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摘要：近年来，脑卒中发病率逐渐上升，至2010年，脑卒中已成为中国单病种致残率最高的疾病[1]。有研究表明，脑卒中患者存在呼吸肌功能减弱，膈肌作为人类呼吸的主要动力肌，提供平静呼吸时75%左右的吸气动力[2]，脑卒中后膈肌萎缩，膈肌结构及位移发生改变，进一步导致呼吸活动受限、咳嗽无力、耐力降低以及肺活量、肺总量降低等，从而增加卒中后肺部感染、脑卒中相关性肺炎、呼吸衰竭等相关疾病的风险，增加患者病死率、延长住院时间，加重功能障碍，使患者难以回归生活及重返工作岗位[3]，因此，对膈肌功能的评估对卒中患者来说至关重要，本文对膈肌功能的多种检测方法的评定方式、评价指标、临床意义等研究进展进行归纳综述。
关键词：卒中；膈肌功能；电生理；超声
本文引用格式：何霞,敖丽娟.卒中患者膈肌功能评估的应用研究进展[J].世界最新医学信息文摘,2019,19(96):50-51.
The Application of Diaphragm Function Evaluation in Stroke Patients
HE Xia,AO Li-juan*
(School of Rehabilitation,Kunming Medical University,Kunming Yunnan)
ABSTRACT:In recent years,the incidence of stroke has increased.By 2010,stroke has become the disease with the highest rate of disability in single disease in China.Studies have shown that patients with stroke have reduced respiratory muscle function,and the diaphragm is the main driving muscle of human breathing,providing about 75%of inspiratory power during rest breathing.Diaphragmatic atrophy after stroke,changes in diaphragmatic structure and displacement,leading to restricted respiratory activity,cough weakness,decreased endurance,and decreased lung capacity,total lung volume,etc，increase the risk of post-stroke lung infection,stroke-related pneumonia,respiratory failure and other related diseases,increase patient mortality,prolong hospital stay,increase dysfunction,make it difficult for patients to return to life and return to work,Therefore,assessment of diaphragm function is critical for stroke patients,This paper summarizes the research progress of evaluation methods,evaluation indexes and clinical significance of various methods for measuring diaphragmatic function.
KEY WORDS:Stroke;Diaphragmatic function;Electrophysiology;Ultrasound
1膈肌生理解剖及功能
膈肌是指位于胸腹腔之间的穹窿形扁薄阔肌，由位于穹隆中间的中心肌腱、自中心肌腱放射状发散至前部及背部的肌纤维、膈肌胸腔附着区域（ZOA）三大部分组成。腰部起自1-3腰椎椎体，第2腰椎横突及第12肋，肋部起自7-12肋内面，胸骨部起自剑突后面[4]。其中中心肌腱不具有自主收缩功能，在膈肌收缩期间，肌纤维变短，导致膈肌胸腔附着区域变厚，中心肌腱向下、向前推移腹腔脏器，使胸廓的上下径增大，完成吸气动作[5]，呼气时，膈肌舒张，膈穹隆上升，胸廓上下径变小。膈肌由慢型、抗疲劳（I型）和快型（II型）三种肌纤维组成，分别在膈肌低强度、永久性呼吸循环、快速剧烈活动中发挥作用[6]。膈肌受双侧膈神经支配，以对侧交叉支配为主，膈神经是支配膈肌的唯一运动神经，发自颈3-5前支，经胸锁乳突肌后缘、前斜角肌外缘及前面进入胸腔[7]。
2卒中后膈肌功能障碍的发生机制
膈肌功能障碍的定义为：膈肌最大收缩能力的丧失，从而导致吸气能力下降及呼吸肌耐力受损[8]，膈肌功能障碍可包括膈肌收缩能力部分丧失（膈肌无力）和膈肌收缩功能完全丧失（膈肌瘫痪）[4]。膈肌通过以下两种通路受大脑控制：自大脑皮质至呼吸运动神经元的皮质脊髓通路，此通路可实现随意呼吸；另一通路为从髓质经脊髓腹外侧下行至呼吸运动神经元的延髓通路，此通路控制自主呼吸。有研究发现脑干上部病变所致偏瘫也可导致膈肌功能受损[9]。卒中后膈肌功能障碍的发生机制主要考虑以下三类因素[5,10]：①原发性损伤：原发病变灶可直接损害相应的呼吸中枢、形成继发神经纤维顺行性和逆行性损害、破坏神经纤维运动传导通路等途径，使膈肌受损；②继发性损伤：多见于卒中后并发症引起的呼吸肌肌力、耐力、协调性和结构的改变；③医源性损伤：研究发现，机械通气可导致肌纤维萎缩和损伤，进一步导致膈肌功能下降。
3膈肌功能评定方法
3.1直接测量法
X线测量法：可较直观地看到膈肌位置，患者采用站立位，对胸部进行后前位摄像，对于有单侧膈肌麻痹的患者，X线可表现为患侧膈肌升高，考虑为膈肌受损后收缩功能下降，不能完成膈肌最大收缩，从而患侧膈肌位置比健侧更高，双侧膈肌位置距离相差2cm时考虑有临床意义[6]，X线检测膈肌位置具有较好的敏感性，但膈肌位置高低可受多种疾病因素影响，如肺不张、肺或纵膈肿块以及腹水等，均有可能导致膈肌位置上移，且X线需要健侧作为对比，故仅能显示单侧病变所导致膈肌位置改变，当双侧均有病变时，并不能做出对比，Alfredo Chetta等人[11]研究发现，将胸部X线检查结果与TWPDI结果相关联时，胸部X线片的假阴性和假阳性率分别为10%和56%，特异性仅为44%，且该检查将使患者遭受一定程度射线危害，故临床意义不大。
超声成像测量法：作为一种非侵入性、非电离成像技术,由Cohen等人[12]于1969年首次用于测量膈肌功能，现在评估膈肌功能方面已广泛使用，既往研究表明：超声评价膈肌厚度、厚度变化及移动度可间接反应膈肌收缩功能状态，超声测量尸体的膈肌厚度与尸检后直接卡尺测量的膈肌厚度有明显线性相关性，有研究者应用超声测量膈肌移动度发现与肺功能密切相关，并且测得的膈肌移动度与X线透视和MRI测得的膈肌移动度一致，提示超声测量膈肌厚度的方法可靠，超声评估膈肌功能的主要指标有：B型超声测量膈肌厚度、膈肌厚度分数、M型超声测膈肌活动度等指标。超声测量膈肌厚度：受检者取仰卧位，上身倾斜30°，取B型线性高频探头（≥7.5MHz，通常10-13MHz[12]）置于受检者右腋前线与第8-9肋间交点，若看不到膈肌，可上移至7-8肋间，膈肌图像由三层结缔组织组成，分别为两侧高回声区（胸膜层、腹膜层）和中间混合型回声区（由无回声膈肌组织及高回声的筋膜组成）。分别测量平静呼气末膈肌厚度（功能残气位）、最大吸气末膈肌厚度（用力肺活量），分别测量3次取平均值，并可计算膈肌厚度从平静呼气末向最大吸气末的变化（膈肌厚度分数）,膈肌厚度分数=（最大吸气末膈肌厚度-平静呼气末膈肌厚度）/平静呼气末膈肌厚度，既往研究表明，膈肌厚度分数与最大吸气压之间存在显著相关，提示膈肌厚度变化能反应膈肌收缩功能，且比单纯测量膈肌厚度更敏感。超声测量膈肌活动度：受试者取相同体位，取低频探头（2.5-5MHz）[8]置于右侧锁骨中线与肋弓下缘交点处定位膈肌，再切换至M型模式，分别测量平静呼吸时膈肌活动度、用力吸气时膈肌活动度。超声测量膈肌功能已被证明与大多数膈肌影像检查评估方法在准确度上具有很好相关性[12]，Boussuges[13]等人测量了210例（男：女=150:60）健康成人膈肌活动度，发现平静呼吸时左侧平均活动度为1.8±0.4cm，右侧平均活动度为1.8±0.3cm，双侧无显著差异；深呼吸时左侧平均活动度为7.3±1cm，右侧平均活动度为6.6±1.3cm，且男性膈肌活动度大于女性。
膈神经运动传导检测法：膈肌受膈神经支配，通过测量膈神经运动传导，可初步区分神经源性和肌源性膈肌功能障碍。膈神经运动传导：在双侧颈部膈神经体表投影处采用电刺激或磁刺激兴奋膈神经，并在膈肌处记录复合肌肉动作电位。刺激点置于平甲状软骨上缘水平、胸锁乳突肌后缘处，以受试者产生膈肌收缩带动的胸腹部振动及“打嗝”为刺激成功标志，但也有研究提出在胸锁乳突肌的胸骨和锁骨头之间进行刺激可减少臂丛神经带来的干扰。记录方法可有表面电极、食管内电极、气管内电极（适用于气管插管患者）[6]。ANNIE DIONNE等人[14]在11名健康志愿者身上收集了6种不同的表面电极记录位置，分别采集了潜伏期、波幅、波幅下面积等数据，得出以下结论：将记录电极置于胸骨上5cm，参考电极沿肋缘往下，距离记录电极16cm处，所测得的波幅为0.66±0.20mV，潜伏期为6.54±0.77ms，对比6种记录位置，此电极位置测出的平均振幅最大且最稳定。此记录位置不涉及肋骨计数或多电极重新定位，是最简单，最快速的方法[15]。经双侧膈神经磁刺激引起膈肌收缩所产生的负压被认为是测量膈肌功能的金标准，在刺激过程中，可记录食管和胃内压力之间的差异（twitch transdiaphragmatic pressure,twPdi）或气切患者气管内导管末端压力之间的差异（twitch mouth or tracheal pressures，twPmo)，通常twPdi<15cm H2O或twPmo<11cm H2O提示有膈肌功能障碍，此法最大的优势在于无需受试者主观配合吸气动作，尤其适用于主观检查配合不佳者。
3.2间接测量法
肺功能测量法：采用便携式肺功能仪对受试者进行检测，记录指标为①用力肺活量（forced vital capacity,FVC)；②最大呼气第1秒呼出的气量容积）（FEV1）；③呼气流量峰值（peak expiratory flow，PEF）；④最大通气量（maximum voluntary ventilation,MVV）等。单侧膈肌无力通常与肺活量（VC）轻度下降有关，仅为预计值的约75%，仰卧位时，再下降10%~20%，而功能残气量和肺容量通常变化不大。在双侧膈肌无力的情况下，肺活量通常仅为预计值的50%，仰卧时可进一步降低30%至50%。肺容量也可以减少，而残气量（RV）有可能不变或增加[6]。FVC、FEV1、PEF与呼吸肌肌力紧密相关，可在一定程度上反映是否有限制性通气障碍，MVV可反映机体的通气储备能力。研究表明FEV1不仅仅是量化气流受限所必需的肺功能检查;还是患者过早死亡的标志，吸烟者FEV1降低不仅与COPD风险显着增加有关，而且还与肺癌，急性冠状动脉综合征和中风相关，有研究表明FEV1降低可作为致命性卒中的预测因素，并且是蛛网膜下腔出血的风险因素[16]。肺功能检查通常作为一线检查来评估和量化膈肌无力的生理影响，但此法用于评估呼吸肌的整体测试，并不能单独测量膈肌功能。
最大吸/呼气压力：脑卒中患者易发生吸气肌“窃流现象”，患者吸气肌无力或萎缩时，吸气肌血流量减少，在机体需要运动时，吸气肌血流量占身体总血流量的比例可从静息状态的2%代偿性增加至16%，机体将原本送至四肢骨骼肌的血液调运至吸气肌，导致骨骼肌功能不足，机体运动耐量下降[17]。呼吸肌力量的测试可以评估呼吸肌无力及其严重程度，并可判断呼吸肌训练的效果。呼吸肌力量是指吸气或呼气时抵抗最大阻力产生的最大自主收缩，多采用最大吸/呼气压力作为评价方法[18]，用呼吸肌功能测定仪进行测定。最大吸气压力（MIP）测定时，受试者取坐位，加鼻夹，口含连于三通阀的口器，嘱受试者呼气至功能残气位，然后最大努力吸气。最大呼气压力（MEP）测定时，嘱受试者吸气至肺总量，然后最大努力呼气，吸气及呼气过程均要求受试者口严密包绕口器，避免漏气情况产生，MIP和MEP均重复测量3次，取最高值。2002年，美国胸科学会/欧洲呼吸学会将MIP和MEP均小于80cmH2O定义为呼吸肌无力的指标，研究表明卒中病人平均最大吸气压为17~57cmH2O，正常人约100cmH2O；卒中病人平均最大呼气压25~68cmH2O，正常人约120cmH2O，卒中病人与正常人相比，呼吸肌力量约下降50%[18]。此测试方法具有易于操作和良好耐受的优点。然而，这种测量代表了所有吸气肌肉的联合作用，而不是孤立的膈肌收缩，并且可能会受到潜在的阻塞性或限制性肺病的影响，且不适用于意识、认知明显障碍等影响最大口腔压力测试的患者，这限制了它作为评估和跟踪膈肌的工具的用途[6]。呼吸睡眠监测及心肺运动测试也可在一定程度上反映膈肌功能。
4总结
卒中后膈肌功能障碍可限制患者咳嗽功能、呼吸功能，进而增加吸入性肺炎的风险等一系列并发症，随脑卒中综合康复发展，膈肌功能障碍的康复治疗受到更多关注，其评估手段也显得尤为重要，除常规的评估方法外，呼吸睡眠监测及心肺运动测试也可在一定程度上反映膈肌功能。电生理检查及超声检查也提供了新的手段，既往研究提出：膈肌功能障碍患者膈神经运动传导CMAP值与FVC存在一定相关性，且超声测得膈肌厚度与FVC、CMAP之间均存在一定相关性[19,20]，超声检查膈肌具有无创、可床旁操作、定期动态观察等优势，尤其适用于认知功能障碍，情绪障碍患者，在临床实践中广泛用于精确评估神经肌肉疾病患者的呼吸功能，超声检查与肺功能检查及神经电生理检查之间的相关性仍有待进一步研究。
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