作者：李曉歐單位：四川大學(xué)華西醫(yī)院呼吸與危重癥醫(yī)學(xué)科

一、吸氣肌的組成與吸氣過程

參與人體吸氣的主要呼吸肌為膈肌和肋間外肌，當(dāng)吸氣不足或需要輔助呼吸肌參與的情況下，還會(huì)涉及胸鎖乳突肌、斜角肌群和胸小肌。一些慢性呼吸系統(tǒng)疾病患者的肋間外肌和膈肌會(huì)出現(xiàn)萎縮，但其輔助呼吸肌，特別是胸鎖乳突肌在吸氣時(shí)非常明顯。與吸氣不同，正常人在平靜呼氣時(shí)是被動(dòng)的彈性回縮，不做功，也不需要肌肉過多參與，但對于一些吸氣不足或呼吸困難患者，需要用力呼氣，此時(shí)就需要肋間內(nèi)肌、腹（腹直肌、腹外斜?。┘『脱郊∪旱膮⑴c。

二、呼吸肌的功能

（1）呼吸泵：膈肌每移動(dòng)1 cm，其貢獻(xiàn)的通氣量約為350 ml，占靜息呼吸的75%～80%，包括肋間外肌在內(nèi)的其他呼吸肌在正常呼吸中貢獻(xiàn)20%～25%。如果我們能夠有效地指導(dǎo)呼吸困難患者使用膈肌進(jìn)行呼吸（膈式呼吸），通氣效率將會(huì)提高。（2）咳嗽泵：如果膈肌和其他輔助呼吸肌有力，在咳嗽前可吸入充分的氣體，及時(shí)地閉合氣道，將咳嗽時(shí)的腹壓傳導(dǎo)至胸腔而產(chǎn)生較大的胸腔內(nèi)正壓，從而形成有效咳嗽。（3）易萎縮：膈肌發(fā)生廢用性萎縮的速度是其他骨骼肌的8倍。ICU患者一旦進(jìn)行氣切或插管，膈肌功能障礙發(fā)生率為40%～60%，這也增加了脫機(jī)拔管的困難。

（4）其他：姿勢控制，核心穩(wěn)定性，胃腸蠕動(dòng)，胃食管反流，吞咽。

三、呼吸肌功能的影響因素

通常情況下，直立位對健康人的膈肌影響較小。當(dāng)健康人處于臥位時(shí)，腹內(nèi)容物會(huì)對膈肌產(chǎn)生一定的壓迫（尤其是肥胖患者），使膈肌移動(dòng)度下降，肺內(nèi)氣體擴(kuò)散不均勻，胸廓順應(yīng)性降低，功能殘氣量減少約1 L。對于本身就有肺部病變的患者而言，臥位會(huì)導(dǎo)致背部、底膈上肺泡塌陷或不張，同時(shí)，分泌物或滲出物容易積聚于肺后背部，不易引流，這種情況多需要體位引流或氣管鏡清除分泌物。另外，對于接受鎮(zhèn)靜和肌松藥物的ICU患者，其膈肌處于廢用狀態(tài)。老年人也會(huì)有明顯的膈肌肌力下降，從而導(dǎo)致肺部感染風(fēng)險(xiǎn)升高。研究發(fā)現(xiàn)，老年人的膈肌肌力下降23%，膈肌萎縮主要影響快收縮易疲勞型（FF）和快收縮中度易疲勞型（Fint）型運(yùn)動(dòng)單位，導(dǎo)致最大跨膈壓下降。老年患者的呼吸功能得以保留，即使是深呼吸也不受影響，但咳嗽能力下降，這也是老年人更易發(fā)生肺部感染的重要原因之一。有研究根據(jù)是否接受抗感染藥物治療將患者分為感染組和無感染組，結(jié)果顯示感染組膈肌肌力明顯低于無感染組，這說明肺部感染與膈肌肌力下降有關(guān)，但其因果關(guān)系并不能在這一研究中體現(xiàn)出來。一項(xiàng)研究對慢阻肺患者的膈肌進(jìn)行了電鏡檢查，觀察正常肌節(jié)和損傷肌節(jié)的變化，發(fā)現(xiàn)慢阻肺患者膈肌肌球蛋白減少30％（輕、中度），膈肌肌纖維橫截面積減少40％～60％（重度），膈肌肌節(jié)斷裂，Z線消失，肌絲錯(cuò)位和連接蛋白丟失；出現(xiàn)內(nèi)核及小角纖維；纖維中膠原蛋白沉積增多、線粒體異常（巨大、大量嵴減少、絮狀、髓樣及空泡樣變）（中、重度）。所以，即使是輕度的慢阻肺，其膈肌功能也已經(jīng)受損。此外，肺氣腫會(huì)導(dǎo)致膈肌低平，使膈肌纖維類型改變，由快肌纖維變?yōu)槁±w維，導(dǎo)致膈肌萎縮，加之慢性炎癥及氧化應(yīng)激對膈肌的損傷，使膈肌負(fù)荷和膈肌功能失代償，最終導(dǎo)致呼吸衰竭。也有少量針對間質(zhì)性肺疾?。↖LD）膈肌功能的研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：與健康受試者相比，ILD患者深呼吸時(shí)的膈肌移動(dòng)度下降41%，膈肌增厚分?jǐn)?shù)下降53%，這說明ILD患者的膈肌功能也已經(jīng)受損。

無創(chuàng)通氣與膈肌功能障礙也相互影響。膈肌功能障礙患者更容易出現(xiàn)無創(chuàng)通氣失敗，而且死亡率更高。而無創(chuàng)通氣失敗患者的膈肌增厚分?jǐn)?shù)僅有14.3%。正常情況下，如果膈肌增厚分?jǐn)?shù)低于20%，不建議脫離無創(chuàng)通氣，而是需要進(jìn)一步的呼吸支持。正常膈肌在收縮時(shí)會(huì)表現(xiàn)出血流供應(yīng)增加以滿足收縮活動(dòng)的供氧需求。機(jī)械通氣時(shí)間延長導(dǎo)致膈肌血流供應(yīng)能力下降且通氣時(shí)間越長，血流供應(yīng)越少。這種損害的結(jié)果可能是導(dǎo)致脫機(jī)困難的主要原因。動(dòng)物研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)增加PEEP時(shí)，大鼠的膈肌長度會(huì)變短，而且產(chǎn)生的最大肌力會(huì)下降（即縱向萎縮）。

四、呼吸肌功能的評估

（一）呼吸肌力量的測定（1）最大吸氣壓（MIP）：指在殘氣位（RV）或功能殘氣位（FRC），氣道阻斷時(shí)，用最大努力吸氣能產(chǎn)生的最大口腔壓。MIP反映的是全部吸氣肌的綜合吸氣力量。（2）最大呼氣壓（MEP）：指在肺總量（TLC），氣道阻斷時(shí)，用最大努力呼氣能產(chǎn)生的最大口腔壓。MEP反映的是全部呼氣肌的綜合吸氣力量。當(dāng)MEP超過100 cmH2O，表示咳嗽及排痰能力可。（3）跨膈壓（Pdi）和最大跨膈壓（Pdimax，Mpdi）：Pdi是吸氣相腹內(nèi)壓（胃內(nèi)壓Pgas）-胸內(nèi)壓（食道內(nèi)壓Peso）的差值。Mpdi是功能殘氣位或殘氣位，氣道阻斷狀態(tài)下，以最大努力吸氣時(shí)產(chǎn)生的Pdi最大值。Mpdi正常值：男性≥98 cmH2O，女性≥50 cmH2O。Pdi和Mpdi可以通過膈神經(jīng)電刺激法、磁波膈神經(jīng)刺激法測得。（二）呼吸肌耐力的測定（1）膈肌張力時(shí)間指數(shù)（Ttdi）：是膈肌做功的個(gè)體化定量指標(biāo)，呼吸肌做功大小主要取決于收縮力和收縮持續(xù)時(shí)間。Pdi的平均值和Pdimax比值反映收縮強(qiáng)度，吸氣時(shí)間（Ti）與呼吸周期總時(shí)間（Ttot）比值反映膈肌收縮持續(xù)時(shí)間。Ttdi計(jì)算公式為：Ttdi=Pdi/Pdimax × Ti/Ttot。其正常值為0.02，吸氣阻力負(fù)荷下Ttdi明顯升高。Ttdi=0.15定義為膈肌疲勞閾值，高于此值時(shí)，膈肌就有可能在45 min內(nèi)發(fā)生疲勞，插管風(fēng)險(xiǎn)高。Ttdi增加反映膈肌功能儲(chǔ)備減少。慢阻肺穩(wěn)定期患者的Ttdi為0.05，而在急性發(fā)作情況下，如果Ttdi高于0.15，膈肌容易發(fā)生疲勞。（2）呼吸肌肉耐受時(shí)間（Tlim）：特定強(qiáng)度的吸氣阻力或特定的Ttdi負(fù)荷下收縮所能維持不發(fā)生疲勞的時(shí)間。Tlim與Ttdi變化成反比，公式為：Tlim=0.1（Ttdi）-3.6。（3）其他：除了上述，我們還可以通過胸片、橫膈X線、肺功能、膈肌超聲和肌電圖等進(jìn)行膈肌功能的量化評估。一般來說，正常人的胸片，右側(cè)膈肌會(huì)略高于左側(cè)膈肌（高出1～2個(gè)肋間不等），但如果左側(cè)膈肌明顯高于右側(cè)膈肌，就要考慮單側(cè)膈肌功能障礙的可能（圖1），需要進(jìn)一步檢查。圖1  正常人與單側(cè)膈肌功能障礙患者胸片比較膈肌疲勞時(shí)，肌電圖頻譜低頻（L：20～48 Hz）增加，高頻（H：150～350 Hz）減少，中位頻率（FC）降低。FC或H/L比基礎(chǔ)值下降20%，表示顯著改變。還可顯示疲勞早期改變。圖2所示為我院一例右側(cè)膈肌癱瘓患者的肌電圖，可以明顯看到電刺激后，其右側(cè)膈神經(jīng)波幅僅有0.1 mV，幾乎沒有任何變化。圖2  右側(cè)膈肌癱瘓患者膈肌肌電圖此外，膈肌超聲也可以用于評估膈肌功能，能夠進(jìn)行十余項(xiàng)檢查，可以測定吸氣/深吸氣時(shí)膈肌移動(dòng)度、膈肌肌層厚度、膈肌是否有異?；顒?dòng)等。（三）呼吸形式的改變

通過觀察呼吸形式的改變，如淺快呼吸、腹式矛盾呼吸、輔助呼吸肌參與明顯，也可以評估呼吸肌功能障礙。

五、呼吸肌功能障礙的治療

（一）呼吸肌訓(xùn)練如果常規(guī)的撤機(jī)方法得不到滿意的效果，并且出現(xiàn)明顯的呼吸肌無力，可以考慮呼吸肌的訓(xùn)練，常采用吸氣肌抗阻訓(xùn)練主動(dòng)式訓(xùn)練，需患者主動(dòng)配合，部分患者受限于意識(shí)障礙，呼吸困難，有時(shí)難以完成和堅(jiān)持。目前主流的呼吸肌訓(xùn)練方式有機(jī)械閾值負(fù)荷訓(xùn)練和漸減流阻負(fù)荷訓(xùn)練。漸減流阻負(fù)荷的整體訓(xùn)練量要多于機(jī)械閾值負(fù)荷。因此，對于慢性病患者，推薦進(jìn)行漸減流阻負(fù)荷訓(xùn)練，而對于重癥患者，推薦進(jìn)行機(jī)械閾值負(fù)荷訓(xùn)練。（二）膈肌和/或膈神經(jīng)電刺激對于昏迷患者或肌肉無力患者，可以進(jìn)行被動(dòng)的、無需患者配合的膈肌和/或膈神經(jīng)電刺激，其原理是通過電刺激膈神經(jīng)促進(jìn)膈肌收縮，使膈肌得到規(guī)律有效的訓(xùn)練，這種方法可以直接訓(xùn)練/啟動(dòng)膈肌，更高效；對心血管循環(huán)需求少，是重癥和急性期患者的安全之選。膈肌和/或膈神經(jīng)電刺激主要分為植入式膈肌起搏（IDP）和體外膈肌起搏（EDP）兩種。IDP一般用于高位截癱患者，EDP更多用于普通病房和ICU患者。EDP看似操作簡單，但有1/3的患者治療無效，這可能與膈神經(jīng)解剖變異有關(guān)。EDP的機(jī)制主要是：通過體表電極刺激膈神經(jīng)，使膈肌規(guī)律的收縮和舒張，膈肌血流量和移動(dòng)度都增加，進(jìn)而使通氣量和二氧化碳排出量也增多，可以代償性改善呼吸困難；隨著膈肌收縮和舒張，吸氣量和呼氣速度也相應(yīng)增加，可輔助排痰；此外，膈肌的規(guī)律舒縮還可以預(yù)防廢用性萎縮，防止機(jī)械通氣導(dǎo)致的膈肌離心/應(yīng)力損傷，輔助脫機(jī)、拔管、脫氧。（三）膈肌保護(hù)性機(jī)械通氣呼吸機(jī)支持過高，呼吸努力降低，導(dǎo)致膈肌廢用性萎縮；呼吸機(jī)支持過低，呼吸努力過高，會(huì)出現(xiàn)膈肌損傷。如果維持生理性的呼吸努力，可以保護(hù)膈肌。

膈肌保護(hù)性機(jī)械通氣的原則：①滴定呼吸機(jī)支持；②保持跨膈壓；③保持膈肌增厚分?jǐn)?shù)15%～30%；④對Tfdi>30%～50%的患者在其他呼吸參數(shù)的監(jiān)測下，增加呼吸支持。

六、康復(fù)方案實(shí)施中的疑問及解決

（1）對于遺傳性肌病、肌營養(yǎng)不良，以骨骼肌受累為主，呼吸肌受累更明顯的患者，進(jìn)行四肢骨骼肌及呼吸肌訓(xùn)練安全嗎？患者能受益嗎？在康復(fù)中我們需關(guān)注哪些注意事項(xiàng)？對于成人的遺傳性肌病和肌營養(yǎng)不良癥，適當(dāng)?shù)挠?xùn)練和體育活動(dòng)通常是安全的。力量訓(xùn)練的目的是保持現(xiàn)有肌力或延緩肌肉無力的進(jìn)展。有氧運(yùn)動(dòng)和力量訓(xùn)練可能對患者有效，運(yùn)動(dòng)引起的心血管變化與健康人的變化相當(dāng)。耐力訓(xùn)練、力量訓(xùn)練和呼吸肌訓(xùn)練可能會(huì)有所幫助，日?；顒?dòng)、生活質(zhì)量和攝氧量（VO2max）都有所改善。通過對肌酸激酶測量及肌肉活檢未發(fā)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)引起的肌肉損傷。（2）臨床中哪些情況需要評估呼吸肌？有哪些評估方式？建議下列患者進(jìn)行呼吸肌評估：無法解釋的呼吸困難；氣促；咳嗽有效性下降（伴反復(fù)感染）；全身肌肉無力；講話時(shí)只能用短句；端坐呼吸（仰臥位時(shí)呼吸困難）；輔助呼吸肌參與明顯；胸腹矛盾運(yùn)動(dòng)；在清醒或睡眠期間出現(xiàn)二氧化碳潴留，特別是在沒有嚴(yán)重氣流阻塞的情況下無法解釋的肺活量下降；脫機(jī)失敗尤其是在大于7天機(jī)械通氣情況；慢阻肺、囊性纖維化、非囊性纖維化支氣管擴(kuò)張癥、間質(zhì)性肺疾病等慢性呼吸系統(tǒng)疾病患者。呼吸肌評估方式包括：胸片，膈肌X線透視，肺功能，膈肌及輔助呼吸肌超聲，MIP、MEP測定，呼吸肌耐力測試，膈肌肌電圖，經(jīng)電或磁刺激顫搐跨膈壓，咳嗽峰流量（CPF）測定。（3）對于發(fā)現(xiàn)肌肉功能障礙的患者，如果出現(xiàn)睡眠呼吸暫停，在康復(fù)中我們需要關(guān)注哪些注意事項(xiàng)？阻塞性睡眠呼吸暫停（obstructive sleep apnea，OSA）發(fā)病機(jī)制PALM模型的提出為OSA治療提供了嶄新的思路。上氣道擴(kuò)張肌功能障礙為重要的環(huán)節(jié)之一，與OSA的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)，但有關(guān)研究非常少。上氣道擴(kuò)張肌的解剖包括張力性肌群（腭帆張肌，整個(gè)呼吸周期中均維持一定的張力，保持氣道開放）和位相性肌群（額舌肌，腭帆提肌，在吸氣運(yùn)動(dòng)時(shí)處于高活性狀態(tài)，使氣道開放并保持一定強(qiáng)度，抵抗氣道負(fù)壓引起的塌陷）。上氣道擴(kuò)張肌的調(diào)控機(jī)制涉及腦干模式神經(jīng)元的神經(jīng)驅(qū)動(dòng)、上氣道壓力感受器的反射輸入、二氧化碳或低氧引起的化學(xué)驅(qū)動(dòng)。如果上氣道擴(kuò)張肌驅(qū)動(dòng)減少、肌肉協(xié)調(diào)性不佳，或者由于肥胖導(dǎo)致的肌間脂肪堆積、肌肉肥大及肌纖維類型改變（慢肌纖維比例下降），可能導(dǎo)致肌纖維功效低下，使上氣道解剖受損，都可能導(dǎo)致上氣道肌群功能障礙，進(jìn)而導(dǎo)致OSA的發(fā)生。對于OSA患者，可以嘗試使用下列方法：①藥物治療：睡眠期間上氣道擴(kuò)張肌活性下降的神經(jīng)調(diào)控藥物，如昂丹司瓊、氟西汀、普羅替林；②舌下神經(jīng)刺激：通過電刺激舌下神經(jīng)使頦舌肌收縮，保持上氣道開放。分為有創(chuàng)的舌下神經(jīng)刺激和無創(chuàng)經(jīng)皮電刺激。國外研究顯示舌下神經(jīng)刺激可以降低呼吸暫停低通氣指數(shù)（AHI），尤其是有創(chuàng)的舌下神經(jīng)刺激，在治療5年后仍然有獲益。

口面肌功能治療（orofacial myofunctional therapy，OMT）包括針對口腔和口咽結(jié)構(gòu)的等張力和等長運(yùn)動(dòng)，目的是增加肌肉張力耐力和咽周圍肌肉的協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)。肌功能療法有助于兒童和成人OSA患者重新定位舌頭，改善鼻腔呼吸，并增加肌肉張力。OMT在單一或聯(lián)合靶向治療OSA中的有效性需要多中心臨床研究證實(shí)。

七、總結(jié)

呼吸肌功能障礙是ICU患者及呼吸病房患者的常見問題，但常常被忽視。呼吸肌功能可以是量化的指標(biāo)，通過多維度進(jìn)行評估，ICU患者更多需要采取被動(dòng)方式監(jiān)測。呼吸肌的鍛煉需要選擇合適的時(shí)機(jī)，制定個(gè)體化方案，進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測，尤其是病因的分析，結(jié)合病因的呼吸肌功能訓(xùn)練在臨床中非常重要。

參考文獻(xiàn)（向下滑動(dòng)查看全部文獻(xiàn)）

[1] Polkey MI, Harris ML, Hughes PD, et al. The contractile properties of the elderly human diaphragm[J]. Am J Respir Crit Care Med, 1997, 155(5):1560-1564.

[2] Supinski GS, Morris PE, Dhar S, et al. Diaphragm Dysfunction in Critical Illness[J]. Chest, 2018, 153(4):1040-1051. 

[3] Ottenheijm CA, Heunks LM, Li YP, et al. Activation of the ubiquitin-proteasome pathway in the diaphragm in chronic obstructive pulmonary disease[J]. Am J Respir Crit Care Med, 2006, 174(9):997-1002.

[4] Levine S, Kaiser L, Leferovich J, et al. Cellular adaptations in the diaphragm in chronic obstructive pulmonary disease[J]. N Engl J Med, 1997, 337(25):1799-1806. 

[5] Orozco-Levi M, Lloreta J, Minguella J, et al. Injury of the human diaphragm associated with exertion and chronic obstructive pulmonary disease[J]. Am J Respir Crit Care Med, 2001, 164(9):1734-1739. 

[6] Scott A, Wang X, Road JD, et al. Increased injury and intramuscular collagen of the diaphragm in COPD: autopsy observations[J]. Eur Respir J, 2006, 27(1):51-59. 

[7] Santana PV, Prina E, Albuquerque ALP, et al. Identifying decreased diaphragmatic mobility and diaphragm thickening in interstitial lung disease: the utility of ultrasound imaging[J]. J Bras Pneumol, 2016, 42(2):88-94. 

[8] Antenora F, Fantini R, Iattoni A, et al. Prevalence and outcomes of diaphragmatic dysfunction assessed by ultrasound technology during acute exacerbation of COPD: A pilot study[J]. Respirology, 2017, 22(2):338-344.

[9] Lindqvist J, van den Berg M, van der Pijl R, et al. Positive End-Expiratory Pressure Ventilation Induces Longitudinal Atrophy in Diaphragm Fibers[J]. Am J Respir Crit Care Med, 2018, 198(4):472-485. 

[10] Masmoudi H, Coirault C, Demoule A, et al. Can phrenic stimulation protect the diaphragm from mechanical ventilation-induced damage[J]. Eur Respir J, 2013, 42(1):280-283.

[11] Fossmo HL, Holtebekk E, Giltvedt K, et al. Physical exercise in adults with hereditary neuromuscular disease[J]. Tidsskr Nor Laegeforen, 2018, 138(11). doi: 10.4045/tidsskr.17.1024.

[12] 李慶云, 張柳. 阻塞性睡眠呼吸暫停發(fā)病的上氣道擴(kuò)張肌機(jī)制及對策[J]. 中華結(jié)核和呼吸雜志, 2023, 46(12):1154-1156.

[13] Koka V, De Vito A, Roisman G, et al. Orofacial Myofunctional Therapy in Obstructive Sleep Apnea Syndrome: A Pathophysiological Perspectivep[J]. Medicina (Kaunas), 2021, 57(4):323.

作者簡介

李曉歐四川大學(xué)華西醫(yī)院呼吸與危重癥醫(yī)學(xué)科 副主任醫(yī)師  醫(yī)學(xué)博士四川大學(xué)華西醫(yī)院呼吸病學(xué)及美國哈佛大學(xué)聯(lián)合培養(yǎng)博士國家PCCM專培優(yōu)秀畢業(yè)學(xué)員、華西青年榜樣中國康復(fù)醫(yī)學(xué)會(huì)青年委員學(xué)組副組長及呼吸康復(fù)專業(yè)委員會(huì)秘書四川省康復(fù)醫(yī)學(xué)會(huì)呼吸康復(fù)分會(huì)常委、青委學(xué)組組長、重癥康復(fù)學(xué)組副組長美國胸科學(xué)會(huì)會(huì)員，歐洲呼吸協(xié)會(huì)會(huì)員第一作者或通訊作者發(fā)表SCI文章10余篇及雙核心期刊多篇參編專著2部，編譯著作2部，執(zhí)筆指南1部

相關(guān)知識(shí)

重癥科普——ICU患者的早期康復(fù)訓(xùn)練
老年人呼吸功能訓(xùn)練患者的康復(fù)指導(dǎo)
無軌跡肌力評估與訓(xùn)練系統(tǒng)
肺癌患者術(shù)后的呼吸訓(xùn)練
吸氣肌訓(xùn)練對腦卒中后偏癱患者吸氣肌功能及心肺適能的影響 心臟康復(fù)網(wǎng)—心臟康復(fù)領(lǐng)域?qū)I(yè)學(xué)術(shù)平臺(tái)
康復(fù)科護(hù)士的言語康復(fù)與呼吸訓(xùn)練指導(dǎo).pptx
早期認(rèn)知康復(fù)訓(xùn)練對患有認(rèn)知障礙的重癥患者意義重大
4S呼吸肌康復(fù)訓(xùn)練對慢性心力衰竭患者心肺功能的影響分析 心臟康復(fù)網(wǎng)—心臟康復(fù)領(lǐng)域?qū)I(yè)學(xué)術(shù)平臺(tái)
【呼吸訓(xùn)練】心肺康復(fù)基礎(chǔ)：呼吸動(dòng)力及訓(xùn)練
重癥監(jiān)護(hù)后綜合征（PICS）患者多模式康復(fù)指南

網(wǎng)址: ICU患者呼吸肌功能評估與訓(xùn)練 http://m.u1s5d6.cn/newsview541049.html