2024围手术期膈肌功能障碍的研究进展（全文）.docx

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1、2024围手术期膈肌功能障碍的研究进展（全文）腑肌功能障碍（diaphragmdysfunction,DD）在临床上被定义为基于不同病情影响因索卜.导致的单侧或双侧短暂或长期的膈肌瘫痪及无力。症状根据疾病的原因、持续时间及受累程度而有所不同，DD与多种肺部疾病的发生和发展密切相关，例如，膈肌收缩功能下降与慢性阻塞性肺疾病（chronicobstructivepu1.monarydisease,CoPD）患者呼吸困难和活动耐力差密切相关,膈肌疲劳是COPD患者发生呼吸哀竭的重要因素。DD与胸科手术后肺部并发症之间存在显著相关性，是低氧血症、支气管痉挛、肺不张等的促成因素。DD在重症患者中发病率高

2、，DD患者病死率高达50%,明显高于非DD患者（16%）,DD与机械通气（mechanica1.venti1.ation,MV）时间延长、撤机失败率和病死率较高有关。考虑到DD对用手术期患者预后的影响，本文将从多角度探讨DD的围手术期管理。1膈肌解剖和功能腑肌是位于胸腹部之间的网顶状结构，由腱中心（不可收缩）和肌纤维（可收缩）构成。膈肌的腹侧附着点比背侧附着点更微近头部，因此在矢状面上膈肌呈倾斜状。腑肌与肋骨内侧相接触的区域称为膈肌对令区，呼吸运动过程中，肌纤维的收缩和舒张可使该区的膈肌厚度发生改变。膈肌作为最重要的呼吸肌，是呼吸运动的主要动力来源，贡献了人体60%80%的通气需求C腑肌受膈神

3、经支配，左右两侧神经支配几乎无交叉，在一侧膈神经麻痹的情况卜,对侧可以独立收缩。膈神经主要起源于C4,但也接受C3和C5构成。在60%75%的个体中描述了副膈神经的存在，它主要起源于C5,在下行过程中与膈神经汇合。膈肌与其他肌肉相比具有较高的占空比（有效时间/周期时间X1.Oo%）,膈肌收缩时间为25%30%,这种高水平的生理活动可以部分解稀膈肌易受到损伤的原因。膈肌收缩对肺通气至关重耍，因此任何F扰膈肌神经支配、膈肌收缩功能或与胸壁运动相关的疾病都可能导致DD,进而发生呼吸衰竭。2DD的表现和临床特点单储或双侧DD均可出现，单侧更多见。单侧腑肌麻痹的个体可由对侧膈肌和肋间肌进行功能代偿，通常

4、无症状（一般在常规胸部X线检查中偶然发现，显示一侧腑肌抬高），合并肥胖或心肺疾病等时可能会方症状；相反，大多数双侧受累的患者则出现不同程度的呼吸困难，以及由此引起的疲劳、白天嗜睡、头痛等。由于胸廓运动受限，膈肌麻痹患者也易发生肺部感染。同时慢性通气不足可导致缺氧和高碳酸血症，且在睡眠期间发生的更多。严重的呼吸肌无力可能导致呼吸衰竭。如果持续时间较长，患者可出现右心衰竭的临床特征。3引起DD的疾病和危险因素膈肌麻痹可以是膈肌本身无力或膈神经损伤引起。单侧比双侧更常见。根据原因，DD可以是暂时的或永久的。危险因素有肥胖、睡眠呼吸暂停综合征等，原因在临床上可分为以下几类：3.1 患者相关因素（基础疾

5、病）患者相关因素包括创伤（如胸部穿透性创伤或枪伤直接累及膈肌、颈神经根损伤）、压迫（如颈椎病、胸骨后甲状腺肿、主动脉胸等）、神经疾病（如脑卒中）、肌病、神经肌肉接头疾病（如重症肌无力、有机磷农药中毒等）、感染、电解质失调、膈疝、癌症等。胸腔内任何紧邻膈神经的占位性病变（如纵隔或肺部肿块）均可通过直接浸润或外源性压迫引起膈神经损伤。脑卒中患者的呼吸功能常显著下降，双侧膈肌的厚度和运动减少，而偏瘫恻更严重。感染包括细菌毒素或病墟，脓毒症导致神经肌肉损伤的潜在机制可能与脓毒症诱导的心肌病相同。1例新型冠状病毒感染相关的单恻膈肌麻痹导致呼吸困难的病例提示，新型冠状病毒可能是腑神经病变的病因，可以用直接

6、侵入神经或炎症影响这两种可能的过程解释这种现象。3.2 麻醉相关因素麻醉相关因素包括MV、麻醉药物（镇除药、阿片类药物、肌松药）、上肢区域阻滞（如臂从神经阻滞）。H前有4种膈肌损伤的可能机制：过度镇静、神经肌肉阻滞、过度的呼吸机辅助导致的失用性萎缩、过度的吸气努力引起的向心性负荷损伤。在重症监护治疗病房背景下，DD的发生率在接受长期MV的患者中高达80%oMV可导致膈肌萎缩和收缩功能障碍,而在MV期间，适度镇静往往必不可少，麻醉药物（如丙汨酚、咪达哩仑、右美托咪定）可能直接对膈肌存在不良影响。动物研究表明，在接受长期MV的大鼠中发现，咪达叫仑比丙泊酚和右美托咪定导致更严重的DD,这可能因为咪达

7、理仑在抑制脂质过氧化和增加抗领化醐活性方面弱于后两者。肌松药（如罗库溟镀）也可能会加剧对膈肌的不良影响。上肢区域麻醉存在膈肌麻痹的风险，Urmey和McDona1.d的研究表明，肌间沟臂从神经阻滞后100%会导致单侧膈神经阻滞,使得患者用力肺活量（forcedvita1.capacity,FVC）和第一秒用力呼气量分别F降27%、26.4%,合并肺部疾病的患者可能会不耐受。3.3 手术相关因素手术相关因素包括人工气腹、头低脚高位（TrCnde1.enbUrg体位）、医源性损伤（如心胸血管外科手术、纵隔肿痛手术、颈椎手术、食管手术等）。腹腔镜手术已成为普外科和妇科手术的主流术式，人工气腹与TrC

8、ndC1.enbUrg体位推动膈肌向头侧移位，导致功能及气吊（functiona1.residua1.capacity,FRC）和肺顺应性卜.降。医源性膈神经损伤引起的DD是心胸外科手术后公认的并发症，例如在心脏手术期间，由心脏停搏液或手术技术引起的膈神经损伤；在肺癌切除术中，清扫上纵隔淋巴结或在近膈神经的位置移动肺门时，可能会出现膈神经损伤，其发生率在上叶切除术后为8.9%,几乎是卜叶切除术的两倍(5.5%)o4用手术期DD的常用监测工具有几种临床监测工具可用于评估膈肌活动和功能，间接监测包括胸部X线片、X线透视、肺功能测试、胸部CT检杳，直接监测包括泮侵入式的超声、侵入式的跨膈压(tran

9、sdiaphragmaticpressure,Pdi)电生理检杳等，各有优缺点，其中超声的应用范围越来越广。4.1 胸部X线片在正常个体中，左半膈通常比右半膈低一个肋间隙。如果一侧膈肌较弱，则胸内负压会将该侧膈肌吸入胸腔，因此，麻痹的膈肌将处于更高的水平。故单侧膈肌麻痹是根据一侧膈肌抬高而诊断的，但膈膨出、肺下积液、肺不张或膈卜.脓肿也可能有类似的影像学表现。研究表明胸部X线片诊断DD的敏感度为9。,特异度为44%。4.2 X线透视正常呼吸时膈肌收缩将导致其Z降至少一个肋间隙，深呼吸或吸气时内降更明显、更迅速。麻痹的膈肌在吸气时运动诚弱，或无任何运动，甚至出现反常运动.该方法需要患者的努力和配

10、合，存在电离辐射风险，目前正逐渐被超声所取代。43肺功能测试由于膈肌占呼吸肌力的80%,因此肺功能检查可以很容易地检测到DDo常用指标包括肺活量、FVC、肺总量、FRe、残气量等。对于所有疑似膈肌麻痹的患者，应在坐位和仰卧位进行肺功能测定。膈肌麻痹与限制性通气相关,其特征为FVC降低。坐位时,单侧膈肌麻痹FVC预计减少30%,双侧膈肌麻痹时，FVC预计减少75%。仰卧位时，限制性功能障碍变得更加严重。仰卧位时肺活量在单侧麻痹中为预测值的70%80%,而在双则麻痹中为预测值的30%50%o单侧膈肌麻痹患者FRC和残气地通常正常，而双侧膈肌麻痹患者则减少。该检查特异性较低，且受患者配合度影响，因此

11、临床常结合其他检测方法评价膈肌功能、4.4 CT检查所有膈肌无力患者均应行CT检查，以排除任何导致膈神经压迫性损伤的胸部疾病。但CT检杳不能直接可视化膈肌C对于DD患者，在吸气和呼气切面上，可以观察到膈肌结构的移位，提示病变。4.5 超声检查膈肌超声检杳具有无创性、操作简便、仪器便于携带等优点，已被证明在诊断DD方面具有高敏感度(93%)和特异度(100%),可全程跟踪膈肌功能，用于识别围手术期膈肌麻痹，评估术后肌松残余，帮助危重症患者脱机拔管和制定针对高危患者的麻醉管理方案以及指导术后膈肌功能锻炼。可以选用超声的B型模式和M型模式进行浦定。前者实时探杳膈肌厚度和回声是否有异常，后者显示膈肌的

12、运动曲线，评价段时间内某部位膈肌运动的方向、幅度和速率。评价指标有膈肌活动度(diaphragmaticexcursion,DE)膈肌厚度(diaphragmaticthickness,Tdi)、膈肌厚度分数(diaphragmaticthickeningfraction,TFdi)、膈肌收缩速度、膈肌动度浅快呼吸指数等。4.5.1 DEDE指膈肌吸气末和呼气末之间的位移。Boussuges等发现，健康成年人腑肌活动度在平静呼吸和深呼吸时分别为：男性(1.80.3)cm、(7.00.6)cm,女性(1.60.3)cm、(5.71.0)CmoDE数值在DD定义方面有一些差异，大部分是10mm或1

13、5mm,但最近一项国际共识提出以20mm为界值。4.5.2 TdiTdi定义为胸膜线与腹膜线之间的垂直距离，直接反映膈肌的萎缩和收缩情况，在临床实践中可用于测量自主呼吸和MV的患者。吸气期间的Tdi类似于左室射血分数，是吸气努力的可靠指标。Tdi2mm通常提示膈肌麻痹，体位、肺容口或肋间隙都会影响Tdii则破。4.5.3 TFdiTFdi=（吸气末Tdi一呼气末Tdi）/呼气末TdiXIo0%,反映呼吸周期中膈肌厚度的变化和呼吸肌做功大小，通常在右侧进行评估，而“ABCDE”技术（A：确定探头在乳头水平下方的腋前线位置；B：确定胸膜位置；C:探头沿腋前线向尾侧移动；D:确定膈肌结构；E:测取膈

14、肌）通过肋间隙直接评估膈肌厚度，不需要肝或脾作为声窗，TFdi被认为是膈肌吸气努力的良好指标，也是脱机结局的良好预测因子。一般TFdi80cmH2O（1cmH20=0.098kPa）,女性Pdisn或Pdimax70cmH2O,则排除具有临床意义的膈肌无力。而经皮膈神经电/磁刺激产生膈肌的非自主收缩，可在颈部水平的单侧或双侧进行。Pditw10cmH2O（单侧膈神经刺激）或20CmH20（双侧）可以排除显著的膈肌无力。尽管Pdi测员通常是诊断双侧腑肌麻痹的金标准，但膈神经剌激技术需要相当多的专业知识和设备，且耗时长，不适合临床常规使用。4.7 膈肌电生理检查临床上常通过经皮无创或有创电刺激膈神

15、经从而评估膈神经传导能力和膈肌收缩功能。在膈肌肌电图上，膈神经病变导致膈神经传导时间延长、振幅降低；而膈肌病变时则膈神经传导时间及振幅均无异常，这些可以帮助区分神经性DD和肌病性DD0但由于技术挑战及其解释的复杂性而在临床应用受限。5针对DD患者的围手术期管理策略5.1 MV膈肌保护性通气策略旨在避免或减轻各种形式的肌创伤，包括避免膈肌活动不足、腑肌过度活动和人机不同步，以诚少损伤，优化患者预后。重症监护治疗病房中，接近健康人静息状态N的吸气努力水平以及15%30%的TFdi被证明具有保护膈肌和改善临床结局的潜力。研究表明，通过提供辅助MV而不是控制MV可以减轻肌肉蛋白水解和无力。人一机不同步

16、可显著阻碍肺和膈肌保护性通气，食管压或膈肌电活动监测的吸气努力水平可以帮助确定人一机不同步，但该呼吸努力风险阈值目前尚不清楚。其他措施如检杳呼吸机波形、调整呼吸机设置、对全麻患者进行肌松监测也可一定程度上帮助实施膈肌保护。理论上，比例辅助模式（比例辅助通气和神经电活动辅助通气）初步实现了MV与神经冲动的直接耦联,可通过自身反馈机制改善人一机同步性，有可能促进膈肌保护性策略。一项Meta分析显示，神经电活动辅助通气相比其他部分支持模式（如压力支持通气）可能会提高困难脱机患者的脱机成功率。对于最佳MV,目前还没有普遍适用的设置参数，这些应根据临床医师对患者在特定情况下的风险评估，结合最佳临床和实验

17、证据进行个体化调整。尽可能缩短或避免触发因素，包括控制性MV、过低或过高的吸气努力水平，以及过高的呼气末正压。另外，需明确当肺保护和膈肌保护发生冲突时，肿保护优先于膈肌保护。5.2 区域阻滞在自主呼吸患者中，尤其是合并哮喘、CoPD、睡眠呼吸暂停综合征等肺部危险因素的患者，使用区域阻滞技术作为主要的麻醉方式可以保护生理性膈肌功能，并减少术中肺不张。但对于上肢手术，尤其是肩和上臂手术，往往采用全麻复合区域阻滞，肌间沟瞥从阻滞是最常见的区域阻滞技术，膈神经受累和膈肌麻痹发生率较高，限制了其在合并呼吸系统并发症高风险患者群体中的应用。目前保留膈肌功能的区域阻滞技术才：上干阻滞、肩胛上神经阻滞+后路腋

18、神经阻滞、锁骨卜臂丛神经阻滞+肩胛上神经阻滞、肋锁间隙曾M神经阻滞等，同时在超声引导下通过改善注药部位和减少局麻药剂量可进一步降低膈肌受累的风险。5.3 多模式镇痛术后阵痛（尤其是心胸腹部手术）会诱发呼吸系统改变（低气血症、肺容量减少、与DD相关的肺不张）。镇静镇痛药物会降低患者对于低氧血症和高碳酸血症的反应性，使呼吸频率降低、潮气量减少。完善用手术期镇痛方案、多模式镇痛与阿片节约型镇痛有助于减少阿片类药物用微，将阿片类药物对呼吸抑制的作用最小化，加速呼吸功能恢复。6治疗DD患者的治疗取决于病因以及是否存在症状，可以通过合理的策略指导来避免或减少已方的DD危险因素。治疗措施主要包括观察、无创正

19、压通气、膈肌起搏或手术干预。相关治疗药物（如茶碱）种类较少，且需进一步临床研究。治疗之前应充分纠正已知损害呼吸功能的并存疾病，如肥胖、COPD.代谢紊乱等。大多数单侧膈肌麻痹患者不需要任何治疗，膈肌折叠术在选择性胞侧膈肌麻痹患者（牙严重呼吸困难、咳嗽、胸痛或呼吸机依赖）中方一定作用。无创正压通气对于双侧膈肌无力是可行的非手术治疗措施。膈肌起搏对高位颈腕损伤和中枢性通气不足患者有益，大多数神经肌肉疾病患者最终都需要通过侵入性手段（气管切开术或气管插管）或非侵入性手段（鼻插管或面设）提供MV。吸气肌训练已被证明可以改善COPD、脊髓损伤和冠状动脉旁路移植术后膈肌麻痹患者的膈肌压力。7总结术前评估需高度就视无症状单侧膈肌麻痹，详细询问病史，发现裔危患者,及时明确诊断病因。对已明确单侧或双侧膈肌麻痹的患者，应做好围手术期麻醉管理预案，尤其对于上肢手术的患者，因区域麻醉本身有单侧膈肌麻痹的风险，术前需要明确肺功能状况以及对侧是否已有膈肌麻痹。床旁即时超声使用便捷，有助于对DD患者的及时识别，帮助确定进一步的诊疗方案。今后需要更多基于肺部影像学的研究和临床试验，为临床医师提供关于固手术期DD管理与治疗的新观点。