呼吸中樞和呼吸肌功能測定課件

1、呼吸中樞和呼吸肌功能測定呼吸(hx)中樞和呼吸(hx)肌功能第一頁，共四十三頁。呼吸中樞和呼吸肌功能測定一、呼吸(hx)中樞及呼吸(hx)調(diào)節(jié)第二頁，共四十三頁。呼吸中樞和呼吸肌功能測定(一) 延髓呼吸(hx)中樞（1）支配呼吸(hx)肌的運動神經(jīng)元細胞體位于脊髓，脊髓的呼吸(hx)肌運動神經(jīng)元受延髓呼吸(hx)中樞控制。保留延髓的去大腦動物能進行節(jié)律的呼吸(hx)運動，并隨著血液CO2和O2含量改變表現(xiàn)相應(yīng)變化。（2）吸氣中樞位于延髓腹側(cè)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，電刺激可引起動物的吸氣動作；呼氣中樞位于延髓背側(cè)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，電刺激引起呼氣動作。第三頁，共四十三頁。呼吸中樞和呼吸肌功能測定（二）腦橋呼吸(hx)中

2、樞 平穩(wěn)、均勻的呼吸節(jié)律(jil)還依賴于腦橋呼吸調(diào)整中樞和長吸中樞的存在。（1）呼吸調(diào)整中樞：位于腦橋上部；對延髓吸氣中樞有抑制作用，防止過長過深的吸氣。延髓吸氣神經(jīng)元興奮時，沖動下傳至脊髓，引起吸氣動作；同時上傳腦橋，刺激呼吸調(diào)整中樞，后者發(fā)出沖動對延髓吸氣神經(jīng)元負反饋調(diào)節(jié)，使吸氣轉(zhuǎn)入呼氣。（2）長吸中樞 位于腦橋中下部有加強延髓吸氣神經(jīng)元活動的結(jié)構(gòu)。第四頁，共四十三頁。呼吸中樞和呼吸肌功能測定（三）大腦皮層對呼吸(hx)的調(diào)節(jié) 呼吸運動在一定范圍內(nèi)可以隨意調(diào)節(jié)，并能建立條件反射。大腦皮層對呼吸運動的調(diào)節(jié)，是通過兩條途徑(tjng)實現(xiàn)的：（1）通過對腦橋和延髓呼吸中樞的作用，調(diào)節(jié)呼吸的節(jié)

3、律；（2）通過皮層脊髓束和皮層紅核脊髓束，下傳直接支配呼吸肌運動神經(jīng)元的活動。第五頁，共四十三頁。呼吸中樞和呼吸肌功能測定（四）呼吸運動(yndng)的反射性調(diào)節(jié) 肺牽張反射（1）肺擴張反射： 感受器存在于支氣管和細支氣管平滑肌里，肺擴張反射的生理作用在于阻抑吸氣過長過深，促使吸氣及時轉(zhuǎn)入呼氣。（2）肺收縮反射： 將實驗動物肺中氣體(qt)抽出，或造成開放性氣胸，使肺萎縮，則反射性引起吸氣動作。第六頁，共四十三頁。呼吸中樞和呼吸肌功能測定（四）呼吸(hx)運動的反射性調(diào)節(jié) 呼吸肌本體感受器（肌梭裝置）（1）當呼吸肌被動拉長或等長性肌肉收縮時，本體感受器因牽拉而發(fā)生興奮，傳入沖動通過脊神經(jīng)到達脊

4、髓，反射使感受器所在肌肉收縮加強。（2）當吸氣(x q)時增加呼吸道阻力時，吸氣(x q)肌等長收縮，本體感受性反射增強，提高吸氣(x q)肌收縮強度，克服阻力，保持吸入氣量。在呼氣時增加呼吸道阻力，也使呼氣肌產(chǎn)生相同的反應(yīng)。第七頁，共四十三頁。呼吸中樞和呼吸肌功能測定（五）化學感受性呼吸(hx)反射 外周化學感受器是指主動脈體和頸動脈竇，感受血液PCO2、PO2和氫離子濃度變化的刺激。對呼吸的調(diào)節(jié)來說，頸動脈竇的作用(zuyng)更重要。 摘除外周化學感受器或切斷其傳入神經(jīng)，外周化學感受器作用雖消除，但吸入CO2仍能加強呼吸反應(yīng)。延髓外淺表部有中樞化學感受器，接受H+刺激。 血液中CO2能迅

5、速透過血腦屏障，與腦脊液和化學敏感細胞周圍組織液中的H2O結(jié)合生成H2CO3，解離出H+,對中樞化學感受器起刺激作用。第八頁，共四十三頁。呼吸中樞和呼吸肌功能測定（六）CO2對呼吸(hx)的調(diào)節(jié)（1）CO2是調(diào)節(jié)呼吸最重要的體液(ty)因子。CO2主要通過中樞化學感受器而起作用的。提高血液中的CO2濃度，對呼吸調(diào)節(jié)效應(yīng)在1分鐘左右即達高峰。（2）血液中CO2濃度長期維持在較高水平，則其調(diào)節(jié)效應(yīng)逐漸下降。血液HCO3-通過腦脊液腔表層蛛網(wǎng)膜細胞主動轉(zhuǎn)移進入腦脊液，與H+結(jié)合，降低其濃度，從而降低對呼吸的效應(yīng)。血液CO2對呼吸的作用，初期具有急性效應(yīng)，數(shù)天后變成緩慢的適應(yīng)性效應(yīng)。第九頁，共四十三頁

6、。呼吸中樞和呼吸肌功能測定（七）缺氧(qu yn)對呼吸的影響 缺氧刺激時通過外周化學感受器起作用的。 在嚴重肺氣腫等患者，肺部氣體交換和通氣功能受到限制，導致動脈血O2含量(hnling)下降而CO2含量增多，表現(xiàn)呼吸的加強；隨后由于中樞化學感受器對CO2的適應(yīng)性作用，CO2的刺激效應(yīng)逐漸減弱，缺氧成為加強呼吸的主要刺激。第十頁，共四十三頁。呼吸中樞和呼吸肌功能測定 1、在外周感受器，頸動脈竇更為重要，切除后機體對低氧無通氣增加反應(yīng)。 2、平靜呼吸時，頸動脈竇驅(qū)動作用(zuyng)占15%， 高碳酸血癥時，頸動脈竇呼吸驅(qū)動作用占30%。 3、頸動脈竇接受頸外動脈的血供，平均血流量為2升/10

7、0克/分。第十一頁，共四十三頁。呼吸中樞和呼吸肌功能測定 處在相對較高 PaCO2狀態(tài)下，頸動脈竇在低氧時發(fā)出的神經(jīng)沖動(chngdng)頻率有增加趨勢。第十二頁，共四十三頁。呼吸中樞和呼吸肌功能測定第十三頁，共四十三頁。呼吸中樞和呼吸肌功能測定呼吸(hx)過程 高級中樞高級中樞 呼吸中樞呼吸中樞 外周感受器外周感受器 外周神經(jīng)外周神經(jīng) 神經(jīng)肌肉接頭神經(jīng)肌肉接頭 肌梭裝置張力改變肌梭裝置張力改變 呼吸肌細胞膜呼吸肌細胞膜 肌纖維收縮肌纖維收縮 血氣血氣O2, CO2變化變化 呼吸運動呼吸運動 胸膜腔壓力胸膜腔壓力(yl)改變改變 肺容積改變肺容積改變第十四頁，共四十三頁。呼吸中樞和呼吸肌功能測

8、定（八）呼吸中樞(zhngsh)敏感性和反應(yīng)性測定 通氣過程經(jīng)感受器-呼吸中樞-效應(yīng)器（呼吸器官）系統(tǒng)的有效控制，保持PaCO2正常。 呼吸中樞驅(qū)動定量包括CO2敏感性和反應(yīng)性測定(cdng)。 CO2敏感性測定是以特定PaCO2狀態(tài)下口腔阻斷壓P0.1、平均吸氣流量（ VT/Ti ）和每分鐘通氣量（ VE ）絕對值表示。 CO2 反應(yīng)性測定是以單位PaCO2改變時P0.1、VT/Ti和VE的相對改變值表示。第十五頁，共四十三頁。呼吸中樞和呼吸肌功能測定P0.1測定(cdng)間斷短暫阻斷吸氣口，傳感器測定吸氣0.1秒時口腔壓力。由于氣道阻斷，無氣流、肺容量(rngling)變化，故不受氣道阻

9、力和肺順應(yīng)性影響，測得負壓純粹為呼吸肌活動所致。在定量PCO2刺激下，P0.1是反映呼吸中樞吸氣驅(qū)動的指標。但受吸氣肌力影響。多數(shù)COPD患者P0.1顯著增高，提示吸氣驅(qū)動高輸出狀態(tài)。平均吸氣流量（VT/Ti）反映單位時間內(nèi)由吸氣驅(qū)動所完成的吸入氣量。 VT/Ti和P0.1呈現(xiàn)高度相關(guān)性，均可定量反映中樞吸氣驅(qū)動。根據(jù)呼吸中樞對CO2反應(yīng)強弱可將COPD分為2組：反應(yīng)較強PCO2接近正常；弱反應(yīng)易出現(xiàn)CO2潴留。第十六頁，共四十三頁。呼吸中樞和呼吸肌功能測定CO2 反應(yīng)(fnyng)性測定 觀察PaCO2改變時P0.1、VT/Ti和VE的相對(xingdu)改變情況。定量分析呼吸中樞驅(qū)動。 重

10、復呼吸法高CO2 反應(yīng)性測定。 穩(wěn)態(tài)法高CO2 反應(yīng)性測定。第十七頁，共四十三頁。呼吸中樞和呼吸肌功能測定重復呼吸(hx)法高CO2反應(yīng)性 7升儲氣袋中配制7CO2、40O2，其余N2的混合氣，重復(chngf)呼吸4分鐘。 同步間斷測定呼氣末CO2(PetCO2)、P0.1、VT、RR、VE。 以PetCO2為自變量，以P0.1、VT、RR、VE 為應(yīng)變量，計算相關(guān)和回歸。第十八頁，共四十三頁。呼吸中樞和呼吸肌功能測定重復(chngf)呼吸法高CO2反應(yīng)性注意事項 配氣CO2濃度要求接近肺泡氣CO2濃度，以加速達到平衡。因此高碳酸血癥患者應(yīng)適當提高配氣CO2濃度。 要求試驗結(jié)束時儲氣袋O2濃

11、度21，因此氧耗量大者可適當提高配氣O2濃度。 為減少身高體重對測定結(jié)果的影響，VT和VE可用體表(t bio)面積校正并換算成BTPS。 如受試者不能耐受，可提前結(jié)束測試。第十九頁，共四十三頁。呼吸中樞和呼吸肌功能測定穩(wěn)態(tài)法高CO2反應(yīng)(fnyng)性測定 配制幾種不同CO2濃度氣體，F(xiàn)i CO2分別為0、3、5、7， O2濃度為21，其余(qy)為N2。 通過單向活瓣每種氣體呼吸10分鐘。 測定呼吸每種CO2濃度氣體時Pet CO2、 P0.1、VT、RR、VE數(shù)值。第二十頁，共四十三頁。呼吸中樞和呼吸肌功能測定附：重復(chngf)呼吸法低氧反應(yīng)性 監(jiān)測氧飽和度條件下，重復呼吸(hx)空

12、氣或一定高氧濃度氣體，吸入氣Fi O2逐漸降低，同步測定P0.1和VE，直到SaO275。 SaO2為自變量， P0.1或VE為應(yīng)變量，測定兩者相關(guān)和回歸。第二十一頁，共四十三頁。呼吸中樞和呼吸肌功能測定重復(chngf)呼吸法低氧反應(yīng)性測定注意事項 吸入氣FiO2降低，可刺激通氣(tng q)，使PCO2降低，影響測定結(jié)果。必須適當調(diào)節(jié)吸入氣CO2濃度，以維持PCO2恒定。 監(jiān)測SaO2，不可低于75。 心電監(jiān)護；出現(xiàn)心律紊亂即停止試驗。 要求試驗開始時SaO2為95左右，故低氧血癥患者吸入氣體氧濃度應(yīng)高于空氣。第二十二頁，共四十三頁。呼吸中樞和呼吸肌功能測定二、呼吸肌第二十三頁，共四十三頁

13、。呼吸中樞和呼吸肌功能測定呼吸肌的組成(z chn)及功能（1） 呼吸肌主要由膈肌、肋間肌和腹肌(f j)三部分組成。輔助呼吸肌包括胸鎖乳突肌、斜角肌、斜方肌等。 呼吸肌分為吸氣?。跫　⒗唛g外肌、胸鎖乳突肌等）和呼氣?。ɡ唛g內(nèi)肌、腹肌等）。 呼吸肌含慢收縮抗疲勞纖維（類纖維），快收縮纖維（類纖維）。類纖維又可分為快收縮耐疲勞纖維（A纖維）和快收縮快疲勞纖維（B纖維）。第二十四頁，共四十三頁。呼吸中樞和呼吸肌功能測定呼吸肌的組成(z chn)及功能（2） 呼吸肌遵循初長-張力關(guān)系、力量-速度關(guān)系、刺激頻率-力量關(guān)系。 在吸氣過程中膈肌起的作用占60-80%。 膈肌收縮的效能與其(yq)本身的形

14、狀及長度有密切的關(guān)系。膈肌初位置越向上彎曲，能產(chǎn)生的壓力越大，吸氣越有效。第二十五頁，共四十三頁。呼吸中樞和呼吸肌功能測定第二十六頁，共四十三頁。呼吸中樞和呼吸肌功能測定呼吸肌遵循(zn xn)初長-張力關(guān)系第二十七頁，共四十三頁。呼吸中樞和呼吸肌功能測定呼吸肌遵循刺激頻率(pnl)-力量關(guān)系第二十八頁，共四十三頁。呼吸中樞和呼吸肌功能測定呼吸肌疲勞(plo) 呼吸肌疲勞是指呼吸肌組織在負荷下活動而導致(dozh)力量和/或速度的下降，這種能力的下降可通過休息而恢復。 呼吸肌無力（weakness）是指雖經(jīng)充分休息，呼吸肌產(chǎn)生的力量仍未能恢復。第二十九頁，共四十三頁。呼吸中樞和呼吸肌功能測定呼

15、吸肌疲勞(plo)發(fā)病機制 （1）呼吸中樞驅(qū)動不足：中樞病變?nèi)缂顾枨敖羌毎∽?、昏迷等引起呼吸肌肉無力。呼吸肌疲勞時反射性抑制(yzh)中樞驅(qū)動，減少疲勞肌肉做功。（2）神經(jīng)肌肉疾患：膈神經(jīng)損傷，神經(jīng)肌肉接頭傳導障礙，肌肉本身的疾患（如進行性肌萎縮等）。（3）肌肉初長和形狀的改變：正常狀態(tài)下，在肺總量位，呼氣肌肉處于最佳初長狀態(tài)，產(chǎn)生的呼氣力量最大。在殘氣位，吸氣肌肉處于最佳初長狀態(tài)，產(chǎn)生的吸氣力量最大。肺氣腫對膈肌肌力影響明顯。膈肌縮短時伴變平。第三十頁，共四十三頁。呼吸中樞和呼吸肌功能測定呼吸肌疲勞(plo)發(fā)病機制 （4）負荷增加：各種胸肺部疾患引起呼吸阻抗（氣道粘性、彈性、慣性阻力）增

16、高，導致呼吸肌負荷加重。（5）代謝因素：缺氧、高碳酸血癥、低鉀血癥、低鎂血癥。（6）能量供應(yīng)不足：呼吸肌做功增加，乳酸堆積，pH值下降(xijing)，可出現(xiàn)疲勞。心功能不全、休克、貧血或低氧血癥因呼吸肌血流或能量供給減少而出現(xiàn)疲勞。第三十一頁，共四十三頁。呼吸中樞和呼吸肌功能測定呼吸肌力量(l ling)測定（1）最大吸氣壓（MIP）：是指在殘氣位（RV）或功能殘氣位（FRC），氣道阻斷時，用最大努力吸氣能產(chǎn)生的最大口腔壓。反映(fnyng)全部吸氣肌的綜合吸氣力量。正常值男性：75cmH2O，女性：50 cmH2O。（2）最大呼氣壓（MEP）: 是指在肺總量（TLC）位，氣道阻斷，用最大努

17、力呼氣能產(chǎn)生的最大口腔壓。它反映全部呼氣肌的綜合力量。MEP可用于評價神經(jīng)肌肉疾患的呼吸肌功能和咳嗽及排痰能力。MEP超過100 cmH2O時表示咳嗽及排痰能力有效。第三十二頁，共四十三頁。呼吸中樞和呼吸肌功能測定呼吸肌力量(l ling)測定（3）食道內(nèi)壓（Peso）、胃內(nèi)壓（Pgas）、和跨膈壓（Pdi）測定： 跨膈壓（Pdi）為吸氣相腹內(nèi)壓（胃內(nèi)壓）與胸內(nèi)壓（食道內(nèi)壓）的差值。 最大跨膈壓（Pdimax）是指在功能殘氣位（或殘氣位）氣道阻斷狀態(tài)下，以最大努力(n l)吸氣時產(chǎn)生的Pdi最大值。 Pdimax正常值：男性98 cmH2O；女性70 cmH2O為正常。第三十三頁，共四十三頁。

18、呼吸中樞和呼吸肌功能測定 慢性阻塞性肺?。–OPD）患者和正常對照組最大吸氣壓(qy)（PImax）比較： COPD 患者因肺氣腫和肌肉疲勞，PImax為正常值的40%。其中PaCO2增高的患者PImax下降更為明顯。第三十四頁，共四十三頁。呼吸中樞和呼吸肌功能測定呼吸肌疲勞(plo)的測定 肌張力時間指數(shù)（TTdi）：呼吸肌做功的大小主要取決于其收縮的力量和收縮持續(xù)時間。Pdi的平均值（Pdi）和Pdimax的比值反映收縮強度;吸氣時間（Ti）與呼氣周期總時間（Ttot）的比值反映了膈肌收縮持續(xù)時間： TTdi =Pdi/PdimaxTi/Ttot TTdi正常值約為0.02左右，在吸氣阻力

19、負荷下，TTdi 明顯提高。當TTdi 高于0.15這個閾值(y zh)時，膈肌就有可能在45分鐘內(nèi)發(fā)生疲勞。TTdi =0.15定義為膈肌疲勞閾值(y zh)。TTdi增加反映膈肌功能儲備減少。 耐受時間（Tlim）指呼吸肌在特定吸氣阻力負荷下不發(fā)生疲勞的時間。耐受時間與肌張力時間指數(shù)的相互關(guān)系為：Tlim =0.1（TTdi)-3.6第三十五頁，共四十三頁。呼吸中樞和呼吸肌功能測定 1、多數(shù)(dush)正常個體在無外加阻力時肌張力指數(shù)（TTdi）在0.02左右。 2、穩(wěn)定期COPD患者平靜呼吸時Ttdi在0.05左右。 3、COPD伴急性感染時，Pdi/PdiMAX增加，膈肌收縮持續(xù)時間增

20、加，使肌張力指數(shù)（TTdi）大0.15，導致膈肌疲勞。第三十六頁，共四十三頁。呼吸中樞和呼吸肌功能測定 1、耐受時間（Tlim）指呼吸(hx)肌在特定吸氣阻力負荷下不發(fā)生疲勞的時間。 2、耐受時間與肌張力時間指數(shù)的相互關(guān)系為：Tlim =0.1（TTdi)-3.6第三十七頁，共四十三頁。呼吸中樞和呼吸肌功能測定呼吸肌疲勞(plo)的測定 肌電圖頻譜分析：膈肌疲勞時其EMG頻譜低頻成分（L:2048HZ）增加，高頻成分（H:150350HZ）相應(yīng)減少，相應(yīng)全部頻譜中位頻率（Centroid Frequency FC）降低。FC或H/L比基礎(chǔ)值下降20%表示顯著性改變。EMG是疲勞的早期(zoq)

21、改變。 膈神經(jīng)電刺激法：膈神經(jīng)電刺激可使膈肌收縮產(chǎn)生壓力。強直性超強刺激頻率達80100 HZ時，可誘發(fā)最大Pdi。膈神經(jīng)電刺激測得的Pdi約占Pdimax的1721%，如果下降至12%以下，提示膈肌疲勞。第三十八頁，共四十三頁。呼吸中樞和呼吸肌功能測定 膈肌疲勞時其EMG頻譜低頻成分（L:20-48HZ）增加，高頻成分（H:150-350HZ）相應(yīng)減少(jinsho)。H/L比基礎(chǔ)值下降20%表示顯著性改變。EMG顯著性改變是疲勞的早期改變。第三十九頁，共四十三頁。呼吸中樞和呼吸肌功能測定呼吸肌疲勞(plo)的測定 呼吸形式改變：膈肌疲勞時出現(xiàn)淺快呼吸、呼吸不同步甚至腹式矛盾呼吸，伴有明顯的輔助呼吸肌活動。應(yīng)用感應(yīng)體容積儀可分別記錄胸部、腹部呼吸運動幅度，并計算出總呼吸運動度（total compartment displacement,TCD），正常(zhngchng)狀態(tài)時：TCD/VT = 1；呼吸肌疲勞時：TCD/VT 1 。同時應(yīng)用吸氣阻力器可早期