膈肌

检查部位：1）对合区腋中线肋间隙；2）肋下区域，肝/脾作为透声窗；检查的要点和手法见图1.

肋间区域，测量膈肌厚度和增厚比率：采用10-15MHz线阵探头，将探头方向平行躯干，在对合区腋中线/腋前线上，8-11肋间，与皮肤保持垂直（图1）。膈肌位于皮下2-4cm处，位于胸膜、腹膜之间，呈现为三层结构（图1），膈肌中间有一白色线性结构。我们推荐测量膈肌厚度时应垂直于胸膜和腹膜，测量时不应包括胸腹膜厚度。健康受试者正常膈肌厚度下限为1.5cm，参考范围见表1. 膈肌的厚度受到性别、身体成分影响。

膈肌随着收缩厚度增加，可用膈肌增厚率（Thickening Fraction，TF）来表示。膈肌增厚率（TF diaphragm，TFdi）在B超和M超上测算，为潮式呼吸/有力吸气时，（吸气末膈肌厚度-呼气时膈肌厚度）/呼气末膈肌厚度×100%（图1）。吸气时膈肌增厚的情况可用于评估肌肉功能。健康患者的膈肌参考范围见表1。自主呼吸时TFdi和膈肌压力（或电活动）有较好的相关性。目前评估TFdi和肌肉压力（Pmus）之间关系的研究非常少，因此，用TFdi来评估Pmus需谨慎。

肋下区域，测量膈肌活动度：采用低频相控阵探头或曲阵探头（即腹部探头，2-5MHz），将探头放在肋弓下锁骨中线上，患者体位为半坐位，尽可能将探头倾斜与膈肌穹窿垂直（图1）膈肌为垂直肝脏和脾脏表面的一个高回声线性结构，左半膈肌图像因脾脏透声窗较差而显示不良。吸气时，膈肌向探头方向移动（图1）。呼气时，M线垂直采样线上，M超上可见膈肌活动度；扫描速度最好为10mm/s左右，以便在一个界面中获得至少3个呼吸周期的图像。膈肌位移只在自主呼吸时（如T管/最小CPAP支持水平）测量，因为膈肌的自主活动度和呼吸机吸气压力引起的被动活动度不能鉴别。

如病人能合作，可嘱其做最大吸气努力测量膈肌最大活动度。比较左右两侧膈肌的活动度可确定单纯膈肌乏力或瘫痪（参考范围见表1）。在潮式呼吸时，膈肌活动度测量成功率较高（>95%）；而最大吸气努力时测量的膈肌活动度成功率更高，尤其是左侧。

如果在肋下透声窗较差，膈肌显示不良，潮式呼吸下肝脏/脾脏可作透声窗。推荐B超/M超用低频探头肋间窗上测量。因为膈肌和膈下活动度不一致，因为这个透声窗上测量的膈肌活动度推荐做定性评估，不做定量评估。

一般情况下，尽管膈肌部分参与呼气早期，呼气绝大多数取决于呼吸系统的弹性回缩力。因此，测量膈肌活动度时的膈肌松弛比率不能用于膈肌功能评估。

膈肌以外吸气肌

胸骨旁肋间肌：10-15MHz线阵探头，检查区域在第2肋间隙（图1），可评估肌肉厚度和吸气增厚比率，健康人群中胸骨旁肋间肌只在用力吸气时增厚，ICU患者的初步研究发现呼吸负荷和胸骨旁肋间肌增厚率存在剂量-反应关系。尽管目前尚无深入研究，肋间肌超声将来有望成为机械通气患者呼吸肌容量/负荷平衡的有用手段，参考范围也有待确定。

腹壁呼气肌

使用10-15MHz线阵探头，探头垂直于腹壁，患者取仰卧位，呼气肌外有筋膜鞘在超声上呈低回声。施加在探头上的压力应尽可能小，防止腹壁受压影响肌肉形状及厚度的观察。

腹直肌：检查部位在脐上2-3cm，腹正中线旁开2-3cm。最大肌肉厚度的测量：探头平行躯干方向（竖立位）垂体腹壁，从头侧往足侧扫；然后从内往外扫描，扫到的半月形弧线为一个较厚的回声筋膜，内侧是腹直肌，外侧是腹斜肌，腹内斜肌、腹外斜肌、腹横肌是层是三层平行结构（图1），最佳检查位置为腋前线、肋弓下缘和髂嵴之间区域。参考范围见表2.

呼气腹肌增厚率（TFabd）为呼气时腹肌厚度增加的幅度，TFadb=（呼气末厚度-吸气末厚度）/吸气末厚度×100%），可反映呼气肌力。初步数据表明TFabd和呼气肌力之间有相关性。呼气肌相比膈肌有更多的自由度，一层肌肉的主动收缩可直接影响相邻层肌肉，这也使得对TFadb的结果解释变得更为复杂。此外，因为腹肌收缩时会缩成球形，与膈肌收缩时肌肉缩短呈活塞状不同，因此腹肌缩短、增厚和压力之间的关系较复杂。将来需要进一步研究来确定呼气肌压力、TFadb的关系及其在临床上的意义。

急性呼吸衰竭

呼吸肌无力所致的急性呼吸衰竭不常见，但在大部分常见病因排除后仍需考虑该诊断可能。膈肌功能不全的临床表现因病因、严重程度、疾病进展情况而不同。双侧膈肌功能障碍特征性体征为仰卧位时腹部矛盾收缩，即辅助吸气肌收缩产生胸腔吸气负压（该现象也在呼吸负荷增加时出现），当膈肌麻痹时，负压转移到腹部，引起腹壁内向运动。超声表现为吸气时膈肌向头侧移动，在M超上进行测量。此外，单纯的膈肌无力可引起辅助呼吸肌增厚比率增加。因此。辅助呼吸肌的超声检查是诊断急性呼吸衰竭患者的（单侧）膈肌无力/麻痹时的有利手段。

膈肌无力的诊断：潮式呼吸时活动度<10-15mm，或TFdi(max)<20%（表1）。单侧膈肌麻痹者，患侧膈肌厚度和TFdi明显小于健侧。左/右厚度比率<0.5或>1.6均认为是异常。单侧膈肌功能不全者，其健侧膈肌活动度相对更大，这是为产生足够潮气量的一种代偿。对于双侧麻痹者，膈肌厚度和Tfdi均低于参考范围。

急性加重慢性阻塞性肺病（AE-COPD）中，膈肌超声可用于预测无创呼吸机（NIV）使用的成功。NIV（>18mm vs <12mm）使用1h后膈肌活动度增加和NIV成功、PaCO2下降有关。空气潴留是COPD患者膈肌活动的主要限制因素，因此，改善膈肌活动度可提示肺过度通气的改善。在AE-COPD需要转ICU治疗的队列研究中，TFdi<20%和NIV失败相关，且在一项更大（病例数75人）的随访研究中得到证实（NIV 危险比为4.4）。因此膈肌超声检查助于减少严重AE-COPD需要NIV患者延迟插管的风险，但尚需要进一步研究证实。

膈肌保护性机械通气：

呼吸机过度支持和支持不足分别会导致肌肉萎缩和肌肉损伤，是重症相关的膈肌无力的重要病理生理机制。为避免上述不良后果出现，滴定呼吸机支持水平使膈肌调用在生理范围内，即所谓的膈肌保护性机械通气。虽然目前膈肌活动的最佳水平尚不清楚，且在不同的病理状况下有所不同（比如脓毒症、无力），但相对较低的膈肌活动水平（对应4-8cmH2O的食道压）是安全的。超声在膈肌保护性通气中的应用尚没有具体的研究，但Tfdi可以是一个合理的替代指标。Goligher团队研究显示机械通气第1天TFdi15-30%和稳定的肌肉厚度、所需最短的通气时间有关。同样的，部分支持通气下Tfdi<15%提示呼吸机过度支持可能性大，因此需要监测其他呼吸参数（如潮气量、呼吸频率）来降低支持水平。膈肌保护性通气的Tfdi的上限仍有争议。尽管统计表明Tfdi和膈肌肌力（Pdi、PTP）存在中度相关，但在某一Tfdi时膈肌肌力范围较大。我们建议TFdi>30-50%的患者，在监测其他呼吸参数时增加呼吸机支持，避免肺过度通气。监狱Tfdi测定的相对不准确性，应考虑其他呼吸功能监测技术。

脱机失败

呼吸系统负荷和容量失衡是SBT试验和拔管失败的重要原因，因此呼吸肌重生在鉴别脱机失败中起重要作用，然而也有相当一部分患者尽管膈肌功能障碍但脱机成功。此外，临床用超声预测SBT结果尚有争论，临床更多用来预测拔管成功率。

膈肌活动度

Kim等人在89例SBT试验开始前使用T管的病人中评估膈肌活动度。膈肌功能障碍定义为任一次膈肌活动度<10mm和脱机失败相关，但其预测效能较差（AUROC：0.61），使用该界值，未发现膈肌功能障碍和拔管失败之间的相关性。在2hSBT后30min测量膈肌活动度，10mm的界值预测效能明显增高（AUROC：0.88）。心脏手术后单侧膈肌麻痹者，将用力吸气时对侧膈肌活动的>25mm作为拔管指征减少延迟拔管。在对10项结合不同的脱机失败的定义评估膈肌活动度预测脱机失败研究的荟萃分析中，作者发现其敏感性75%（95%CI 65-85），特异性75%（95%CI：60-85%），具有显著异质性。膈肌活动度和肺容积密切相关，各研究因检查体位、测量的时机不同而存在结果不一致，比如SBT前测量还是SBT中测量，有没有呼吸机辅助通气。

Spadaro等人评估了T管SBT期间膈肌浅快呼吸指数（D-RSBI=呼吸频率/膈肌活动度），优于单纯RSBI评估（D-RSBI AUROC 0.98 vs RSBI AUROC 0.72，P=0.006）。Palkar等人评估膈肌移动度-时间乘积（如excursion-time index， E-T指数=膈肌活动度(cm)×吸气时间(s) ）。在AC模式和PSV模式(5/5H2O)SBT试验之间E-T指数下降<3.8%预测拔管成功的敏感性79.2%，特异性75%。

值得注意的是，在191例成功通过SBT试验的患者中，膈肌移动度和拔管失败无关。这表明一旦SBT成功，拔管的结果将由膈肌功能以外的因素决定。

膈肌增厚比率

SBT试验中，Tfdi>30-36%预测拔管成功，Ferrai等人评估46例气切机械通气患者，SBT期间右侧膈肌Tfdi(max)可预测脱机结果，Tfdi(max)>36%和SBT成功有关（敏感性0.82，特异性0.88，AUROC 0.95）。在另一项在T管或低支持水平机械通气脱机失败患者中（N-63）计算Tfdi，发现Tfdi≥30%预测脱机成功的敏感性0.88，特异性在0.71（AUROC 0.79）。在上述评估膈肌活动度预测价值的荟萃分析中，Tfdi/Tfdi(max)预测脱机失败的AUROC为0.87，其诊断OR值为21（95%CI：11-40）。诊断OR值定义为患有该疾病者被检测阳性的概率/不患有该疾病者被检测阳性的概率的比值，是有效评估诊断方法有效性的指标。

综上，这些研究结果均提示膈肌超声检查可鉴别脱机困难、允许床旁诊断膈肌无力。然而膈肌超声目前暂不推荐用于预测SBT成功或拔管成功。

ABCDE法：系统评估患者脱机失败

脱机试验被认为是心肺压力试验：需要增加心脏指数、氧耗/氧供、呼吸功能。大多数患者中，拔管后呼吸窘迫是心脏功能、气体交换异常和/或膈肌功能不全的综合结果。因此，我们建议脱机失败患者采用结构化，且整合临床参数、实验室检查（如ProBNP）和肺部、心脏和呼吸肌超声结果的方法来进行综合评估。我们介绍ABCDE超声法，只在形成一套标准化超声检查流程来指导脱机（图2）。与Mayo等人提出的方法类似但更简洁。心肺超声评估在既往ICM重症超声系列里已经做了介绍。超声检查的时机取决于临床需求。为了鉴别脱机失败的高危患者，应在SBT前行超声检查。鉴别脱机的记过或诊断脱机失败的原因，超声检查最好在SBT开始后或结束后进行。

呼吸肌超声评估人-机交互作用

人-机不同步定义为中枢吸气时间和呼吸机送气时间不匹配，与不良预后相关且超过1/2机械通气患者中均存在人-机不同步。观察气流量和压力信号可发现不同步但结果不可靠。食道压和膈肌电生理监测是评估人-机交互作用的新技术。这两项检查均为有创的因此限制临床常规开展。膈肌超声有望替代用于在鉴别大多数人-机不同步（表3），但需要进一步研究证实。

超声应变成像

应变成像是基于跟踪超声散斑随时间变化的能力和量化解剖结构运动和变形的优良特征。相比TDI，应变成像的好处在于不受超声声束和组织运动方向和探头角度的影响，而且允许计算两个方向上的位移、速度和组织形变。最近的研究表明，健康受试者中，应变和应变率和横膈的压力显著相关。此外，Goutman团队应用散斑追踪及时评估两个方向的膈肌移动度，相比M超单线更准确。

超声剪切波弹性成像

剪切波弹性成像是一种可量化的组织弹性的技术（图2），该技术可应用于膈肌检查，因为肌肉硬度的变化可反映肌肉生理的变化（如损伤、纤维化）。此外，剪切波弹性成像相比超声回声（依赖超声的设置，如增益、对比度等）更准确且可重复性强。近期发表的一项概念验证研究表明，超声剪切波弹性成像评估吸气时膈肌硬度反映膈肌压力的变化，因此其有望成为膈肌功能测量的无创方法。