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呼吸肌功能测定

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1 拼音

hū xī jī gōng néng cè dìng

2 概述

呼吸肌功能测定指用于评价呼吸肌疲劳或呼吸功能衰竭,协助诊断及指导治疗的一种肺功能检查项目。

呼吸肌是呼吸运动的驱动力(呼吸泵)。呼吸肌功能的下降,对肺的通气功能、呼吸困难呼吸衰竭均有重要的影响。近20多年来,对呼吸肌功能的检测方法、各种疾病过程中呼吸肌功能的异常及其与通气功能不全的关系进行了较深入广泛的研究,促进了呼吸肌功能检测从病理生理研究过渡到临床检测。呼吸肌功能下降可以表现为疲劳或无力。呼吸肌疲劳是指呼吸肌在负荷下活动而导致其产生力量和(或)速度的能力下降,这种能力的下降可通过休息而恢复。与之相比,呼吸肌无力是指已充分休息的肌肉产生力量和(或)速度的能力下降。尽管正常人在自然呼吸条件下,呼吸肌不会出现疲劳,但在外加吸气阻力负荷下,或疾病使呼吸肌收缩力降低和负荷增加时,有可能出现疲劳。

3 呼吸肌功能测定适用范围

呼吸肌功能测定的适应证如下:

1.呼吸肌功能状态的评价。

2.人工通气判断能否撤机的参考指标。

3.其他:神经传导功能等。

4.慢性阻塞性肺病、神经肌肉疾病等。

4 禁忌

1.需要最大用力的检查,不宜用于气胸、颅内高压和颅内出血患者

2.需要放置食管和胃囊管的检查,不宜用于食管梗阻、胃穿孔上消化道出血和吞咽障碍者。

3.磁波刺激膈神经法不宜应用于有癫痫发作、颅内损伤和安装心脏起搏器或其他起搏器者。

5 准备

1.测定前做好仪器的准备和严格消毒

2.测试前应了解患者的病情、诊断及临床医师申请目的。。

3.备好必要的急救药物、器械、氧气等,以备应急使用。

4.向患者介绍目的、方法,取得患者的配合。

6 方法

常用的测定方法包括:①最大口腔吸气压和呼气压;②跨膈肌压与最大跨膈肌压;③电或磁波刺激膈神经诱发的跨膈肌压;④耐力试验;⑤膈肌肌电图等。

6.1 1.最大吸气压(maximal inspiratory pressure,MIP)

最大吸气压是指在功能残气量位(FRC),气流阻断状态下,用最大努力吸气能产生的最大吸气口腔压。

(1)检测方法:受试者口含连接三通阀的咬口器,三通阀先通空气,夹上鼻夹,注意口角勿漏气。受试者先做几次自然呼吸,然后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,吸气时则阻断气管),在呼气末嘱受试者做最大努力吸气,持续1.5~3s。记录最大的吸气负压。

(2)正常值:成人男性为(11.8±3.63)kPa[(118.4±37.2)cmH­O],成人女性为(8.00±2.94)kPa[(84.5±30.3)cmH2O]。MIP变异较大,临床上作粗略估计时,以最低值为标准,男性≥7.36kPa(75cmH2O),女性≥4.90kPa(50cmH2O),属于正常范围。

(3)临床意义:由于MIP的检测简易、无创,所以是常用的吸气肌功能检测的指标。MIP值<-5.88kPa(-60cmH2O)[即绝对值>5.88kPa(60cmH2O)]时,可排除呼吸肌无力引起的呼吸困难。当MIP<正常预计值的30%,易出现呼吸衰竭。对于人工通气患者,MIP值<-2.94kPa(-30cmH2O)[即绝对值>2.94kPa(30cmH2O)]脱机容易成功,MIP值>-1.96kPa(-20cmH2O)[即绝对值<1.96kPa(20cmH2O)]时,多数脱机失败。

(4)注意事项

①MIP测定时,对用力的依赖性强,受患者努力程度和操作人员的影响。容易有低估患者的MIP值的情况,在危重病患者的检测中尤为明显。所以强调反复多次检查,其误差应<20%。重复性好的结果的可靠性较大。临床应用时需要综合分析结果的可靠性。

②为保证吸气时声门开放和避免颊面肌肉对MIP测定的影响,连接咬口器的管壁上需要有一个内径为1.5~2.0mm的小孔大气相通。

③MIP与肺容积有密切关系,在残气量时测定值最大,在肺总量时则近于零。所以,要注意控制在平静呼气末功能残气位测定。

6.2 2.最大呼气压(maximal expiratory pressure,MEP)

最大呼气压是指在肺总量位(TLC),气管阻断条件下,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)检测方法:与MIP测定基本类似。主要区别是①要求受试者吸气至肺总量位后阻断气管状态下,嘱受试者做最大努力呼气,持续1~2s。②亦可测定咳嗽时食管压来推算MEP。

(2)正常值:健康成人男性为(13.2±2.94kPa)[(139.8±30.2)cmH2O],健康成人女性为(9.11±1.96)kPa[(95.3±20.1)cmH2O]。临床上简易判断,通常在男性MEP>9.81kPa(100cmH2O),女性MEP>7.85kPa(80cmH2O),即表示在正常范围,再高亦无更多的临床意义。

(3)临床意义:可用于评价神经肌肉疾病患者的呼气肌功能。也用于评价患者的咳嗽及排痰能力。

6.3 3.最大跨膈肌压(maximal transdiaphragmatic pressure,Pdimax)

跨膈肌压(transdiaphragmatic pressure,Pdi)为腹内压(abdominal pressure,Pab),与胸内压(pleural pressure,Ppl)的差值(Pdi=Pab-Ppl)。在实际测定中,常用胃内压(gastric pressure,Pga)来代表Pab,用食管压(esophageal pressure,Peso)来代表Ppl,所以Pdi=Pga-Peso。最大跨膈肌压(maximal transdiaphragmatic pressure,Pdimax)是指在功能残气位、气管阻断状态下,以最大努力吸气时产生的Pdi最大值。

(1)检测方法:鼻腔及咽部表面麻醉和用1%的麻黄碱收缩鼻黏膜后,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,压力接近大气压)放置到胃(深度约60cm)。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0.5ml气体。让受试者间断吸鼻和监测压力变化的同时,逐渐将食管囊管从胃往回拉,当压力从正压变为负压时,代表囊管到达食管贲门。再将囊管往上拉10cm,使囊管位于食管中下1/3交界处(深度40~45cm)。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)。测定时,受试者口含连接三通阀的咬口器,三通阀先通空气,夹上鼻夹,注意口角勿漏气。让受试者平静呼气至功能残气位时,转动三通阀阻断气管,立即嘱受试者做最大努力吸气,记录的Pdi最大值为Pdimax。做最大努力吸气的方法可以用自然用力吸气法、鼓腹法、收腹吸气法和荧光屏显示压力反馈导法等。另一测定方法为最大吸鼻跨膈肌压(Pdi sniff)。受试者呼气至功能残气位,嘱其以最大的力量吸鼻,记录Pdi值。不同方法测量的结果有一定的差异。通常建议测定5~10次,起码有3次的变异<15%。

(2)正常值:至今尚无公认的Pdimax正常预计值公式。Milic-Emili等报道男性为(10.6±2.89)kPa[(108±30)cmH2O],女性为(6.4±3.0)kPa[(65±31)cmH2O]。广州呼吸疾病研究所对26例40岁以上的正常男性测定结果为(13.2±2.8)kPa[(136±29)cmH2O]。由于Pdimax在正常人群中的变异较大,所以比正常平均值降低40%以上才能肯定为异常。在同一病例的动态观察中,Pdimax降低20%代表膈肌疲劳。

(3)临床意义:Pdimax特异性地反映膈肌做最大收缩时所能产生的压力。当Pdimax明显下降代表有膈肌无力或疲劳的存在,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。

(4)注意事项: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肺容量对Pdimax有明显的影响,一般统一在功能残气位测定;③通常宜同时测定Pdimax和Pdi sniff,取最大值作为Pdimax。

6.4 4.膈神经刺激诱发的跨膈肌压(Pdi,t)

用电或磁波刺激颈部膈神经诱发膈肌收缩时产生的跨膈肌压为诱发跨膈肌压。通常采用足够的(超强)刺激强度使所有的神经纤维兴奋;用单次、短时(0.1~0.2ms)刺激(颤搐性刺激)。此法可避免主观用力程度的影响,也有助于鉴别膈肌疲劳的类型(中枢性和外周性)和检查膈神经功能,是临床上比较容易应用和比较可靠的检测膈肌功能的方法。

(1)检测方法:检查时受试者口含阻断阀上的咬口做安静自然呼吸。在平静呼气末(FRC位)阻断气管(阻断的方法与MIP测定类似),并给予单次颤搐性刺激,记录诱发的Pdi即为诱发跨膈肌压(Pdi,t)。刺激方法可采用电或磁波刺激。电刺激采用经皮无创刺激法。把左右2个阳极(参照电极)用粘贴电极置于上胸部(常选用胸锁关节处);而2个阴极(刺激电极)用柱状金属电极,在胸锁乳突肌后缘、锁骨上方4cm附近往内轻压刺激膈神经。根据刺激的效果,在局部调整位置及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为标准。磁波刺激可以采用颈前部(部位同电刺激)、颈背部或胸前(胸骨上段)刺激法。颈背部刺激时,受试者的头部尽量前屈,使第7颈椎充分后凸,将刺激线圈的中央孔对准第7颈椎,紧贴颈背部,在平静呼气末给予刺激。用体表电极法(第6、7肋间前端距肋缘上下各1cm处)记录诱发的膈肌动作电位(action potential,AP)。观察显示器上诱发的AP输出来判断刺激的效果和刺激量的恒定。电刺激强度通常用20 mA(电流型),每次放电时间为0.1~0.2ms;磁波刺激用100%的强度(即2.0~2.5Tesla,放电持续时间50μs)。

(2)正常值:电刺激和磁波刺激诱发的Pdi,t结果有很好的相关性,多数的报道磁波刺激法的Pdi,t略高于电刺激法。目前缺乏正常预计值。多数的报道正常志愿者的Pdi,t为1.77~3.33kPa(18~34cmH2O)之间。广州呼吸疾病研究所的报道,在13例正常志愿者中,电刺激法的Pdi,t为(2.25±0.37)kPa[(22.9±3.8)]cmH2O,而磁波刺激法为(2.40±0.41)kPa[(24.5±4.2)cmH2O]。当Pdi,t<1.47kPa(15cmH2O)时,提示膈肌功能下降。动态监测其变化,Pdi,t下降20%即可反映膈肌疲劳。Pdi,t与Pdimax之间存在一定的比率。电刺激法Pdi,t占Pdimax的17%~21%。磁波刺激法Pdi,t占Pdimax的24%±6%。

(3)临床意义:①可以较客观地测定膈肌力量,不受自主努力程度或呼吸方式的影响;②反映外周性疲劳,不受中枢的影响,因而有利于对外周性与中枢性疲劳的鉴别诊断;③测得的Pdi,t可反过来推算Pdimax的大小;④判断膈神经功能和神经传导时间。

(4)注意事项:①采用经皮电刺激时,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。监测诱发的膈肌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。②自主努力呼吸对Pdi,t的测定有一定的影响。应在平静呼气末放松状态下给予刺激。③肺容量的改变对Pdi,t有明显的影响。因此,动态监测时要在相同体位和肺容量位(FRC位)下测定,才有较好的可比性

6.5 5.呼吸肌耐力试验

呼吸肌耐受时间(Tlim)是指呼吸肌在特定强度的吸气负荷下收缩所能维持而不发生疲劳的时间,Tlim越长代表耐力越好。

(1)检测方法:Tlim测定时首先要测定Pdimax或MIP。然后按照一定的百分比给予吸气负荷。受试者在负荷下用力呼吸,直至到出现疲劳的表现。常用的吸气负荷方法有:①吸气阻力法:最常用,通过缩小吸气通道而产生阻力。②吸气阈值负荷法(threshold load):采用带重力的活塞、电磁阀或其他吸气阈值负荷装置,受试者必须用力吸气使气管压力降低到阈值压力以下时才能把阀门打开产生吸气气流。所以整个吸气过程压力比较恒定。通过调整打开阀门的阈值压力而调节吸气负荷。此法应用较容易。③其他:持续最大通气负荷(等CO2)法、反复的最大用力吸气法、最大的可维持的恒定流量法等。

检测时,调节好给予的吸气负荷、吸气时间和呼吸频率(常用15/min),观察可以耐受的呼吸时间。采用节拍器指导受试者按节奏呼吸,通过示波器上的压力波形进行自我调整,控制潮气量在正常水平。保证每次吸气的负荷恒定。通常用平均Pdi(mPdi)与Pdimax的比值或平均气管负压与MIP的比值(常选用50%~60%)作为设定的负荷指标。直到受试者即使尽最大努力亦不能达到设定的压力水平并连续3个呼吸周期以上时,即表示呼吸肌出现疲劳,记录疲劳出现的时间,即为Tlim。

(2)正常值:因不同的实验室的实验条件而异。广州呼吸疾病研究所采用mPdi为Pdimax的50%,吸气时间占呼吸周期时间的50%的条件,在40~65岁的正常男性中测得Tlim为9~12 min,而中、重度慢性阻塞性肺疾患者的Tlim为2~5 min。

(3)临床意义:Tlim是反映呼吸肌耐力的重要指标。

(4)注意事项:①对负荷条件的标化。为了使Tlim在不同的人群或疾病中具有可比性,需要在相同的负荷的状态下检测Tlim。由于受试者的基础的呼吸肌力量和呼吸周期不一致,所以,有必要采用标化的指标。对于膈肌,可用每次吸气产生的mPdi和Pdimax的比值作为标化的膈肌收缩强度;用吸气时间(Ti)与呼吸周期总时间(Ttot)的比值作为标化的收缩持续时间。两者综合得出膈肌张力时间指数(TTdi)=mPdi/Pdimax×Ti/Ttot。根据TTdi的原理,也可用口腔压来计算张力时间指数(TTI)。即用平均吸气口腔压(mPm)和MIP代替mPdi和Pdimax,可以计算TTI(TTI=mPm/MIP×Ti/Ttot)。TTdi反映膈肌的负荷,而TTI反映吸气肌的整体负荷。②为了保证在吸气阻力条件下还能维持正常潮气量,可采用潮气量监测和呼气末二氧化化碳浓度监测。

6.6 6.膈肌肌电图(eletromyography,EMG)

膈肌EMG可通过食管电极、体表电极和经皮穿刺肌肉内电极测定,目前多数用食管电极检测。EMG由不同的频率组成,其频率主要在20~350 Hz。根据频率分布规律的变化可发现早期呼吸肌疲劳。

(1)检测方法:常用食管电极法。EMG测定一般是与跨膈肌压测定同时进行。用带多个电极(常用7~8个电极,组成3~5对的组合,取最好的信号做分析)的双腔聚乙烯塑料囊管。放置方法同Pdi测定。电极引出的信号经过差分放大器后,同步输出到记录系统和显示器。必要时调整囊管的位置,使EMG的信号振幅最大。然后将管在鼻孔处固定。信号记录系统可以用电脑数据采集或磁带记录器。通常同时录入体表心电讯号,以便在分析时去除心电对EMG的干扰。选择吸气相肌电信号做频谱分析。膈肌EMG结果的分析方法包括活动强度的分析和频率组成(功率谱)的分析。活动强度的分析可以采用滤波后的平均信号强度(FRA)或信号平方均值的根(root mean square,RMS)作为评价指标。将最大吸气努力时的FRA或RMS作为最大活动强度参考值。实际的数据占最大参考值的百分比作为膈肌活动强度的指标。跨膈压与膈肌肌电活动强度的比值反映膈肌活动的效能。功率谱的分析可以通过快速傅利叶转换(FFT)分析,测定在不同频率范围的肌电的强度。膈肌疲劳时其EMG频谱的低频成分(L:30~50Hz)增加,高频成分(H:130~250Hz)减少;相应地,中位频谱(centroid frequency,Fc,即全部功率谱分隔成高低各50%的频率数值)降低。

(2)正常值:膈肌EMG的正常值受到不同的实验室条件及个体差异的影响,Fc和H/L的正常值差异甚大。根据多个实验室的报道,Fc为70~120,而H/L多为0.5~1.2。动态监测较有意义。在吸气阻力或运动试验中,当Fc或H/L较试验前降低20%,即表示有显著性改变,提示存在早期的膈肌疲劳。此改变先于肌力的下降。膈肌活动强度和活动效能的指标目前缺乏正常参考值,主要用于比较前后的变化。

(3)临床意义:膈肌EMG是预测膈肌疲劳和反映呼吸中枢驱动的常用指标。在人工通气撤机、吸气阻力实验或运动实验中,均可观察到在出现膈肌力量下降之前,先有EMG的改变

7 呼吸肌功能测定正常值

1.呼吸肌力量(RMS):指呼吸肌最大收缩能力。主要测定指标有:

①最大吸气压(MIP)和最大呼气压(MEP) :它是对全部吸气肌和呼气肌强度的测定。

男性:MIP=143-0.55×年龄,MEP=268-1.03×年龄;

女性:MIP=104-0.51×年龄,MEP=1

8 呼吸肌功能测定临床意义

(1)慢性阻塞性肺疾病患者MIP较正常人低,MEP测定可无明显变化,RME测定减低,且较RMS减低更为明显。

(2)MIP可作为慢性阻塞性肺病呼吸衰竭患者是否进行机械通气以及能否脱机的一项指标。一般认为当MIP小于正常预计值30%时,易出现呼吸衰竭;MIP不能达到-1.96kPa(-20mmHg)时需机械通气辅助;而对已应用机械通气患者,若MIP不能达到上述指标,则常难成功脱机。

(3)Pdi和Pdimax均明显下降时,考虑有膈肌疲劳,多见于重度慢性阻塞性肺疾病及神经肌肉疾病患者。

(4)呼吸肌功能测定并可作为评价呼吸肌锻炼以及药物治疗对呼吸肌功能影响的客观指标。

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  • 评论总管
    2019/10/23 21:49:40 | #0
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本页最后修订于 2012年8月24日 星期五 8:39:47 (GMT+08:00)
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2019/10/23 21:49:41