膈肌电活动:3后

第三篇:EAdi波形的生理学解释

呼吸是一个相当复杂的过程,我们仍然在研究学习中。EAdi波形的出现为在床旁研究呼吸过程提供了新的方法。它可以提供关于神经中枢呼吸驱动、呼吸时限以及呼吸机和患者自主呼吸努力的同步性的相关信息。更重要的是,不管是在有创或是无创机械通气过程中EAdi波形提供的信息都是可靠、有效的。

通过EAdi来评估神经中枢的呼吸驱动

从根本上说,呼吸过程具备重要的生理功能。通过呼吸,我们可以获得氧气、清除二氧化碳,继而调节机体的pH值。这是一个非随意的过程,通常是神经中枢对外周化学环境、负荷、应激、情感以及言语变化反应而产生的呼吸驱动。当然,在某些情况下神经中枢的呼吸驱动也可以被主动地压制。在EAdi出现之前,在床旁对神经中枢的呼吸驱动及其影响因素进行研究是非常困难的,即使对一个机械通气的患者而言也是一样。

EAdi,是源于神经呼吸中枢的驱动的累积的输出信号。它以一 系列电脉冲的形式沿膈神经纤维传递,最终到达所支配的膈肌上被称为运动单位的肌纤维束。通过神经肌肉连接的传递,诱发单个纤维的动作电位沿膈纤维传递。既然膈神经支配了膈肌上的运动单位,EAdi就可以代表运动单位的电活动,在一定时间段内的时间和空间性总和的EAdi的能量可以被测定。除此之外,动作电位的传播速度、频谱组成都能被测定,从而用于肌肉性质以及肌无力的更进一步的研究。

如果神经肌肉传递的电信号是正确无误的,那么EAdi就可以通过下述方式反应神经中枢的呼吸驱动:

  • 没有EAdi信号提示中枢性窒息,也就是说没有来自神经中枢的呼吸驱动;
  • EAdi信号的存在提示中枢呼吸驱动的存在,而且在一定范围内,EAdi的振幅越高,神经中枢的呼吸驱动越大。

EAdi会随着呼吸循环变化,这表明膈肌的激动也具有位相性。这种位相性的EAdi的频率越高(也就是神经中枢控制的呼吸频率越高),则神经中枢的呼吸驱动也越高。EAdi还可以是持续的,这代表了膈肌强直性的刺激。强直性和位相性的EAdi可以相互叠加。因此,EAdi的时间积分还和评估神经中枢的呼吸驱动有关。

下图展示了成人位相性的EAdi波形以及新生儿在强直性EAdi信号上重叠位相性的信号后未跟随膈肌电位的现象。

Phasic EAdi in adult

Apnea followed by phasic EAdi on tonic EAdi in newborn

无EAdi

既然EAdi是一个总和信号,那么它就存在一个真正意义上的零点(这需要特别的电极位置、信号获取、处理以及噪声控制)。那么没有EAdi信号就代表着神经中枢呼吸驱动的丧失。因此,EAdi的监测实现了对中枢性窒息的监控,而中枢性窒息在早产儿和新生儿中非常常见,具有特殊的临床意义。

EAdi还可以用于阻塞性窒息的患者(有EAdi信号但是没有吸气波形)。

机械通气和镇静能够降低神经中枢的呼吸驱动,监测EAdi有助于恰当应用这些临床干预措施。与之相类似的是,在应用麻醉药物时监测EAdi并确保信号消失对评估麻醉效果也有帮助。

而监测术后的患者的EAdi有助于判断自主呼吸恢复的时间。

位相性EAdi

呼吸需求的增加往往是新陈代谢上升、需要清除更多的二氧化碳引起的,从而也会引起EAdi信号振幅和频率(神经性呼吸频率)的上升。尤其是,监测EAdi因为死腔增加而引起的振幅的改变有助于避免非必需的通气需求。

吸气负荷的增加会导致EAdi振幅的上升,但这不一定和神经中枢的呼吸驱动上升相关联。例如,监测EAdi振幅的变化可能对于床旁评估水热处理器和湿化装置引起的负荷和死腔有一定价值。

非自然退化的呼吸肌无力需要更多的运动单位募集和/或燃烧速率,会提升EAdi的振幅。

改善通气功能、减轻呼吸肌肉负荷是应用PEEP和机械通气最主要的目的。PEEP的成功应用克服了内源性PEEP,可以降低EAdi的振幅。如果机械通气可以改善通气功能并降低呼吸做功的话,也可以获得类似的效果。不仅如此,在机械通气时监测EAdi波形可以床旁评估人机关系。这就为确定EAdi振幅下降的源头提供了契机。另一方面,人机同步的呼吸辅助通过分担呼吸肌负荷实现通气功能的改善,患者自己可以决定通气的程度;而对于人机不同步的呼吸辅助而言,不管患者自身的呼吸调节如何,也可以增加通气、清除二氧化碳、降低呼吸驱动。监测人机关系以及EAdi的变化可以鉴别这两种都可以降低神经中枢呼吸驱动的极端情况。

镇静可以显著影响神经中枢的呼吸驱动,床旁监测EAdi振幅的变化可以阐述患者在镇静剂影响神经中枢呼吸驱动后的反应。

对于那些存在神经肌肉功能障碍的患者而言,EAdi可以用于监测损害的进展情况。神经驱动损伤、神经传导损伤、神经肌肉传递损伤、肌肉兴奋损伤都可以导致EAdi信号的衰减。但是,需要注意的是神经移植术后(例如脊髓灰质炎)可能由于增加的运动单位而导致EAdi信号的放大。

强直性EAdi

对于特定患者而言,EAdi信号是持续的,也就是说即使在呼气相膈肌也是兴奋的。这就是所谓的强直性EAdi,当停用PEEP、气道内为负压时可以观察到,由此假定呼气末肺容积下降和肺失复张时可以诱发强直性EAdi。

可在下列网址观看相关会议视频:

http://www.ventquest.ca/conference-videos/meetingpoint-2012-day-1/meetingpoint-2012-diaphragm-electrical-activity-and-neural-breathing-pattern-from-infant-to-adult-dr-jennifer-beck/

http://www.ventquest.ca/conference-videos/meetingpoint-2012-day-1/meetingpoint-2012-diaphragm-electrical-activity-and-neural-breathing-pattern-from-infant-to-adult-dr-jennifer-beck-question-period/

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