【醫學百科●呼吸肌功能測定】

楊籍富

【醫學百科●呼吸肌功能測定】

 

拼音hūxījīgōngnéngcèdìng

 

概述

 

呼吸肌功能測定指用于評價呼吸肌疲勞或呼吸功能衰竭，協助診斷

 

及指導治療

 

的一種肺功能檢查項目。

 

呼吸肌是呼吸運動的驅動力（呼吸泵）。

 

呼吸肌功能的下降，對肺的通氣功能、呼吸困難和呼吸衰竭均有重要的影響。

 

近20多年來，對呼吸肌功能的檢測方法

 

、各種疾病過程中呼吸肌功能的異常及其與通氣功能不全的關系進行了較深入廣泛的研究，促進了呼吸肌功能檢測從病理生理研究過渡到臨床檢測。

 

呼吸肌功能下降可以表現為疲勞或無力。

 

呼吸肌疲勞是指呼吸肌在負荷下活動而導致其產生力量和（或）速度的能力下降，這種能力的下降可通過休息而恢復。

 

與之相比，呼吸肌無力是指已充分休息的肌肉產生力量和（或）速度的能力下降。

 

盡管正常人在自然呼吸條件下，呼吸肌不會出現疲勞，但在外加吸氣阻力負荷下，或疾病使呼吸肌收縮力降低和負荷增加時，有可能出現疲勞。

 

呼吸肌功能測定適用范圍呼吸肌功能測定的適應證

 

如下：1.呼吸肌功能狀態的評價。

 

2.人工通氣時判斷能否撤機的參考指標。

 

3.其他：神經傳導功能等。

 

4.慢性阻塞性肺病、神經肌肉疾病等。

 

禁忌證

 

1.需要最大用力的檢查，不宜用于氣胸、顱內高壓和顱內出血的患者。

 

2.需要放置食管和胃囊管的檢查，不宜用于食管梗阻、胃穿孔、上消化道出血和吞咽障礙者。

 

3.磁波刺激膈神經法不宜應用于有癲癇發作、顱內損傷和安裝心臟起搏器或其他起搏器者。

 

準備

 

1.測定前做好儀器的準備和嚴格消毒。

 

2.測試前應了解患者的病情、診斷

 

及臨床醫師申請目的。。

 

3.備好必要的急救藥物、器械、氧氣等，以備應急使用。

 

4.向患者介紹目的、方法，取得患者的配合。

 

方法

 

常用的測定方法

 

包括：①最大口腔吸氣壓和呼氣壓；

 

②跨膈肌壓與最大跨膈肌壓；

 

③電或磁波刺激膈神經誘發的跨膈肌壓；

 

④耐力試驗；

 

⑤膈肌肌電圖等。

 

1.最大吸氣壓（maximalinspiratorypressure，MIP）最大吸氣壓是指在功能殘氣量位（FRC），氣流阻斷狀態下，用最大努力吸氣能產生的最大吸氣口腔壓。

 

（1）檢測方法：受試者口含連接三通閥的咬口器，三通閥先通空氣，夾上鼻夾，注意口角勿漏氣。

 

受試者先做幾次自然呼吸，然后在平靜呼氣過程中旋轉三通閥，通向單向呼氣活瓣（只允許呼氣，吸氣時則阻斷氣管），在呼氣末囑受試者做最大努力吸氣，持續1.5～3s。

 

記錄最大的吸氣負壓。

 

（2）正常值：成人男性為（11.8±3.63）kPa［（118.4±37.2）cmH­O］，成人女性為（8.00±2.94）kPa［（84.5±30.3）cmH2O］。

 

MIP變異較大，臨床上作粗略估計時，以最低值為標準，男性≥7.36kPa（75cmH2O），女性≥4.90kPa（50cmH2O），屬于正常范圍。

 

（3）臨床意義：由于MIP的檢測簡易、無創，所以是常用的吸氣肌功能檢測的指標。

 

MIP值＜－5.88kPa（－60cmH2O）［即絕對值＞5.88kPa（60cmH2O）］時，可排除呼吸肌無力引起的呼吸困難。

 

當MIP＜正常預計值的30%，易出現呼吸衰竭。

 

對于人工通氣患者，MIP值＜－2.94kPa（－30cmH2O）［即絕對值＞2.94kPa（30cmH2O）］脫機容易成功，MIP值＞－1.96kPa（－20cmH2O）［即絕對值＜1.96kPa（20cmH2O）］時，多數脫機失敗。

 

（4）注意事項

 

①MIP測定時，對用力的依賴性強，受患者努力程度和操作人員的影響。

 

容易有低估患者的MIP值的情況，在危重病患者的檢測中尤為明顯。

 

所以強調反復多次檢查，其誤差應＜20%。

 

重復性好的結果的可靠性較大。

 

臨床應用時需要綜合分析結果的可靠性。

 

②為保證吸氣時聲門開放和避免頰面肌肉對MIP測定的影響，連接咬口器的管壁上需要有一個內徑為1.5～2.0mm的小孔與大氣相通。

 

③MIP與肺容積有密切關系，在殘氣量時測定值最大，在肺總量時則近于零。

 

所以，要注意控制在平靜呼氣末功能殘氣位測定。

 

2.最大呼氣壓（maximalexpiratorypressure，MEP）最大呼氣壓是指在肺總量位（TLC），氣管阻斷條件下，用最大努力呼氣能產生的最大口腔壓，它反映全部呼氣肌的綜合呼氣力量。

 

（1）檢測方法：與MIP測定基本類似。

 

主要區別是①要求受試者吸氣至肺總量位后阻斷氣管狀態下，囑受試者做最大努力呼氣，持續1～2s。

 

②亦可測定咳嗽時食管壓來推算MEP。

 

（2）正常值：健康成人男性為（13.2±2.94kPa）［（139.8±30.2）cmH2O］，健康成人女性為（9.11±1.96）kPa［（95.3±20.1）cmH2O］。

 

臨床上簡易判斷，通常在男性MEP＞9.81kPa（100cmH2O），女性MEP＞7.85kPa（80cmH2O），即表示在正常范圍，再高亦無更多的臨床意義。

 

（3）臨床意義：可用于評價神經肌肉疾病患者的呼氣肌功能。

 

也用于評價患者的咳嗽及排痰能力。

 

3.最大跨膈肌壓（maximaltransdiaphragmaticpressure，Pdimax）跨膈肌壓（transdiaphragmaticpressure，Pdi）為腹內壓（abdominalpressure，Pab），與胸內壓（pleuralpressure，Ppl）的差值（Pdi=Pab－Ppl）。

 

在實際測定中，常用胃內壓（gastricpressure，Pga）來代表Pab，用食管壓（esophagealpressure，Peso）來代表Ppl，所以Pdi=Pga－Peso。

 

最大跨膈肌壓（maximaltransdiaphragmaticpressure，Pdimax）是指在功能殘氣位、氣管阻斷狀態下，以最大努力吸氣時產生的Pdi最大值。

 

（1）檢測方法：鼻腔及咽部表面麻醉和用1%的麻黃堿收縮鼻黏膜后，經鼻孔插入兩條末端帶有氣囊的聚乙烯導管（氣囊預先抽空，壓力接近大氣壓）放置到胃（深度約60cm）。

 

分別從兩條導管注入6ml氣體，再回抽氣體使胃氣囊保留1.5ml，食管氣囊保留0.5ml氣體。

 

讓受試者間斷吸鼻和監測壓力變化的同時，逐漸將食管囊管從胃往回拉，當壓力從正壓變為負壓時，代表囊管到達食管賁門。

 

再將囊管往上拉10cm，使囊管位于食管中下1/3交界處（深度40～45cm）。

 

正常情況下，當氣囊位置適中時，壓力波形應顯示兩個相反的波形（吸氣時食管內為負壓；

 

胃內為正壓）。

 

測定時，受試者口含連接三通閥的咬口器，三通閥先通空氣，夾上鼻夾，注意口角勿漏氣。

 

讓受試者平靜呼氣至功能殘氣位時，轉動三通閥阻斷氣管，立即囑受試者做最大努力吸氣，記錄的Pdi最大值為Pdimax。

 

做最大努力吸氣的方法

 

可以用自然用力吸氣法、鼓腹法、收腹吸氣法和熒光屏顯示壓力反饋指導法等。

 

另一測定方法

 

為最大吸鼻跨膈肌壓（Pdisniff）。

 

受試者呼氣至功能殘氣位，囑其以最大的力量吸鼻，記錄Pdi值。

 

不同方法

 

測量的結果有一定的差異。

 

通常建議測定5～10次，起碼有3次的變異＜15%。

 

（2）正常值：至今尚無公認的Pdimax正常預計值公式。

 

Milic-Emili等報道男性為（10.6±2.89）kPa［（108±30）cmH2O］，女性為（6.4±3.0）kPa［（65±31）cmH2O］。

 

廣州呼吸疾病研究所對26例40歲以上的正常男性測定結果為（13.2±2.8）kPa［（136±29）cmH2O］。

 

由于Pdimax在正常人群中的變異較大，所以比正常平均值降低40%以上才能肯定為異常。

 

在同一病例的動態觀察中，Pdimax降低20%代表膈肌疲勞。

 

（3）臨床意義：Pdimax特異性地反映膈肌做最大收縮時所能產生的壓力。

 

當Pdimax明顯下降代表有膈肌無力或疲勞的存在，多見于重度慢性阻塞性肺疾患、神經肌肉疾患及膈神經麻痹等患者。

 

在動態觀察中Pdimax明顯降低是膈肌疲勞的直接依據。

 

（4）注意事項：①當胃囊和食管囊放置合適后，要在鼻孔處加以固定，防止位置移動；

 

②肺容量對Pdimax有明顯的影響，一般統一在功能殘氣位測定；

 

③通常宜同時測定Pdimax和Pdisniff，取最大值作為Pdimax。

 

4.膈神經刺激誘發的跨膈肌壓（Pdi，t）用電或磁波刺激頸部膈神經誘發膈肌收縮時產生的跨膈肌壓為誘發跨膈肌壓。

 

通常采用足夠的（超強）刺激強度使所有的神經纖維興奮；

 

用單次、短時（0.1～0.2ms）刺激（顫搐性刺激）。

 

此法可避免主觀用力程度的影響，也有助于鑒別膈肌疲勞的類型（中樞性和外周性）和檢查膈神經功能，是臨床上比較容易應用和比較可靠的檢測膈肌功能的方法。

 

（1）檢測方法：檢查時受試者口含阻斷閥上的咬口做安靜自然呼吸。

 

在平靜呼氣末（FRC位）阻斷氣管（阻斷的方法

 

與MIP測定類似），并給予單次顫搐性刺激，記錄誘發的Pdi即為誘發跨膈肌壓（Pdi，t）。

 

刺激方法

 

可采用電或磁波刺激。

 

電刺激采用經皮無創刺激法。

 

把左右2個陽極（參照電極）用粘貼電極置于上胸部（常選用胸鎖關節處）；

 

而2個陰極（刺激電極）用柱狀金屬電極，在胸鎖乳突肌后緣、鎖骨上方4cm附近往內輕壓刺激膈神經。

 

根據刺激的效果，在局部調整位置及選用不同直徑的電極（2～10mm，常用6mm），以保證對膈神經的刺激效果，又不會引起明顯的頸部肌肉收縮為標準。

 

磁波刺激可以采用頸前部（部位同電刺激）、頸背部或胸前（胸骨上段）刺激法。

 

頸背部刺激時，受試者的頭部盡量前屈，使第7頸椎充分后凸，將刺激線圈的中央孔對準第7頸椎，緊貼頸背部，在平靜呼氣末給予刺激。

 

用體表電極法（第6、7肋間前端距肋緣上下各1cm處）記錄誘發的膈肌動作電位（actionpotential，AP）。

 

觀察顯示器上誘發的AP輸出來判斷刺激的效果和刺激量的恒定。

 

電刺激強度通常用20mA（電流型），每次放電時間為0.1～0.2ms；

 

磁波刺激用100%的強度（即2.0～2.5Tesla，放電持續時間50μs）。

 

（2）正常值：電刺激和磁波刺激誘發的Pdi，t結果有很好的相關性，多數的報道磁波刺激法的Pdi，t略高于電刺激法。

 

目前缺乏正常預計值。

 

多數的報道正常志愿者的Pdi，t為1.77～3.33kPa（18～34cmH2O）之間。

 

廣州呼吸疾病研究所的報道，在13例正常志愿者中，電刺激法的Pdi，t為（2.25±0.37）kPa［（22.9±3.8）］cmH2O，而磁波刺激法為（2.40±0.41）kPa［（24.5±4.2）cmH2O］。

 

當Pdi，t＜1.47kPa（15cmH2O）時，提示膈肌功能下降。

 

動態監測其變化，Pdi，t下降20%即可反映膈肌疲勞。

 

Pdi，t與Pdimax之間存在一定的比率。

 

電刺激法Pdi，t占Pdimax的17%～21%。

 

磁波刺激法Pdi，t占Pdimax的24%±6%。

 

（3）臨床意義：①可以較客觀地測定膈肌力量，不受自主努力程度或呼吸方式的影響；

 

②反映外周性疲勞，不受中樞的影響，因而有利于對外周性與中樞性疲勞的鑒別診斷

 

；

 

③測得的Pdi，t可反過來推算Pdimax的大小；

 

④判斷膈神經功能和神經傳導時間。

 

（4）注意事項：①采用經皮電刺激時，易由于肩頸部肌肉收縮使電極移位，影響刺激的效果。

 

所以，應選用合適的電極，同時注意刺激點與柱狀電極壓按的角度，保證有效的膈神經刺激。

 

監測誘發的膈肌AP，一旦AP下降則代表膈神經興奮不完全，要對電極位置進行調整。

 

②自主努力呼吸對Pdi，t的測定有一定的影響。

 

應在平靜呼氣末放松狀態下給予刺激。

 

③肺容量的改變對Pdi，t有明顯的影響。

 

因此，動態監測時要在相同體位和肺容量位（FRC位）下測定，才有較好的可比性。

 

5.呼吸肌耐力試驗呼吸肌耐受時間（Tlim）是指呼吸肌在特定強度的吸氣負荷下收縮所能維持而不發生疲勞的時間，Tlim越長代表耐力越好。

 

（1）檢測方法：Tlim測定時首先要測定Pdimax或MIP。

 

然后按照一定的百分比給予吸氣負荷。

 

受試者在負荷下用力呼吸，直至到出現疲勞的表現。

 

常用的吸氣負荷方法

 

有：①吸氣阻力法：最常用，通過縮小吸氣通道而產生阻力。

 

②吸氣閾值負荷法（thresholdload）：采用帶重力的活塞、電磁閥或其他吸氣閾值負荷裝置，受試者必須用力吸氣使氣管壓力降低到閾值壓力以下時才能把閥門打開產生吸氣氣流。

 

所以整個吸氣過程壓力比較恒定。

 

通過調整打開閥門的閾值壓力而調節吸氣負荷。

 

此法應用較容易。

 

③其他：持續最大通氣負荷（等CO2）法、反復的最大用力吸氣法、最大的可維持的恒定流量法等。

 

檢測時，調節好給予的吸氣負荷、吸氣時間和呼吸頻率（常用15/min），觀察可以耐受的呼吸時間。

 

采用節拍器指導受試者按節奏呼吸，通過示波器上的壓力波形進行自我調整，控制潮氣量在正常水平。

 

保證每次吸氣的負荷恒定。

 

通常用平均Pdi（mPdi）與Pdimax的比值或平均氣管負壓與MIP的比值（常選用50%～60%）作為設定的負荷指標。

 

直到受試者即使盡最大努力亦不能達到設定的壓力水平并連續3個呼吸周期以上時，即表示呼吸肌出現疲勞，記錄疲勞出現的時間，即為Tlim。

 

（2）正常值：因不同的實驗室的實驗條件而異。

 

廣州呼吸疾病研究所采用mPdi為Pdimax的50%，吸氣時間占呼吸周期時間的50%的條件，在40～65歲的正常男性中測得Tlim為9～12min，而中、重度慢性阻塞性肺疾患者的Tlim為2～5min。

 

（3）臨床意義：Tlim是反映呼吸肌耐力的重要指標。

 

（4）注意事項：①對負荷條件的標化。

 

為了使Tlim在不同的人群或疾病中具有可比性，需要在相同的負荷的狀態下檢測Tlim。

 

由于受試者的基礎的呼吸肌力量和呼吸周期不一致，所以，有必要采用標化的指標。

 

對于膈肌，可用每次吸氣產生的mPdi和Pdimax的比值作為標化的膈肌收縮強度；

 

用吸氣時間（Ti）與呼吸周期總時間（Ttot）的比值作為標化的收縮持續時間。

 

兩者綜合得出膈肌張力時間指數（TTdi）=mPdi/Pdimax×Ti/Ttot。

 

根據TTdi的原理，也可用口腔壓來計算張力時間指數（TTI）。

 

即用平均吸氣口腔壓（mPm）和MIP代替mPdi和Pdimax，可以計算TTI（TTI=mPm/MIP×Ti/Ttot）。

 

TTdi反映膈肌的負荷，而TTI反映吸氣肌的整體負荷。

 

②為了保證在吸氣阻力條件下還能維持正常潮氣量，可采用潮氣量監測和呼氣末二氧化化碳濃度監測。

 

6.膈肌肌電圖（eletromyography，EMG）膈肌EMG可通過食管電極、體表電極和經皮穿刺肌肉內電極測定，目前多數用食管電極檢測。

 

EMG由不同的頻率組成，其頻率主要在20～350Hz。

 

根據頻率分布規律的變化可發現早期呼吸肌疲勞。

 

（1）檢測方法：常用食管電極法。

 

EMG測定一般是與跨膈肌壓測定同時進行。

 

用帶多個電極（常用7～8個電極，組成3～5對的組合，取最好的信號做分析）的雙腔聚乙烯塑料囊管。

 

放置方法

 

同Pdi測定。

 

電極引出的信號經過差分放大器后，同步輸出到記錄系統和顯示器。

 

必要時調整囊管的位置，使EMG的信號振幅最大。

 

然后將管在鼻孔處固定。

 

信號記錄系統可以用電腦數據采集或磁帶記錄器。

 

通常同時錄入體表心電訊號，以便在分析時去除心電對EMG的干擾。

 

選擇吸氣相肌電信號做頻譜分析。

 

膈肌EMG結果的分析方法

 

包括活動強度的分析和頻率組成（功率譜）的分析。

 

活動強度的分析可以采用濾波后的平均信號強度（FRA）或信號平方均值的根（rootmeansquare，RMS）作為評價指標。

 

將最大吸氣努力時的FRA或RMS作為最大活動強度參考值。

 

實際的數據占最大參考值的百分比作為膈肌活動強度的指標。

 

跨膈壓與膈肌肌電活動強度的比值反映膈肌活動的效能。

 

功率譜的分析可以通過快速傅利葉轉換（FFT）分析，測定在不同頻率范圍的肌電的強度。

 

膈肌疲勞時其EMG頻譜的低頻成分（L：30～50Hz）增加，高頻成分（H：130～250Hz）減少；

 

相應地，中位頻譜（centroidfrequency，Fc，即全部功率譜分隔成高低各50%的頻率數值）降低。

 

（2）正常值：膈肌EMG的正常值受到不同的實驗室條件及個體差異的影響，Fc和H/L的正常值差異甚大。

 

根據多個實驗室的報道，Fc為70～120，而H/L多為0.5～1.2。

 

動態監測較有意義。

 

在吸氣阻力或運動試驗中，當Fc或H/L較試驗前降低20%，即表示有顯著性改變，提示存在早期的膈肌疲勞。

 

此改變先于肌力的下降。

 

膈肌活動強度和活動效能的指標目前缺乏正常參考值，主要用于比較前后的變化。

 

（3）臨床意義：膈肌EMG是預測膈肌疲勞和反映呼吸中樞驅動的常用指標。

 

在人工通氣撤機、吸氣阻力實驗或運動實驗中，均可觀察到在出現膈肌力量下降之前，先有EMG的改變呼吸肌功能測定正常值1.呼吸肌力量（RMS）：指呼吸肌最大收縮能力。

 

主要測定指標有：①最大吸氣壓（MIP）和最大呼氣壓（MEP）：它是對全部吸氣肌和呼氣肌強度的測定。

 

男性：MIP=143-0.55×年齡，MEP=268-1.03×年齡;女性：MIP=104-0.51×年齡，MEP=1呼吸肌功能測定臨床意義（1）慢性阻塞性肺疾病患者MIP較正常人低，MEP測定可無明顯變化，RME測定減低，且較RMS減低更為明顯。

 

（2）MIP可作為慢性阻塞性肺病呼吸衰竭患者是否進行機械通氣以及能否脫機的一項指標。

 

一般認為當MIP小于正常預計值30%時，易出現呼吸衰竭;MIP不能達到-1.96kPa（-20mmHg）時需機械通氣輔助;而對已應用機械通氣患者，若MIP不能達到上述指標，則常難成功脫機。

 

（3）Pdi和Pdimax均明顯下降時，考慮有膈肌疲勞，多見于重度慢性阻塞性肺疾病及神經肌肉疾病患者。

 

（4）呼吸肌功能測定并可作為評價呼吸肌鍛煉以及藥物治療

 

對呼吸肌功能影響的客觀指標。

 

 

引用：http://big5.wiki8.com/huxijigongnengceding_122477/