者的努力程度及采用的吸气方式影响，所以变异性较大。

用电或磁波刺激运动神经、肌肉本身、前角细胞或大脑皮层相应的运动中枢，使肌肉收缩来测定肌肉力量，可避免了主观努力程度不足的影响，也有助于鉴别外周性与中枢性疲劳。

目前常用的方法是经皮无创性电或磁波刺激颈部膈神经，测定诱发的Pdi，即Pdi（t）。

表3不同方法或作者测得的正常人的最大跨膈肌压（Pdimax）

方法肺容量位食道压胃内压最大跨膈压变异系数作者

气道阻断法RV-124-511926BraunNMT

气道阻断法RV-8379041MillerJ

气道阻断法RV-991111046RochesterDF

气道阻断法FRC-1041011418BraunNMT

气道阻断法FRC-93-29140DeTroyerA

气道阻断法FRC-697614523LaportaD

气道阻断法FRC-963212538RochesterDF

鼓腹法FRC1015514526LaportaD

鼓腹法FRC2312610362RochesterDF

复合反馈法FRC-701101808LaportaD

吸鼻法FRC-1003713720MillerJ

吸气至肺总量TLC-3453937DeTroyerA

吸气至肺总量TLC_-7941FracciaC

吸气至肺总量TLC--7941FracchiaC

（1）膈神经电刺激法

Aubier等在1981年首次应用经皮超强膈神经强直性（Tetanic）刺激法，每次持续2秒钟，观察不同刺激频率（10、20、50、100Hz）时所产生的Pdi及膈肌疲劳后的改变，发现膈肌疲劳时在各种刺激频率下Pdi均下降，以低频刺激时尤为明显。

但此法可引起刺激部位明显疼痛；

同时，肩颈部肌肉收缩可使电极移位而影响测定的结果。

后来，Bellemare等（1984）及Aubier（1985）对上法进行了改造，采用单次性颤搐（Single-twitch）刺激法。

其优点是：

基本无局部疼痛；

肩颈部肌肉收缩不明显，电极易于固定。

因此，目前主要应用单次颤搐刺激法。

测定方法和设备连接见图5。

1）仪器

Pdi测定仪器同前。

EMG测定仪器用于显示诱发的膈肌肌电综合动作电位（ActionPotential，AP），可采用体表或食道电极。

其作用是判断膈神经超强刺激的有效性，保证刺激量的恒定；

亦用于测定膈神经传导时间。

刺激器电刺激采用双极电极。

参照电极可用盘状电极（即用于心电监护的电极），刺激电极用圆柱状电极。

有二个刺激通道分别用于刺激左右膈神经。

刺激方式可用电流型或电压型。

刺激电流为0～100mA（可调），刺激电压为0～120伏（可调）。

刺激放电脉冲为方波，波宽为0.1～0.2毫秒。

刺激方式：

单次刺激或重复刺激（可选择）。

其他如胸腹活动度描记仪等，用以监测功能残气量有无改变。

2）操作

受试者取坐位或仰卧位。

按上述方法，从鼻孔置入食道气囊管和胃气囊管进行Pdi测定。

用体表电极法（第6肋间前端距肋缘1cm和第7肋间肋缘下1cm处）或食道电极法测定膈肌AP（方法见EMG部分）。

有条件时，可连接胸腹活动度监测仪，以便保证整个测定过程FRC恒定。

刺激电极的放置

.无创经皮刺激：

用体表电极时，把左右两个阳极（参照电极）放在上胸部，常选用胸锁关节处；

而两个阴极（刺激电极）放在胸锁乳突肌后缘，锁骨上方4cm附近。

选用不同直径的电极（2～10mm，常用6mm），以保证对膈神经的刺激效果，又不会引起明显的颈部肌肉收缩。

电极上涂有少量导电糊。

首先探索最佳的刺激点。

给予一定的刺激量（电流为10mA左右，波宽0.1～0.2毫秒），按照示波器上显示的诱发的AP，在局部可以调整位置，找出诱发的AP最大的刺激位置点并做标记。

.有创针穿刺激：

用针状电极时，可选用不锈钢针（直径0.4mm,长40mm），外包聚四氟乙烯（Teflon）绝缘，针尖裸露作为单极刺激电极。

在胸锁乳突肌下缘中点处，经局部麻醉后，插入电极。

先进20mm，然后根据刺激的效果而调整其深度。

通常再进5～10mm即能达到满意的膈神经刺激效果。

电刺激量的调节连接好电极后，每一侧连接一个刺激通道作单独调整。

刺激量的调整有电流型和电压型两种。

常用电流型（电压自动调节），方波脉冲单次刺激，波宽为0.1～0.2毫秒。

首先把刺激量调至最低值，然后开始刺激。

逐渐增加刺激量，观察显示器上诱发的AP输出。

当刺激电流增加而AP不增加时，即表示达到最强刺激（所有膈神经纤维兴奋）。

此时，通常电流为10-20mA，相应的电压应为：

a.针状插入电极：

3～5伏；

b.体表电极：

80～100伏。

再增加10～20%的电流以保证刺激达到最大值（超强）。

测定过程受试者口含阻断阀上的咬口器作安静自然呼吸。

在呼气末自然放松，阻断气道，并给予膈神经电刺激。

记录所测得的Pdi（t）。

3）正常值：

用此法测得的Pdi（t）约占Pdimax的17～21%。

由于个体差异较大，通常Pdi（t）下降>

45%，对膈肌疲劳或无力才有诊断意义。

然而，在同一个体，动态监测其变化，Pdi（t）下降>

20%即可反映膈肌疲劳。

4）注意事项：

慎用于婴幼儿，禁用于有癫痫发作的病人。

5）质量控制：

保证恒定的超强刺激量首先要选择合适的刺激电极。

采用经皮刺激时，易由于肩颈部肌肉收缩使电极移位，影响刺激的效果。

所以，应选用合适的电极，同时注意刺激点与柱状电极压按的角度，保证有效的膈神经刺激。

同时，注意观察膈肌AP，一旦AP下降则代表膈神经兴奋不完全，要对电极位置进行调整。

只有在AP恒定的前提下，Pdi（t）的变化才能反映膈肌功能。

肺容量的恒定在不同的肺容量位测得Pdi（t）有明显的差别。

因此，动态监测时要保证在自然呼气末和相同体位下测定。

有条件时，应用胸腹活动度监测以保证肺容量的恒定。

自主努力吸气产生的Pdi常比Pdi（t）大。

应保证在刺激的同时无自主呼吸动作。

6）临床意义：

膈肌经电刺激法可以较客观地测定膈肌疲劳，不受自主努力程度或呼吸方式地影响。

此法显示外周性疲劳，不受中枢的影响，因而有利于对外周性或中枢性疲劳的鉴别诊断。

用此法测得的Pdi可反过来推算Pdimax的大小，前者为后者的17～21%。

单侧膈神经电刺激可用于单侧膈肌功能测定。

可同时记录诱发的综合肌电动作电位。

从刺激开始到肌电出现之间的时间为神经传导时间。

膈神经刺激的同时，测定诱发的口腔压（声门开放状态下）或气道内压（已行气管插管者），可作为无创伤性膈肌功能监测的方法。

已有在正常人的实验研究的报道认为能够反映膈肌功能的变化。

但在慢性气道阻塞的病人中，由于受到气道阻力大和呼吸系统静态顺应性大的影响，肺泡与口腔间的压力平衡时间较长，其可行性有待进一步探讨。

（2）磁波膈神经刺激

膈神经的磁波刺激与电刺激相比有如下的优点：

无痛、易于操作、容易定位；

可刺激深部或难