呼吸泵是驱动肺泡通气的重要器官。呼吸肌泵由几组肌肉组成: 膈肌(吸气的主要肌肉)、辅助吸气肌(包括胸大肌、斜角肌和胸锁乳突肌等)、呼气肌(包括腹外斜肌、腹内斜肌、腹横肌以及腹直肌)。
图1 参与呼吸运动的呼吸肌
当呼吸肌负荷和通气需求之间的严重失衡后将导致呼吸衰竭,最终可能机械通风进行呼吸支持,此外,呼吸肌功能也影响着机械通气的撤离。
图2 撤机失败的原因分析
因此,定量的评估呼吸肌功能时十分有必要的,临床上的方法有很多,在既往的文章里已有整理。
超声已成为ICU患者研究膈肌厚度的流行工具。然而,很少有研究应用超声评估呼气肌厚度。
· 一、腹肌功能测定的方法 ·
呼气肌力的测量包括MEP、胃内压、咳嗽试验、最大呼气流速等被用作呼气肌强度的替代指标。
1)胃内压(Gastric pressure):腹壁肌肉的活动增加腹部压力。呼气期间Pga的变化反映了腹压的变化,因此可以用来量化呼气肌肉的力量。
2)最大呼气压(MEP):如同测量最大吸气压(MIP)用来代表吸气肌功能,MEP也是使用最广泛的呼气肌测量方法。
3)咳嗽测试(cough test):咳嗽试验是一种相对简易检测方法。通过在胃或食道内气囊测量的咳嗽压力,或者使用流量传感器测量的咳嗽气管套管内压力,对于不能配合治疗的患者,可以通过滴生理盐水诱发咳嗽。
4)腹肌超声(Abdominal wall muscle ultrasound)
· 二、腹肌超声 ·
在超声下:
1)男性和女性左右腹肌的平均厚度都呈现正常的递增规律: 腹横肌 < 外斜肌 < 内斜肌 < 腹直肌。
图3 超声可见腹横肌 <腹外斜肌 <腹内斜肌
2)左右两侧的腹横肌、腹内斜肌和腹外斜肌的厚度存在显著性差异。
3)男性的腹部肌肉明显厚于女性。
4)年龄与腹内斜肌、腹外斜肌和腹直肌的厚度显著相关。
5)体重指数与腹直肌、外斜肌厚度呈正相关。
· 2.1 腹壁肌群测量·
1)体位:参与者被放置在仰卧的弯曲躺着,而枕头被放置在他们的头部和膝盖下面。
2)探头位置:肋骨和髂嵴的下缘作为参照点,对于前外侧腹壁肌(腹外斜肌、腹内斜肌和腹横肌) ,位于腋前线的第12肋和髂嵴之间,以获得清晰的腹部深层图像,图像显示从上到下的三块肌肉: 外斜肌、内斜肌和腹横肌。
3)重复测量:为了减少变异性,需连续三次在同一位置测量呼气肌,并计算平均值。
图4 腹肌超声的测量
· 2.2 腹直肌测量·
对于腹直肌(RA) ,探头放置在脐上方2-3厘米,距离中线2-3厘米。
图5 机械通气患者的腹直肌
· 2.3 肌肉厚度·
腹肌的厚度跟年龄、性别以及测量位置相关,暂无统一明确的参考标准,在一份156名年龄在18-44岁之间健康成人样本研究中,腹肌的平均厚度见下表
(引自Tahan,
Nahid et al. “Measurement of superficial and deep abdominal muscle
thickness: an ultrasonography study.” Journal of physiological
anthropology vol. 35,1 17. 23 Aug. 2016)
· 三、机械通气患者的腹肌改变 ·
在一项关于机械通气过程中患者腹肌厚度变化的研究中(n=77),患者的腹肌厚度变化不一。
1)膈肌厚度不变:77例患者中有51例(66%)呼气肌厚度保持稳定;
2)腹肌厚度的减少:17例(22%)的患者出现呼气肌萎缩,先前的研究已经证明,危重病人呼气肌无力的存在与不良的临床结果有关。呼气肌厚度减少可能会损害力量,因此对气道清除产生负面影响,导致肺不张和肺炎,特别是在拔管后
3)厚度的增加:9例(12% )的患者呼气肌厚度增加,厚度的增加主要是由三个肌肉层之间的筋膜厚度增加。但危重病人呼吸肌筋膜组织的形态学特征和功能尚未得到研究。未来的研究可进一步评估呼吸肌筋膜厚度增加的临床意义。
图6 机械通气患者的腹壁肌群
4)呼气肌厚度变化与膈肌之间没有明显的相关性。可能的原因是机械通气和危重疾病对膈肌和呼气肌有着不同的影响,包括全身炎症水平、活性氧/氮化物、药物、动脉氧张力以及pH)。
· 参考文献 ·
[1]Shi,
Zhong-Hua et al. “Changes in Respiratory Muscle Thickness during
Mechanical Ventilation: Focus on Expiratory Muscles.” Anesthesiology
vol. 134,5 (2021): 748-759.doi:10.1097/ALN.0000000000003736
[2]Laghi,
Franco, and Nicola Cacciani. “Expiratory Muscles, Neglected No More.”
Anesthesiology vol. 134,5 (2021): 680-682.
doi:10.1097/ALN.0000000000003753
[3]IJland,
Marloes M et al. “The impact of critical illness on the expiratory
muscles and the diaphragm assessed by ultrasound in mechanical
ventilated children.” Annals of intensive care vol. 10,1 115. 27 Aug.
2020, doi:10.1186/s13613-020-00731-2
[4]Bureau
C, Van Hollebeke M, Dres M. Managing respiratory muscle weakness during
weaning from invasive ventilation. Eur Respir Rev. 2023;32(168):220205.
Published 2023 Apr 5. doi:10.1183/16000617.0205-2022
[5]Shi,
Zhong-Hua et al. “Expiratory muscle dysfunction in critically ill
patients: towards improved understanding.” Intensive care medicine vol.
45,8 (2019): 1061-1071. doi:10.1007/s00134-019-05664-4