膈肌超声之移动度

关于膈肌功能评估方法许多，其中膈肌超声作为一种可视化简易评估法深受欢迎。今天分享一下膈肌超声之移动度。

膈肌移动度

膈肌移动度是指呼气末时膈肌上抬的位置和吸气末时膈肌下降的位置之间的垂直距离。 它与胸廓的扩张以及膈肌对呼吸的贡献能力有关。

使用 2-5MHz凸面探头 （腹部）或 3.5-5MHz相控阵 （心脏）探头都可以成功地评估膈肌移动。

为记录右侧膈肌的运动情况，肝脏被用作观察窗口。探头放置在锁骨中线和腋前线之间，位于右侧肋弓下方，并向内、向上和向后方向，使超声波垂直到达右侧膈肌后部的隆起部位（下图）。 贴着肝脏的高回声线是由腹膜和胸膜附着于膈肌所致。由于膈肌很薄（1.5-2mm）、探头距离和图像分辨率的限制，这两条高回声线通常无法清晰地区分。实际上， 我们所说的膈肌是由这两个膜形成的亮线，这是由腹膜和胸膜的超声反射所形成的。

▲ 侧面胸部X线拍摄，显示肋下视图。注意超声波束的方向，在呼吸过程中评估膈肌穹顶的运动情况

膈肌的吸气和呼气运动使得探头与膈肌之间的距离分别缩短和延长。 从B模式切换到M模式后，所选线条垂直放置在隆起部位的上部，吸气和呼气的头-尾向位移会以明亮的线条（高回声）呈现为“波浪”形式（下图）。 为了获得可靠的测量结果，实际上M模式的线条必须 垂直 于半膈肌的后部以获得准确的膈肌移动度。

▲ 上图：肋下视图的膈肌B模式（2D）评估。膈肌出现在屏幕最低部位，呈超回声（白线）。注意M模式标尺（虚线）垂直于膈肌。下图：M模式；膈肌的运动出现为“波浪形”，白色线在吸气时上升（靠近探头）并在呼气时下降。

在超声探头牢固固定的情况下，要求患者进行 安静呼吸 、 深呼吸 或 主动嗅气 。

为了在M模式下测量膈肌移动度，第一个标尺放置在膈肌回声线的最低处（上缘/下缘），第二个标尺放置在最高处（对应上缘/下缘）（下图）。

▲ 膈肌移动度的测量

考虑到生理呼吸变异性，每项操作至少应进行三次不同的记录以计算平均值。

一种较新的成像模式，称为 解剖运动模式 （Anatomical motion-mode，AMM），通 过数字图像重建，实现与膈肌运动的完美对齐。由于未被纠正的（非垂直）对齐， M模式可能会高估膈肌移动度 ，而AMM是识别膈肌功能障碍更好的选择。

▲ 这是一个患者的数据，用于测量右侧（上部）和左侧（下部）膈肌的运动轨迹。测量使用运动模式（MM，左侧）和解剖学运动模式（AMM，右侧）进行。膈肌运动轨迹的值是在安静自发呼吸条件下进行三个呼吸周期的平均计算得出的。所有 AMM 记录将被离线分析以估算 AMM 光标和代表 MM 光标的放射线之间的角度(a)，该放射线使用尺子在二维图像上绘制。

左侧膈肌 在吸气时，下行肺、肠道和胃（气体干扰）常常会遮挡膈肌；因此，建议采用更后方的方法。 探头放置在前腋前线和腋后线之间，使用脾窗获得更好的图像来确定膈肌部分 。膈肌的运动使用M模式超声成像记录，如之前描述的对右侧的记录。

膈肌的不同部分在运动灵活性上存在区域差异，在自主呼吸期间，膈肌的中部和后部显示出最大的移动度。

为了克服与解剖问题相关的问题，一些作者提出一些替代方法，例如：

B模式测量 ：获得包括最大肾双极长度的纵向平面，评估隆起部分与肾脏之间距离变化作为起伏或右侧门静脉分支和脾门或脾下极（左侧）的头尾位移。

“肺轮廓 法" ：探头被放置在最低的肺部位于肩胛线后方。探头方向为纵向，测量在吸气过程中肺轮廓的最高点和最低点之间的距离。

▲ 图右侧肺部轮廓向上和向下运动的超声测量。注释：患者坐位，探头放置在肩胛线上肺部轮廓的最低点。在患者尽可能深呼吸时进行视频序列。之后，可以测量最大吸气和最大呼气之间的距离。

“面积法” ：利用超声机的内置面积计算功能，在B模式下计算呼吸过程中胸腔内面积的变化。

▲ 腋窝中线侧位超声图。肝脏后面可以识别出膈肌。使用超声机内置区域功能，测量最大吸气时和最小吸气时膈肌上的面积。

据报道，所有这些方法都可以准确评估膈肌运动，但很少使用，并需要进一步研究来评估其中一种方法是否优于其他方法。

参考值及可重复性

膈肌运动可以在三个时间点进行评估： 安静呼吸 、 深呼吸 和 主动嗅气 。

▲ 移动度和速度的正常值

年龄、性别、人体测量数据和体位等多种因素都可能影响膈肌运动。 已证明在站立和卧位患者中，使用M型模式技术测量膈肌运动是一种可重复的方法。 除了膈肌移动度之外， M型模式可以测量以下变量：

■ 吸气时间和呼气时间

■ 隆起运动平均吸气速度（cm/s）：DE（cm）/吸气时间（s）

■ 呼气速度：呼气隆起运动/呼气时间

单侧膈肌功能障碍

在自主呼吸的患者中，膈肌功能障碍或疲劳会导致运动幅度减少。 瘫痪的膈肌可以没有运动或者呈 负波浪形态 （“ 矛盾运动 ”），这是由于补偿性收缩对侧半侧膈肌（在单侧瘫痪的情况下）或辅助呼吸肌肉的被动上升运动引起的（下图）。

▲ 单侧右膈肌麻痹和异常运动患者的肋下视图下膈肌M型超声检查

对于瘫痪的一侧膈肌，在吸气开始时可以观察到矛盾运动，这是由于完好的半侧膈肌和吸气辅助肌肉产生的力量引起胸膜内压下降，从而引起瘫痪侧膈肌产生向头侧的移动。

仰卧位时，腹腔内脏器增加膈肌的做功，已有研究表示仰卧位增加矛盾运动产生，减少前腹壁的补偿性主动呼气，这可能会掩饰瘫痪的存在。

在患有半侧膈肌瘫痪的患者中，测量健康侧的运动幅度具有参考价值。在静息呼吸中，与补偿机制有关，通常观察到正常一侧的大幅运动。

通气患者的膈肌移动

膈肌移动幅度受机械通气影响。在机械通气患者中，超声波测量的实用性和解释与通气机设置有关。

在 控制机械通气（CMV）下 ，患者的呼吸负荷为零，膈肌移动幅度与潮气量有关。因此，在CMV下， 移动幅度不能提供任何关于膈肌功能的信息 。

在辅助机械通气（即压力支持通气，PSV）期间，超声测量的膈肌移动幅度是患者努力和通气机提供压力支持的结果之和。 然而，由于膈肌移动幅度与潮气量相关，呼吸系统顺应性在膈肌移动幅度中发挥着重要作用。在呼吸系统顺应性低的患者中，患者相同努力中的相同压力支持将导致较低的潮气量，从而导致膈肌的移动较小。另一方面，呼吸系统顺应性较高将显示出较高的潮气量和更大的膈肌移动幅度。

▲ （A）B模式扫描：D = 横膈膜，L = 肝脏，K = 肾脏，U = 超声波束在M模式追踪时的位置，其对应于图2中的虚线；（B）M模式扫描；（C）吸气体积。垂直轴上的超声校准刻度为厘米。

持续气道正压（CPAP）或呼气末正压（PEEP）在有创和无创通气中的预期效果是增加功能残气量（FRC），维持肺泡的复张； 对应的肺容积增加降低膈肌穹顶的高度。 这种效应可能导致膈肌运动幅度减少，与膈肌功能失调无关，而是由于呼气末膈肌穹顶的向下移动。

在使用超声波测量膈肌移动幅度时，应仔细考虑患者的 体位 。 跨膈压是腹腔与胸腔压力之差的结果 ：膈肌的肌肉力量抵抗着腹部压力，而这种力量在仰卧位中比半卧位或坐位中更强。 这种效应在肥胖者和腹内高压患者中更加明显 。因此，应在 同一体位下进行重复测量 ，以避免在同一患者的膈肌功能评估中随时间发生的问题。

▲ 左侧：在腹内压力增加的情况下，应用低水平的正呼气末压（PEEP）。无法实现有效的肺泡复张，具有轻微的负性血液动力学效应。中间：在腹内压力增加的情况下，应用高水平的PEEP。虽然有部分肺泡复张，但由于胸腔内压力（例如胸腔压力）增加，具有主要的负性血液动力学效应。右侧：在腹部减压的情况下（例如，降低腹内压），应用高水平的PEEP。可以实现主要的肺泡复张，由于减少了腹内压和胸腔内压，具有轻微的负性血液动力学效应。

总结

■ 可以使用二维或更好的M型超声成像来测量呼吸时两侧膈肌的移动度，包括安静呼吸、自主嗅气和深呼吸；

■ 移动度与自主呼吸患者的膈肌功能相关；

■ 瘫痪的膈肌在呼吸过程中可能显示出矛盾运动；

■ 体位和腹内压等因素会影响膈肌移动度；

■ 在控制机械通气情况下，移动度仅与潮气量有关。在辅助模式下，移动度与呼吸机和肌肉做功的组合有关。

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