床旁超声在膈肌功能评估中的临床应用与实践

作者：郭瑞

单位：北京医院呼吸与危重症医学科

膈肌作为人体核心呼吸肌，其功能障碍在危重症患者中高发，尤其见于机械通气患者，可显著增加脱机困难、院内死亡等不良结局风险。床旁超声凭借无创、实时、床旁可操作等优势，已成为膈肌功能评估的关键工具。本文从膈肌功能障碍病因机制、床旁超声评估的适应证、设备要求、标准化操作流程、结果判读、质控要点、典型案例等方面系统阐述，为临床规范开展膈肌超声评估提供参考。

1. 病因分类与机制特点

膈肌是人体最主要的呼吸肌，其功能障碍可由多种因素引发，主要分为神经源性损害与肌源性损害两大类。

（1）神经源性损害：常见病因包括脊髓横断、多发性硬化、肌萎缩侧索硬化症（ALS）、颈椎病、脊髓灰质炎、吉兰-巴雷综合征、多黏菌素神经毒性、镇静镇痛麻醉药物对神经传导的抑制，以及膈神经损伤（肿瘤压迫、心脏手术中低温对膈神经的冻伤、颈部钝器伤、颈椎推拿不当、病毒感染及胸部放射治疗等），均可能直接破坏膈神经结构与功能，导致膈肌运动指令传递中断。

（2）肌源性损害：常见于ICU相关肌无力、糖皮质激素诱导的肌无力、肌带型肌营养不良、甲状腺功能异常（甲亢/甲减）、营养不良、酸性麦芽糖酶缺乏症、结缔组织病（如系统性红斑狼疮、皮肌炎、混合性结缔组织病），以及淀粉样变，均会直接影响膈肌的收缩能力。

需要注意的是，当前膈肌功能障碍的分子机制仍在探索中，例如线粒体功能障碍曾被认为是重要机制，但近年部分研究提出相反结论，提示其病理生理过程的复杂性。不过临床层面已经明确，上述病因无论单独或联合作用，均会通过膈肌萎缩、损伤、衰弱或瘫痪/麻痹等病理改变，最终导致功能障碍。

2. 膈肌功能障碍相关研究

2017年 Dres[1]在Am J Respir Crit Care Medz杂志发表的研究为膈肌功能障碍的临床意义提供了关键证据：该研究纳入机械通气至少24小时后首次接受自主呼吸试验的患者，通过磁刺激结合食道压测量（膈肌功能评估金标准）与超声监测发现，膈肌衰弱的发生率显著高于肢体肌肉衰弱，且存在膈肌衰弱的患者，其困难撤机、延迟撤机及院内死亡风险均显著升高。这一研究不仅证实了膈肌功能对患者预后的核心影响，更明确了普通床旁超声可有效识别膈肌功能障碍，为后续临床应用奠定了基础。

与胸片、CT、MRI及肺功能检查相比，床旁超声在膈肌功能评估中具有独特优势：无需转运患者（适用于ICU重症患者）、可实时动态监测、无辐射风险且成本相对较低。尤其对于ICU等无法常规配置大型影像设备的场景，床旁超声的可及性使其成为膈肌功能评估的优选工具[2,3]。

1. 适应证

床旁超声膈肌评估的适应证并非绝对标准，而是基于临床需求整理的实用范围，核心目标是解决呼吸危重症管理中的关键问题，具体如下：

（1）机械通气＞24 h患者的脱机评估：机械通气超过24 h后，膈肌易出现呼吸机诱导的膈肌功能障碍，床旁超声可通过量化指标预测脱机。

（2）脱机困难原因筛查：当患者反复出现脱机失败时，需鉴别是否由膈肌功能障碍所致（而非气道阻塞、感染控制不佳等其他因素），床旁超声可快速定位病因。

（3）膈肌瘫痪/麻痹的辅助诊断：对于不明原因的呼吸困难患者，床旁超声可通过监测膈肌收缩形态与膈肌位移波形，初步判断是否存在膈肌瘫痪或麻痹。

（4）膈肌萎缩与功能障碍的动态监测：在重症患者治疗过程中，可通过定期超声检查，监测膈肌厚度、移动度等指标变化，评估病情进展或治疗效果。

2. 设备要求与技术细节

床旁超声膈肌评估对设备的要求并不苛刻，常规超声设备即可满足需求，但需关注探头选择与辅助工具配置：

（1）核心设备：需具备B模式（用于清晰显示膈肌解剖结构）和M模式（用于动态观察膈肌运动轨迹）的台式或便携式超声机。

（2）探头选择：需同时配备低频凸阵探头（2～5 MHz）与高频线阵探头（7～12 MHz）：低频凸阵探头穿透力强，适合测量膈肌移动度；高频线阵探头分辨率高，可清晰显示膈肌结构，适合精确测量膈肌厚度。

(3）辅助工具：除常规耦合剂外，体表固定标记（如定位贴纸）可减少重复操作时的探头位置偏差；部分超声设备配备的AI辅助软件（如自动识别膈肌结构、筛选连续3个稳定波形）可提升测量效率与一致性；体位固定垫（如楔形垫）可帮助特殊患者（如颈部活动受限、肥胖患者）维持标准体位，保证图像质量。

在具备合适的设备后，规范的操作流程是确保评估准确的关键。

床旁超声主要通过测量膈肌厚度（TDi）、膈肌移动度（DE）等指标评估膈肌功能，操作时患者取30°～45°仰卧位，该体位可减少腹腔脏器对膈肌的压迫，同时避免仰卧位导致的膈肌抬高，使膈肌处于相对自然的功能状态[3]。具体流程如下：

（1）膈肌厚度（TDi）测量：膈肌厚度反映膈肌的收缩能力。采用高频线阵探头，置于患者右侧腋前线第8～10肋间（图1），获取图像（图2），分别测量吸气末膈肌厚度（Tdi-insp）与呼气末膈肌厚度（Tdi-exp），重复测量3次取平均值，并计算膈肌增厚分数（DTF），公式为：

DTF =（Tdi-insp - Tdi-exp）/Tdi-exp×100%

图1  超声测量膈肌厚度时的探头位置

图2  膈肌厚度图像

（2）膈肌移动度（DE）测量：反映膈肌运动的快慢。采用低频凸阵探头，置于右侧肋缘下锁骨中线处（图3），获取图像（图4），测量平静呼吸及深吸气时的膈肌移动度，同样重复测量3次取平均值；亦可通过膈肌移动度与对应时间的比值，计算膈肌收缩速度（DCV）。公式为：DCV=DE/Time。其中，Time为对应运动时间，本质是计算膈肌运动轨迹的斜率。

图3  超声测量膈肌移动度时的探头位置

图4  膈肌移动度图像

1. 核心参数的判读标准

床旁超声评估膈肌功能的核心参数为膈肌移动度（DE）、呼气末膈肌厚度（TDi-exp）及膈肌增厚分数（DTF）。

（1）DE：平静呼吸时正常范围为1.0～2.5 cm，深吸气时DE＞2.5 cm；机械通气患者平静呼吸时DE＜1.0 cm，提示膈肌功能障碍，且脱机失败风险升高。

（2）TDi-exp：正常范围为1.3～3.3 mm，若TDi-exp＜1.0 mm或较基线值减少10%，提示膈肌萎缩。

（3）DTF：正常范围为20%～35%，机械通气患者最佳吸气努力水平为15%～30%；DTF＜20%提示膈肌收缩功能障碍（如膈肌瘫痪、呼吸支持过强），DTF＞35%则提示膈肌代偿性增强（如呼吸支持不足）。

需注意，常规检查以右侧膈肌为准，当TDi-exp＜2.0 mm且DE＜1.0 cm时，可明确提示膈肌功能障碍。当进行指标的联合判读时, 例如TDi-exp＜2.0 mm且DE＜1.0 cm时, 无论DTF如何, 均需高度警惕膈肌功能障碍, 该组合指标诊断膈肌功能障碍的特异性显著高于单一参数。此外, 常规以右侧膈肌为准, 若左侧膈肌参数与右侧差异＞30%, 需考虑单侧膈肌损伤(如单侧膈神经麻痹)。

2. 临床预警阈值

预警阈值的设定旨在帮助临床医师早期识别风险，及时调整治疗策略，主要包括以下三类关键阈值：

（1）膈肌萎缩预警：机械通气患者中，若TDi-exp较入院基线值减少10%，提示膈肌开始出现萎缩趋势，需及时调整营养支持方案。

（2）脱机风险预警：自主呼吸试验（SBT）过程中，若超声监测发现DE＜1.0 cm或DTF＜20%，提示患者膈肌无法承受自主呼吸负荷，脱机失败风险极高。

（3）膈肌瘫痪/麻痹预警：M模式下观察到膈肌矛盾运动（正常吸气时膈肌向尾侧移动，矛盾运动吸气时，膈肌向头侧移动）（图5），是膈肌瘫痪或麻痹的典型表现，需进一步排查病因。

图5  正常吸气和矛盾运动时膈肌移动情况

1. 质控要点

（1）图像质量控制：①图像获取时需辨识膈肌三层结构，探头垂直于膈肌，且图像伪影＜50%，避免骨与液气干扰。

（2）呼吸同步控制：测量时需指导患者保持平稳呼吸，避免浅快呼吸、呃逆或咳嗽，此类异常呼吸模式会导致膈肌运动不规律，使测量值偏差增大。若患者无法配合，可通过观察监护仪呼吸波形，在呼吸平稳周期内完成测量。

（3）测量一致性控制: 同一患者由同一操作者完成多次测量, 或使用固定装置减少操作者间变异。

2. 注意事项

（1）测量失败的应对：肥胖（BMI＞35 kg/m²）、严重皮下气肿及腹内压增高患者图像获取失败率较高，可更换超声探头或采用肋间测量窗评估膈肌移动度。

（2）避免单一参数决策：需结合患者临床情况及多模态数据分析，不可仅依靠超声膈肌参数制定诊疗决策；仅在怀疑单侧膈肌损伤时，测量左侧膈肌具有临床意义。

（3）操作者培训：建议操作者完成不少于20例膈肌超声评估的培训，最佳训练量为40例，以保证操作的规范性。

1. 病例基本情况

患者男性，70岁，因原发性肝癌在外院行全麻下部分肝切除术，术后3次拔管失败，均表现为“昏睡伴高碳酸血症”，具体病程如下：

第1次拔管：术后常规拔管，3天后出现昏睡伴高碳酸血症，予气管插管机械通气2天后拔管。

第2次拔管：拔管后7天，因入睡困难口服富马酸喹硫平（镇静药物）及酒石酸唑吡坦（催眠药物），次日出现浅昏迷伴高碳酸血症，插管后机械通气1周拔管。

第3次拔管：拔管后11天（术后18天），因无菌导尿疼痛肌注盐酸布桂嗪（镇痛药物），随后出现昏睡伴高碳酸血症，再次插管，因反复脱机失败转至北京医院。

既往史：肺气肿、右肺肺大泡、肝硬化10余年，前列腺增生10余年，1型糖尿病3年；术前动脉血气PaCO2 48 mmHg（轻度升高），多次拔管尝试失败。

2. 超声评估与临床干预

从患者的呼吸支持过程来看（表1，图6）：患者此前多次拔管时仅采用氧疗作为呼吸支持方式，但这种方案无法匹配其实际呼吸支持需求，尽管吸氧浓度不高，但其本身存在限制性通气障碍。入院时超声评估显示TDi-exp仅1.0 mm，控制性通气模式下DE仅0.9 cm，提示膈肌功能障碍，同时合并下肺不张、胸水等问题（图7）。

表1   患者呼吸支持及相关指标变化情况

图6  患者病程中呼吸支持情况

图7  患者胸片变化情况

针对这一情况，我们调整策略：暂缓拔管并优化呼吸支持方案，同时配合手法刺激、肢体功能康复等综合干预。最终患者呼吸功能逐步改善，成功撤机并顺利出院。出院前复测TDi-exp升至1.6 mm，DE为1.5 cm（表2）。半年后随访，患者整体状态良好，无需长期呼吸支持，生活质量佳。

表2  超声监测膈肌功能

床旁超声膈肌功能评估是重症、呼吸及围术期患者管理的重要工具，标准化的操作流程可显著提升评估结果的可靠性。相比于单次测量，动态监测膈肌超声参数更具临床价值，可通过监测吸气努力强度、验证膈肌保护性通气策略，结合多参数预警阈值指导临床干预。未来需进一步推广标准化评估协议（如ERS/ESICM指南），提升膈肌超声评估的同质化应用，为膈肌功能障碍的早期识别与干预提供更有力的支持。

作者介绍

郭瑞

北京医院呼吸与危重症医学科，呼吸治疗师；中国医师协会呼吸医师分会危重症医学工作委员会青年委员，中国康复医学会呼吸康复专委会呼吸治疗专业学组委员，北京医学会呼吸分会呼吸治疗学组委员。主要研究方向：呼吸治疗及重症康复治疗。