呼吸肌表面肌电图在呼吸与危重症医学临床上的研究与运用进展.pdfVIP

呼吸肌表面肌电图在呼吸与危重症医学临床上的研

究与运用进展

【摘要】连续监测呼吸驱动对于指导机械通气、判断病情变化具有重要作用，

但呼吸驱动不可直接测量。呼吸与危重症医学的医务人员通常通过监测呼吸努力

来反映呼吸驱动，如食管压和食道膈肌电活动，但这些手段因其有创性、较高的

技术要求及高昂的费用问题而使用受限。食道膈肌电活动只监测膈肌的活动水平

而忽略了其他呼吸肌，特别是对于用力呼吸的患者，不能真实反映患者的吸气努

力。这也使食管压和食道膈肌电活动的监测在临床运用上受到限制。呼吸肌表面

肌电图（sEMG）是一种无创的监测呼吸肌电活动的方法，可用于所有呼吸肌活动

水平的监测和功能状态的评估。本文总结了呼吸肌sEMG用于评估呼吸困难、预

测慢性阻塞性肺疾病急性加重、支气管哮喘诊断、指导机械通气以及制定呼吸肌

训练方案等方面的研究进展，以期为呼吸努力的评估提供新的方法。

呼吸肌包括吸气肌（膈肌和肋间外肌）、辅助吸气肌（胸锁乳突肌、背部肌

群、胸部肌群）和呼气肌（腹肌和肋间内肌），其中膈肌是最主要的吸气肌。正

常人平静呼吸时只有膈肌和肋间外肌参与收缩。而当患者感到呼吸困难时，常出

现用力呼吸，膈肌和肋间外肌收缩加强，辅助呼吸肌和呼气肌也参与呼吸以增加

通气。肌肉收缩时会产生电活动，监测呼吸肌电信号可以帮助医务人员了解患者

呼吸状况与呼吸肌功能，对患者的病情做出及时的判断与处理。临床上已在机械

通气患者中使用有电极阵列的导管监测膈肌电活动（electricalactivityof

thediaphragm，EAdi），来反映患者呼吸驱动，识别人机对抗原因，提高人机

同步性［1-2］。但这项有创操作对医疗专业人员技术要求高，并发症风险增加，

材料费用昂贵，这使其在临床上的运用明显受到限制。呼吸肌表面肌电图（sur

faceelectromyography，sEMG）利用放置在肌肉表面的电极监测呼吸肌的电活

动，具有无创、操作简单、便宜等优点，在临床上运用越来越广泛。

一、呼吸肌表面肌电图概述

肌肉收缩产生的电活动，可通过骨骼、肌肉传导到皮肤。表面肌电图通过皮

肤表面的电极采集、记录肌肉收缩或静止时的生物电信号，可用来评估肌肉的收

缩情况和疲劳程度［3］。表面肌电图常用的指标包括平均肌电值（averageEM

G，AEMG）、积分肌电值（integratedEMG，iEMG）及均方根值（rootmeansq

uare，RMS），用于反映肌张力和肌力以及平均功率频率（meanpowerfrequen

cy，MPF）和中位频率（medianfrequency），用于反映肌肉疲劳程度［3-4］。

其中RMS运用最为广泛，常用其平均值、峰值或百分比量化肌电信号。表面肌电

图具有简单、无创、易操作、实时的优点，在临床医学、运动医学和康复医学方

面运用广泛［4］。呼吸肌表面肌电图则是通过监测呼吸肌的电活动来了解呼吸

肌的激活情况，反映患者的呼吸状况，可用于评估呼吸困难、呼吸肌功能以及指

导机械通气和呼吸肌训练。

表面肌电图最常监测的呼吸肌是膈肌和胸骨旁肌间肌，呼吸肌活动记录电极

常见放置位置见表1［5］。此外，医疗人员还可以通过触诊和超声确定电极片

位置。肌肉和电极之间的组织会引起功率损失，特别是对于肥胖和出汗的受试者。

当电极片位置有毛发时应先用酒精湿巾和凝胶进行备皮，剔除毛发，增强电极片

和皮肤之间的导电性［6］。sEMG容易受到心电及邻近肌肉活动的影响。辅助呼

吸肌除了增强呼吸之外还在维持上呼吸道的通畅、头部的旋转、颈部的弯曲和躯

干的稳定上起着重要作用［6］。因此，在进行呼吸肌sEMG采集时应尽可能避免

这些肌肉进行其他活动，如测量胸骨旁肌肌电时通常让研究者手持所有测量和训

练设备，让受试者处于平卧位或半卧位，手臂放松并得到支撑，尽量避免自主上

半身运动和说话［7］。

二、呼吸肌sEMG在评估呼吸困难中的运用

呼吸困难是心肺疾病常见症状，也是评估治疗效果的手段之一。临床上通常

采用问卷形式来进行评估，如改良呼吸困难问卷、李克特五级量表、呼吸困难视

觉模拟评分等，但这些问卷无法用于插管、神志不清或者不能正确表达自己意愿

的患者，且具有一定的主观性。呼吸困难时患者常表现为用力呼吸，辅助呼吸肌

和腹肌激活，肌电图电信号增强。现有研究也发现斜角肌和胸骨旁肋间肌的sEM

G与呼吸困难具有较好的相关性。

研究发现34%~47%的患者在机械通气期间存在呼吸困难，并且