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完整的呼吸过程有相互衔接同时进行的外呼吸，气体运输和内呼吸三个环节，参与外呼吸即通气和肺换气的任何一个环节的严重病变均可导致呼吸衰竭。膈肌是最重要的呼吸肌，呼吸肌疲劳可是慢性呼吸衰竭的重要原因，在COPD的发展过程中存在着多种因素导致膈肌功能下降，极易发生疲劳这可能是COPD患者发展成呼吸衰竭的重要环节，慢性呼吸衰竭膈肌疲劳多由于能量代谢障碍、营养不良、相对中枢疲劳及电解质紊乱(尤其是低磷)等多种因素引起。膈肌是呼吸活动中通气泵的主要动力来源，是实现肺泡通气所需要驱动压的产生器官。膈肌疲劳致使每分钟通气量下降，另一方面由于膈肌疲劳，不能有力吸气，呼吸浅快，致死腔气量与潮气量之比(VD/VT)增加，使肺泡充气量降低，呼吸有效性下降，从而加重和促发COPD患者呼吸衰竭［1］。
1 膈肌疲劳的临床指标［2］
1.1 呼吸频率增快 呼吸频率增快是呼吸肌疲劳的首要临床体征，标志着COPD患者在疲劳的负荷上进行呼吸。
1.2 辅助呼吸肌参与呼吸 COPD患者平静呼吸时，触及斜角肌及胸锁乳突肌收缩，标志着膈肌功能障碍。
1.3 胸腹运动节律的改变 (1)Hoover Sign吸气时上部肋骨失去上下运动，且肋缘向内运动。(2)腹壁矛盾运动(Abodominal Paradoxical displucement)吸气时腹内压下降，出现腹壁向内运动。(3)交替呼吸(Respiratory atenans)时而以胸式呼吸为主，时而以腹式呼吸为主，而不受体位变化。观测时可用肉眼观察胸腹运动，另可将一手平放胸骨上，另一手放在脐部，通过触觉感知胸腹运动，还可将手按在腹部测定吸气时腹内压是上升还是下降，并检测有无腹肌收缩的存在。
2 膈肌疲劳的测定方法［３，４］
2.1 跨膈压(Transdiaphragmatic pressure，Pdi)测定 在功能残气的位置，把气囊分别置于食道和胃，经传感器连续测定食道压(Pes)和胃内压(Pga)两者之差，Pga-Pes即为Pdi，Pdi是膈肌肌力的指标。
2.1.1 吸气时间(Ti)与呼吸周期(Ttot)的比率 Ti/Ttot和膈肌耐力时间所能维持的最长时间即为膈肌耐力。Ti/Ttot是膈肌耐力的重要指标。
2.1.2 膈肌张力时间指数 (Diaphragm Tension time index TTdi) T Tdi=pdi/pdimax×Ti/Ttot。T Tdi值为0.1和0.2，当呼吸时T Tdi＜0.1不会出现疲劳，若0.1＜T Tdi＜0.2时部分患者出现膈肌疲劳。
2.1.3 疲劳时间常数(Fatigue time Constant TF) 疲劳时间常数是膈肌疲劳的标志，测定方法是在H/L的自然对数与时间的回归曲线上求其斜率的倒数与T Tdi呈负相关，当T Tdi≤0.15时，TF无限延长，不会发生疲劳。
2.2 肌电图(EMG测定) 将金属电极置于食道内胃与食道连接处，表面电极置于右侧胸骨6、7肋缘外1cm处，连接肌电图仪记录膈肌电活动，分析肌电高低频谱的变化有助于早期诊断膈肌疲劳。
2.2.1 高低频电活动的比率(H/L ratio) 在膈肌发生疲劳的过程中，高频电活动(H＝150～300Hz)减少，而低频电活动(L＝２０～500Hz)增加。H/L下降，若H/L下降超过20%提示临近膈肌疲劳。
2.2.2 中心频率(Centroid frequency Fc) 一般为80～100Hz，Fc比H/L更能灵敏的反映膈肌肌力的变化，且较稳定，受心电干扰影响小，且重复性好，不受VT及吸气流速的影响。
3 肺功能及血气分析
呼吸肌肌力减退，肺活量减少，吸气时TLC减少，呼气时RV增加。出现低氧血症，急性或慢性高碳酸血症，伴或不伴有碱血症，膈肌疲劳恢复后可出现血气值改善，某些患者高碳酸血症可能与慢性疲劳有关。
4 膈肌疲劳的治疗［4，5］
4.1 原发病的治疗 积极治疗呼吸道感染，改善通气减低肺顺应性，减轻呼吸负荷是改善膈肌疲劳的基本措施，另外纠正低氧、高碳酸血症，纠正酸碱及电解质紊乱，消除膈肌疲劳的促发因素。
4.2 休息及营养 一旦膈肌疲劳诊断成立，最好的治疗方法是休息，减轻缓解患者的负荷，使疲劳的肌肉得以恢复。改善COPD患者的营养状况，保证能量供给。
4.3 给氧及辅助通气 重度COPD患者给氧，必要时需行气管插管和辅助通气，进一步减轻呼吸肌负荷。研究认为吸氧能改善COPD患者运动能力，此期间可见VE、呼吸频率、平均VT/VE的比值降低，心率减慢，以及膈肌EMG测定H/L比值降低和腹壁矛盾呼吸运动延迟出现。
4.4 呼吸肌锻炼 对于COPD患者可以训练患者在休息的间隙进行适当运动以锻炼呼吸肌，约半数COPD患者膈肌功能可获得改善，但增强呼吸肌肌力的锻炼方法并不增加耐力，用吸气刺激肺量仪或吸气阻抗方法则能同时增强吸气肌的肌力及耐力。
4.5 氨茶碱的应用 氨茶碱能改善COPD患者膈肌的收缩性，能恢复患者膈肌疲劳，预防性的给药能防止膈肌疲劳的发生，其机制可能是改善了肌肉兴奋收缩的耦联。
部分学者认为辅酶Q10是膈肌收缩的主要能量来源，口服或静脉给药后很快进入膈肌，可使最大吸气肌力增加，呼吸困难症状改善。
【参考文献】
1 Cohen CA.Clinical manifestations of inspiratory muscle fatigue.Am J Med，1982，73：308.
2 Bryant S.Respiratory muscle failure：fatigue or weakness.Th4 role of theophylline.Chest，1986，89：117.
3 Peter TP.Ventilatory muscle function during exercise in air and oxygen in patients with chronic air-flow limitation.Am Rev Respir Dis，1985，132：236.
4 Sanford L.Description and validation of an ECG removal procedure for EMG Pdi power spectrum analysis.J Appl Physiol，1986，60：1073.
5 Bloch R.Subtraction of electrocardiographic signal from respiratory electromyogram.J App Physiol，1983，55：619.
作者单位： 750306 内蒙古阿拉善，阿拉善盟中心医院ICU科
(编辑：邓 锋)