ICU病房脱机困难患者呼吸肌的评估与训练

作者：龚胜兰

单位：四川大学华西医院呼吸与危重症医学科

呼吸肌功能是决定机械通气患者能否顺利脱机的重要生理基础，其中膈肌作为最主要的吸气肌，其功能状态影响脱机结局，临床需通过多种无创或微创手段完成精准评估。

1. 膈肌电活动评估

膈肌电活动（EAdi）可直接反映膈肌收缩的神经驱动水平，临床常用检测方式包括食道电极、肌内电极与表面肌电图，三种方法各有优劣。

(1) 食道电极：受体型影响小、信号串扰少，但会引发患者不适，对膈疝患者检测结果不可靠。

(2) 肌内电极：信号串扰少，但电极定位难度大，存在气胸风险，且易出现抽样误差，在量化整体呼吸肌活动方面可能不如表面肌电图和食道电极。

(3) 表面肌电图: 无创、可实现大面积取样, 但易受邻近肌肉信号串扰, 受体型影响, 会产生会可变的肌肉-电极滤波效应。

健康受试者静息呼吸时EAdi波动于5~30 μV，目前尚无统一的诊断标准，无法直接界定功能障碍阈值。

2. 跨膈压（Pdi）评估

跨膈压通过食道双球囊导管同步测量食道压力（Pes）与胃压力（Pga）计算得出，分别反映估算胸膜和腹部压力，计算公式为Pdi=Pga-Pes，可直观反映膈肌收缩产生的压力变化。

（1）最大跨膈压（Pdimax）：在功能残气位、气道阻断状态下，患者以最大努力吸气产生的跨膈压。研究认为，Pdimax＜60 cmH₂O，患者就可能存在膈肌功能障碍。

（2）颤搐性跨膈压（Pdi,tw）：通过电刺激或磁刺激膈神经诱发的跨膈压，是膈肌肌力评估的金标准，不依赖患者主动配合。

（3）颤搐性气道内压（Pet,tw）：与Pdi,tw协同用于膈肌功能评估。

临床诊断标准：Pdi,tw<10 cmH₂O、Pet,tw<11 cmH₂O，提示膈肌功能障碍。该检测结果易受导管位置、球囊充盈容积及食管弹性影响，操作需规范。

3. 膈肌功能评估

（1）最大吸气压（MIP）与最大呼气压（MEP）。①MIP：在残气位或功能残气位阻断气道，患者最大吸气至少持续1.5秒测得的口腔压，重复3~5次，最大两次间差异<10%，取最大值；男性≥80 cmH₂O、女性≥70 cmH₂O可排除临床上显著的吸气肌无力。测试过程需要受试者配合，当测出的值较低时不一定反映吸气肌无力，可能是受试者缺乏动力，未掌握测试方法。有人工气道的患者，MIP<-30 cmH₂O提示撤机成功率较高。②MEP：患者吸气至肺总量后快速用力呼气至少持续1.5秒左右，重复3~5次，最大两次间差异<10%，取最大值；MEP＜40 cmH₂O提示存在气道廓清障碍，拔管成功率降低。

（2）经鼻嗅气压（SNIP）：在功能残气位，患者经鼻快速用力吸气测得的压力，可反映所有的呼吸肌功能。男性≥70 cmH₂O、女性≥60 cmH₂O可排除临床上显著的吸气肌无力。该指标在上呼吸道阻塞（腺样体肥大、鼻炎、息肉）或下呼吸道阻塞的患者中受影响。在评价膈肌功能方面变异性较大，受患者吸气努力和肺容量影响。

4. 影像学评估

（1）传统影像学：胸片与CT可静态观察膈肌位置，判断膈肌抬高或麻痹；MRI可兼顾动态与静态成像，能评估膈肌的形态结构、量化分析膈肌厚度、收缩同步性及运动幅度，但成本较高，检查时间长且需患者配合，不适用于危重症患者。

（2）膈肌超声：膈肌超声是临床最常用的无创评估手段，可直观可视化膈肌，操作简便、可重复，但依赖操作者经验，不适合连续监测。①膈肌厚度（Tdi）：个体基线值差异较大，缺乏统一的膈肌功能障碍诊断标准；②膈肌增厚分数（TFdi）：公式为（吸气末厚度−呼气末厚度）/呼气末厚度×100%，可反映膈肌收缩力与吸气努力，最大TFdi<20%提示严重膈肌无力；③膈肌移动度：机械通气会影响测量结果，最大移动度<1.1 cm提示膈肌无力。

呼吸肌训练分为被动训练与主动训练两大类，旨在增强呼吸肌肌力与耐力，改善脱机能力，临床需结合患者意识状态、配合度选择合适方案。

1. 被动呼吸肌训练

适用于意识不清、无法主动配合的ICU患者，以电刺激诱发肌肉收缩。

（1）膈肌电刺激（体外膈肌起搏）：以膈神经完整性为有效刺激前提，通过体外电极刺激膈神经，带动膈肌收缩。

禁忌证：气胸、活动性肺结核、安装心脏起搏器者。

作用点定位：①将胸锁乳突肌三等分，在中、下1/3交界处；②平环状软骨水平；③胸锁乳突肌胸骨头与锁骨头交叉点（三角顶端）。

参数设置：普通病房患者为15~20单位，ICU患者为20~25单位，每次15~30分钟，根据患者耐受度调整；避免刺激频率过高、时间过长导致肌肉疲劳。

（2）腹肌电刺激：通过电极片形成电流回路，刺激腹直肌、腹外斜肌等辅助呼吸肌。

腹直肌电刺激：刺激电极置于两侧肋骨下缘中间腹肌区，参考电极置于两侧耻骨联合上缘腹肌区。

腹外斜肌：刺激电极置于两侧腹直肌外缘与肚脐齐平处，参考电极置于两侧脐水平线与腋中线交叉点；

参数设置：腹肌刺激强度建议15～20 mA，实际刺激强度可以根据患者治疗时的主观感受进行调节，直至患者不耐受为止。剌激频率为40 Hz，刺激时间为0.7~1.2秒。每日1～2次，每次治疗时间15～30分钟。

2. 主动呼吸肌训练

适用于意识清醒、可配合的患者，结合呼吸模式调整与负荷训练，强化呼吸肌功能。

（1）对于机械通气患者应保留自主呼吸模式，逐步降低呼吸支持力度；提高压力触发灵敏度，进行抗阻训练。

（2）基础训练方式。训练方式为腹式呼吸，可通过腹部负重（沙袋、书本）增强训练效果，优先激活膈肌，减少辅助呼吸肌代偿。

（3）负荷训练分类。①目标流阻负荷：吸气阻力与孔径和吸气流速有关。孔径越小，流速越大，阻力越大；②机械阈值负荷：通过弹簧设定固定阻力，患者需克服阈值方可吸气，整个吸气过程阻力不变，阻力呈档位式分布；③渐减式流阻负荷（锥形流阻负荷）：先克服初始阈值，吸气过程中阻力逐渐降低，肺容积与吸气流量更高，患者不适感更低。

（4）重症患者训练参数与强度。①压力触发灵敏度设定为20% MIP；②机械阈值负荷：初始设置为20%~40% MIP，每日增加10% MIP或1~2 cmH₂O；③训练时长：从5分钟逐步增至30分钟，或分3~6组，每组6~10次。

Van Hollebeke等研究比较了在相同的外部负荷（机械阈值负荷或锥形流阻负荷）下进行的吸气肌训练期间的急性呼吸模式反应和感知症状。结果发现，采用锥形流阻力负荷患者的吸气肌训练肺容积和吸气流量更高，不适感更低。Ramsook等研究纳入10例健康受试者, 先以40% MIP强度进行呼吸训练（持续1～2秒的急剧吸气）, 休息30分钟后受试者以同样强度采用腹式呼吸的方式。结果显示, 腹式呼吸进行呼吸肌训练增加了跨膈压和膈肌电活动, 斜角肌和胸锁乳突肌肌电活动降低。因此, 在进行呼吸肌训练时应采用腹式呼吸。

（5）最优训练强度探索。Liu等报告了卒中后患者在不同吸气压力负荷下（30%、40%、50%、60%、70%、80% MIP）膈肌和胸锁乳突肌的收缩情况。结果显示，膈肌增厚分数随着吸气负荷的增加而增加，并在50% MIP时达到峰值，但随后随着吸气压力的进一步增加而降低。随着吸气压力的增加，双侧SCM募集继续增加，最高为80% MIP。临床吸气肌训练计划中采用大于50% MIP的训练强度需要重新考虑。Poddighe等研究纳入5例脱机困难患者，一组慢速深吸气低负荷IMT（LLs-IMT），一组快速深吸气低负荷IMT（LLf-IMT），一到两组快速深吸气高负荷IMT（HL-IMT）。研究发现，低负荷快速IMT提供了类似于高负荷IMT的训练刺激，两者产生的训练刺激都明显高于低负荷慢速IMT和无支持自主呼吸。在Van Hollebeke等开展的另一项研究中，Hi-IMT组初始外部负荷为30%～50%最大吸气压（PImax），每日调整至可耐受最高负荷，目标为肺容积达±70%用力肺活量，且呼吸努力度与呼吸困难评分达4～6/10分（改良Borg量表）。Lo-IMT组外部负荷固定为≤10% PImax，不随呼吸努力度及呼吸困难评分调整。结果发现，高强度IMT（30%~50% PImax）与假性低强度IMT（≤10% PImax）相比，虽呼吸外部做功更高、用力肺活量改善更显著，但脱机成功率无显著差异。

呼吸肌训练可有效提升呼吸肌肌力与耐力，但在提高脱机成功率、缩短机械通气时间方面，现有临床证据尚不统一，可能与训练方式选择、对照组设置等因素相关。临床需结合患者个体情况，制定个体化评估与训练方案，持续优化ICU脱机管理策略。

附表  呼吸肌功能障碍关键诊断指标

注：EAdi为膈肌电活动；Pdi,tw为颤搐性跨膈压；Pet,tw为颤搐性气道内压；SNIP为经鼻嗅气压；PImax为最大吸气压；TFdi为膈肌增厚分数。

作者介绍

龚胜兰

四川大学华西医院呼吸与危重症医学科呼吸康复亚专业核心成员，呼吸治疗学硕士，呼吸治疗师，长期从事呼吸治疗及呼吸康复工作，具有丰富呼吸康复教学经验，擅长气道管理与呼吸肌锻炼；以第一作者发表SCI论文1篇，北大核心期刊2篇，编写专著1部，参研课题项目2项，发明专利2项。