呼吸肌功能测定
近20年来，国内外对呼吸肌功能测定的方法进行了广泛深入的研究，从肌力、肌电图谱、肌肉负荷试验、中枢驱动、膈神经电刺激或磁电刺激等角度，研究出许多种方法。但目前由于设备条件、专业技术测定要求、经费、时间等方面的限制，大部分呼吸肌功能测定技术还主要用于试验研究，未获广泛应用。故本节仅从呼吸肌力量测定、呼吸肌耐力测定、呼吸肌疲劳测定3个方面对部分测试项目及其临床意义作相应介绍，具体的检测方法、步骤及正常值不详细叙述。
1.呼吸肌力量测定
除颈部肌肉外，其余呼吸肌的力量目前无法直接测定。我们前面反复讲过，呼吸肌的收缩表现为胸膜腔压力的变化，进而导致肺容积的改变，气流得以出入肺内。故人们可以通过测定呼吸系统的压力变化来间接知晓呼吸肌肉的力量。为保证测定结果的稳定可靠，通常要求在相同肺容量位（常用功能残气量位，反映肌肉初长），短暂气流阻断（最低缩短速度）和最大用力或超强神经刺激（最大中枢驱动）状态下测定。
（1）最大吸气压与最大呼气压。
最大吸气压：是指在功能残气位（FRC）或残气位（RV）、气流阻断时，用最大努力吸气能产生的最大吸气口腔压。它反映全部吸气肌的收缩能力。
最大呼气压：是指在肺总量位（TLC），气流阻断时，用最大努力呼气能产生的最大口腔压，它反映全部呼气肌的收缩能力。
测定所需的器械：有鼻夹及橡皮咬口、三通阀、压力计及压力传感器。
最大吸气压的临床意义：在神经肌肉疾病或外伤中，对吸气肌组（包括膈肌、肋间外肌和辅助呼吸肌）的收缩力做出评价，并且可以作为疾病诊断的参考。如小于正常预计值的30％，易出现呼吸衰竭；对气道阻力增加，肺脏过度充气、胸廓畸形等继发性呼吸困难的患者，可对吸气肌的收缩功能进行评价，并预测呼吸衰竭是否发生；指导机械通气，常作为判断能否脱离人工通气的参考指标。
最大呼气压的临床意义：可用于评价有神经肌肉疾病患者的呼气肌功能。因最大呼气压是有效咳嗽的重要因素，因此也用于评价患者的咳嗽及排痰能力。
（2）跨膈压（Pdi）与最大跨膈压（Pdimax）。
跨膈压（Pdi）为腹内压与胸膜腔内压的差值。常用胃内压来代表腹内压，用食管压来代表胸膜腔内压。它反映膈肌收缩时产生的压力变化，通常取其在吸气末的最大值。正常情况下，吸气时食管内压力为负值，而胃内压力为正值，Pdi实际是胃内压与食管压两个压力的绝对值之和。
最大跨膈压（Pdimax）是指在功能残气位、气道阻断状态下，以最大努力吸气时产生的Pdi最大值。
测定所需的器械：两条末端带乳胶气囊的聚乙烯塑料导管（1条末端置于胃内、1条末端置于食管内）、Y形三通阻断阀、压力传感器、载波放大器，示波器和记录仪。
临床意义：Pdimax反映膈肌做最大收缩时所产生的压力。当膈肌疲劳时，Pdi和Pdimax均明显下降，多见于重度慢性阻塞性肺疾患、神经肌肉疾患及膈神经麻痹患者。
（3）外源性刺激诱发的压力。
测定膈肌力量时，其数值在一定程度上受到受试者的努力程度及采用的吸气方式影响，变异程度往往较大。用电刺激运动神经、肌肉本身或用磁电刺激前角细胞、大脑皮质相应的运动中枢使肌肉收缩，再来测定肌肉力量，可避免主观用力程度不足的影响，也有助于鉴别疲劳的类型。目前常用的方法是电刺激或磁电刺激颈部膈神经诱发膈肌收缩而测定Pdi。对膈神经进行磁刺激与进行电刺激相比，前者无痛、易于操作、容易定位；可刺激深部或难以达到的神经；刺激强度易于控制在稳定的水平，因而更有应用前途。但禁用于癫痫发作、颅内挫伤和安装心脏起搏器者。
临床意义：可以较客观地测定膈肌疲劳，不受自主努力程度或呼吸方式的影响；显示外周性疲劳，不受中枢的影响，因而有利于鉴别诊断外周性抑或中枢性疲劳；用此法测定的Pdi可反过来推算Pdimax的大小，前者为后者的17％～21％；如果只做单侧膈神经电刺激可用于单侧膈肌功能测定。
2.呼吸肌耐力测定
呼吸肌耐力是指呼吸肌肉维持一定的力量或做功时对疲劳的耐受性，对呼吸肌而言，耐力比力量更重要。呼吸肌耐力与肌纤维的组成、血液供应、兴奋-收缩耦联和肌肉收缩的持续时间、肌肉缩短的速度、肌肉收缩的力量均有关系。在外加吸气阻力负荷或疾病使膈肌收缩力降低等情况下，膈肌有可能出现疲劳而耐力下降。根据负荷的大小及膈肌耐受该负荷而不出现收缩力下降的时间，可以对膈肌的耐力做出判断。
（1）膈肌张力时间指数（TTdi）。
膈肌张力时间指数（TTdi）是反映膈肌收缩强度与膈肌收缩持续时间的综合指标。吸气时，膈肌所做的功等于膈肌收缩产生的跨心压与其收缩持续时间的乘积。跨膈压越大，收缩持续时间越长，做功越大，这可能产生膈肌疲劳，因此TTdi较Pdimax更容易反映膈肌疲劳。一般以时间（Trot）的比值来表示，即TTdi（Pdi/Pdimax）×（Ti/Ttot）。收缩强度以Pdi和Pdimax的比值来表示，而持续时间以吸气时间（Ti）与呼吸周期总时间（Ttot）的比值来表示。
正常人平静呼吸时膈肌张力时间指数（TTdi）为0.02左右。在呼吸阻力负荷增加的情况下TTdi明显提高，当TTdi＞0.15这个阈值时，膈肌可能在呼吸45min内发生疲劳。TTdi越高，膈肌疲劳发生的速度就越快。
（2）膈肌耐受时间（Tlim）。
膈肌耐受时间（TIim）是指呼吸肌肉在特定强度的吸气阻力或特定的TTdi负荷下能够维持收缩而不发生疲劳的时间，常用的耐力试验方法有以下几种。
吸气阻力法：通过调整吸气阻力、吸气时间和呼吸频率（常用15次/min），达到一定的TTdi值，观察呼吸耐受时间。
吸气阈值负荷法：通常用带重力的活塞或电磁阀，必须用力吸气达到阈值压力时才能把阀门打开产生吸气气流。通过调整阈值压力而调节TTdi，测得相应Tlim。(https://www.daowen.com)
可耐受吸气压：是一种反映吸气肌耐力的简易方法。通过一个可调节的阈值阻力器，调整吸气阻力，观察可耐受10min的最大阈值阻力。
最大努力等容吸气法：在气道关闭状态下用最大努力吸气，每次持续10s，休息5s，连续18次，用最后两次收缩所产生的压力与最初3次产生的压力的比值作为耐受数值，通过以上方法测得的Tlim，对于了解患者膈肌的耐力有较大的价值。
（3）运动过程的膈肌功能动态监测。
使用跨膈压测定所需的器械，让患者蹬踏可控电阻力踏车器或跑台，并连接电脑化心肺功能测定仪，在逐渐增加运动负荷的条件下动态观察膈肌功能的变化，能反映膈肌的耐力情况。
正常人随着运动负荷的增加（氧耗量增加），Pdi呈线性增加。而在慢性阻塞性肺疾病患者，运动开始时Pdi虽有一定的增加，但运动后期，随着运动负荷的进一步增加，Pdi不能随之增加，反而逐渐下降。极量运动时，Pdi显著低于正常人。因此膈肌功能运动试验在评价膈肌力量储备及疲劳方面，具有更高的敏感性。该试验还可以判断膈肌疲劳与通气功能下降程度的关系。
3.呼吸肌疲劳的测定
呼吸肌肌力测定、耐力测定和疲劳测定这3个方面互相联系，部分内容有一定重复。当呼吸肌负荷过重时，随着时间的延长，肌肉内及整个神经-肌肉-呼吸链发生多种变化，出现呼吸肌疲劳。
呼吸肌疲劳直接的测定有以下方法：
（1）最大等长收缩压力或力量（Pdimax，MIP）下降。
（2）无法达到预设的吸气压力或下降。
（3）膈神经电刺激诱发的pdi下降。
（4）电刺激胸锁乳突肌的力量下降。
（5）经呼吸肌休息疗法后肌力明显改善。
反映或预示疲劳的测定有下列方法：
（1）肌电图频谱改变：中位数频率（FC）和高频/低频（H/L）比率下降。
（2）吸气肌肉松弛率下降或松弛时间常数增大。
（3）TTdi或TTI超过疲劳阈值。
（4）体检发现呼吸浅快，辅助呼吸肌动用，呼吸不同步或反常呼吸。
上面提到的测定方法在呼吸肌力测定和耐力测定中部分已经述及，下面介绍膈肌肌电图频谱分析、呼吸肌松弛速率、休息后肌肉功能的改变。
（1）肌电图（EMG）频谱分析。
和其他骨骼肌一样，当刺激神经或中枢冲动传至呼吸肌时，数毫秒之内，其肌纤维膜出现去极化及复极过程，产生肌电信号。众多的肌细胞产生的综合信号可以通过肌电图仪记录下来，即为肌电图（EMG）。EMG由不同的频率组成，其频率主要在20～250Hz之间。根据频率分布的变化可早期发现呼吸肌疲劳。采用Pdi与EMG同步分析的方法，发现膈肌疲劳时其EMG频谱的低频成分（L：20～48Hz）增加，高频部分（H：150～350Hz）相应减少；相应的，其中位频谱（cetroidfrequency，CF），即全部频谱的中位数值降低。目前常做肌电图测定的呼吸肌有膈肌和胸锁乳突肌。膈肌EMG可通过食管电极、体表电极或经皮穿刺电极测定。
（2）呼吸肌最大松弛率（MRR）。
呼吸肌最大松弛率（MRR）指肌肉收缩后松弛时相的肌力或压力下降最大速度。松弛速率与峰值压力成正比，通过测量Pdi或口腔压在吸气后的下降曲线，以峰值压力坐标化（或占最大值的百分率），分别计算膈肌的MRR（用跨膈压的波形）和全部呼吸肌的MRR（用口腔压抑或食管压的波形）。肌肉松弛与温度、肌肉固有收缩速度和肌肉疲劳等因素有关。吸气肌MRR下降的程度与肌力、吸气流速度和分钟通气量的下降呈平行关系，且提示有呼吸肌外周疲劳。与其他骨骼肌类似，呼吸肌在阻力呼吸或最大持续通气后，肌肉疲劳早期就有MRR减慢。因此MRR的测量有利于早期发现肌肉疲劳。但MRR的正常范围大，需要动态测量才有临床意义，且MRR易受到受试者主观努力程度的影响。
（3）休息后肌肉功能的改变。
依据呼吸肌疲劳的定义可知，单纯的肌力下降不一定是疲劳。通过呼吸肌休息治疗后，肌力恢复，可作为呼吸肌疲劳的诊断标准之一。无创性人工通气如负压通气或经面罩正压通气可使呼吸肌肉充分休息。重度COPD患者，尤其是呼吸衰竭患者，经休息治疗后肌力及临床状态可改善。但目前关于休息疗法的方案和肌力改善判断方法等，还没有统一的标准。而且做休息疗法前后呼吸肌功能监测时，要注意在相同肺容量和体位下监测，才能真正反映呼吸肌功能的变化。