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方法文章

将吸气肌训练作为重症患者脱机失败治疗的辅助手段：实践指南

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DOI：

10.3791/70146

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2026年1月30日

 ,  ,  ,  ,  , 
1Research Group for Rehabilitation in Internal Disorders, Department of Rehabilitation Sciences, KU Leuven, 2Department of Intensive Care Medicine, University Hospitals Leuven, 3Laboratory of Intensive Care Medicine, Department of Cellular and Molecular Medicine, KU Leuven, 4Medical Intensive Care Unit, Department of General Internal Medicine, University Hospitals Leuven

* These authors contributed equally

本文内容

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摘要

在从机械通气撤机的患者中，呼吸肌无力非常常见。阻力性吸气肌训练（IMT）可增强吸气肌力量，并可能改善撤机效果。本方案基于当前最佳科学证据，为选择性患者提供结构化的IMT实施方法，以促进其在重症监护中的广泛应用。

摘要

吸气肌无力在机械通气患者中较为常见，是导致脱机困难的一个公认因素，而脱机困难与不良预后及死亡率升高相关。吸气肌训练是一种可行且具有前景的干预措施，可增强整体呼吸肌力量，并可能促进存在脱机困难的患者成功脱离机械通气。

本文基于临床经验和现有证据，为临床医生提供了一份实用指南，以支持将吸气肌训练整合到因脱机困难而接受机械通气的患者护理中。

本方案重点针对符合撤机准备标准且完全配合的撤机困难患者（主要是接受长期撤机的气管切开患者），应用吸气肌训练。

训练通常在患者脱离呼吸机后每日进行，在开始前需先评估最大吸气压和用力肺活量。根据这些参数，结合每次训练期间观察到的容积位移以及训练后评估的症状评分，用以个体化设定初始外部负荷及训练进阶方案。

用于制定和个体化训练方案的主要考虑因素包括患者选择、呼吸肌和肺功能评估、负荷设置方式、训练期间的呼吸指导，以及根据症状评分和容积位移指导的训练进展。

引言

呼吸肌无力在机械通气患者中非常普遍，在撤机时高达80%的患者会出现此问题1。这种功能障碍与难以脱离机械通气、重症监护病房（ICU）住院时间延长以及死亡率升高密切相关2。

阻力式吸气肌训练（IMT）是一种可行且具有前景的改善呼吸肌功能的策略。荟萃分析报告指出，在接受机械通气的患者中，最大吸气压（PImax）平均可提高6-7 cmH₂O3,4，这可能有助于促进成功脱机，尤其是在存在脱机困难的患者中3。然而，针对脱机困难患者开展的研究报告结果存在异质性，这可能反映了不同研究在方案设计（时机、强度、负荷类型）、呼吸指导以及患者配合程度方面的差异5,6,7,8,9,10。

在各项研究中，阻力式吸气肌训练（resistive IMT）通常每日进行一至两次，每次2-5组，每组6-30次呼吸，采用的外部负荷为最大吸气压（PImax）的10%至50%，并使用压力阈值型或（渐变式）流量阻力型负荷装置5,6,7,8,9,10。尽管训练方案存在差异，大多数研究均显示，与对照条件相比，阻力式IMT在PImax方面的改善更为显著。然而，效应幅度并不一致：干预组的PImax改善范围为5 cmH₂O至33 cmH₂O，而对照组为+2 cmH₂O至+15 cmH₂O5,6,7,8,9,10。脱机结果也呈现类似趋势，阻力式IMT组的平均成功率为55%至88%，而对照组为22%至88%6,7,9,10。

迄今为止，仅有两项研究探讨了在完全合作、气管切开且接受长期脱机的患者群体中，类似吸气肌训练（IMT）方案的效果5,10。这些结果结合其他生理学发现11，为该患者群体进行抗阻吸气肌训练提供了目前最有力的证据支持。在Martin等人开展的随机对照试验（RCT）5中，患者每日进行快速、深吸气，对抗可耐受的最高负荷（20–40% PImax），并每日递增负荷，其脱机成功率显著更高，PImax提升幅度也明显大于对照组；对照组患者则进行缓慢、深吸气，对抗虚假负荷（<10% PImax）。Van Hollebeke等人10发现，采用快速、深吸气并承受最高可耐受负荷（30–50% PImax）训练的患者，与使用虚假负荷（<10% PImax）的患者相比，主观用力感知、PImax改善程度以及脱机成功率均相似。

一项后续的探索性生理学研究为Van Hollebeke等人研究中观察到的假干预组之间的意外差异提供了见解。10 和 Martin 等人5，指向给予患者的不同的呼吸指示11结果表明，IMT设备上设定的外部负荷并不能完全反映IMT期间施加的总负荷，因为胸壁和肺的高弹性阻力、气道分泌物以及气道阻塞等内部因素可能显著影响长期脱机患者的总训练负荷。11重要的是，即使使用吸气肌训练负荷，患者通过快速而深（即有力）的吸气仍可达到更高的吸气末肺容积 <10% 最大吸气压（PImax），从而显著增加呼吸肌的总负荷11该总负荷量与使用30% PImax的IMT负荷进行快速深吸气时达到的负荷量相当，且显著高于进行缓慢深吸气时对抗IMT负荷所产生的负荷量 <10% PImax11这些发现表明，特定的呼吸指导可影响长时间脱机患者在吸气肌训练（IMT）过程中所接受的训练刺激。11这些发现11 也与 Van Hollebeke 等人研究中干预组和对照组报告的相似主观努力程度相一致。10,11，表明临床医生通过在每次训练后使用Borg量表监测受试者的用力感知和呼吸困难程度，是评估训练强度与进展的实用方法。

除了操作方案的不确定性及设备可及性外，实施阻力式吸气肌训练（IMT）的障碍还包括对最大吸气压（PImax）评估技能的不足以及在IMT方面的培训不足12。综合来看，这些挑战可能导致阻力式IMT在临床中的应用受限，这一点已得到一项最新国际调查的证实：仅有约60%的重症监护病房（ICU）物理治疗师常规评估PImax或应用阻力式IMT12。

本文针对这些挑战，提出了一项基于临床经验和当前最可靠证据的分步操作方案，以指导临床医生对长期脱机且完全配合的患者实施抗阻吸气肌训练（IMT）。该方案强调患者的选择、呼吸肌及肺功能评估、负荷设定策略、标准化呼吸指导，以及根据症状评分和容积位移来指导训练进程。

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方案

该方案在鲁汶大学医院临床应用，其依据的先前研究在比利时鲁汶大学医院研究伦理委员会获得伦理批准。

1. 选择患者并进行必要的评估以制定训练方案

  1. 识别存在撤机困难且可能伴有呼吸肌无力的患者。
    1. 识别那些已接受有创机械通气、曾尝试首次脱离呼吸机但在24小时内未能成功撤机的患者。
    2. 考虑吸气肌无力可能是这些患者撤机失败的潜在因素之一，因为该人群中的吸气肌无力发生率预计较高1,2。应评估吸气肌功能以确定患者是否适合进行吸气肌训练。
  2. 检查患者的充分配合程度及安全性标准。
    1. 根据患者对以下5项标准化指令的反应，筛查其清醒状态和配合能力："睁开（闭上）你的眼睛"、"看着我"、"张开嘴并伸出舌头"、"点头"、以及"当我数到5时，请抬起你的眉毛"。13。若患者能正确响应至少5项中的4项，则可继续进行肺功能和呼吸肌功能评估以及训练。
      ​注意：若患者仅能正确响应3项标准化指令，则认为其配合程度不足，无法可靠完成测量。此种情况下，应在当天晚些时候或次日重新评估其配合能力。
    2. 通过要求患者在连接呼吸机的情况下执行一次深吸气或连续多次深吸气，检查其是否能够遵循呼吸指令。
    3. 确认患者无进行评估和训练的禁忌证（例如血流动力学不稳定、颅内压升高、气胸、呼气末正压>10 cmH2O、吸入氧浓度>50% 或呼吸频率> 35次/分钟）10。如有任何疑虑，应咨询医生以确认训练的安全性。
      注意：在进行评估或训练前，必须始终检查安全性标准。患者的配合程度也可能每日波动。有关呼吸肌功能评估和吸气肌训练的适应证与禁忌证总结见表1。
  3. 评估肺功能与呼吸肌能力
    1. 确保具备便携式数字肺量计和压力计（图1）。
    2. 准备将便携设备连接至患者气道开口所需的所有必要材料（如过滤器、连接件），以确保评估顺利进行。
    3. 在评估时将患者置于半卧位，并开启设备。
      注意：应选择患者休息充分、且未在剧烈活动（如离床坐起或自主呼吸试验）前后的时间点进行评估。出于安全考虑，评估最好在患者卧床时进行。应备好连接氧气流量计的简易呼吸器（100%氧气浓度），以便在测量过程中出现严重低氧血症或其他罕见不良事件时立即使用。
  4. 在肺量计上安装过滤器，以防止病原体在患者与仪器之间传播，保护双方安全。
  5. 确认过滤器开口与患者的气道开口（气管插管或气管切开套管）紧密贴合，无漏气。必要时可使用额外的连接件以确保适配。
  6. 将气管套囊充气至最大50 cmH₂O，以确保评估过程中无气体泄漏。
    ​注意：测量完成后需检查并恢复气管套囊压力至初始设定值。
  7. 评估用力肺活量（FVC）。
    1. 将患者与呼吸机断开，并暂时关闭呼吸机报警。将肺量计连接至气道开口。
    2. 指导患者先正常呼吸，然后用力深吸气，紧接着立即用力完全呼气至残气量。
    3. 重复此操作三次，记录最佳值。
      ​注意：若无便携式肺量计，但具备带监测系统的锥形流量阻力装置，可考虑在训练初期的几次呼吸中估算FVC（参见步骤3.6.5的注释及图3）。
  8. 评估最大吸气压（PImax）。
    1. 将压力计的压力采样管连接至带单向阀和连接件的T型接头（图1）。
    2. 向患者说明：在测量过程中可以呼气，但吸气将被阻断。应安抚患者，告知该操作处于严密监控之下。
    3. 将患者与呼吸机断开，并暂时关闭呼吸机报警。
    4. 连接T型接头，要求患者完全呼气后，持续进行约20–25秒的重复用力吸气努力14。
    5. 鼓励患者每次吸气努力持续时间尽可能达到至少1–2秒15。
    6. 记录平台期PImax（持续≥1秒）。至少重复三次，每次尝试间休息2分钟，取最佳平台期PImax值（图2）。
      注意：部分患者无法耐受长时间吸气阻断，可能引起心理不适。在此类情况下，可采用单次呼吸法替代评估PImax。使用与图1所示相同的设备，指导患者在完全呼气后，对阻断的阀门进行一次最大吸气努力。重复该动作至少三次，记录最高的平台期PImax值。临床医生应注意，此方法可能低估PImax，尤其是当患者无法完成充分呼气时。若无便携设备可用于评估PImax，可借助呼吸机获取近似值：应用呼气末暂停（PEEP设为0 cmH2O），要求患者对阻断的气道进行约20–25秒的重复最大吸气努力，或进行三次单次最大吸气努力（每次间隔2分钟休息），读取呼吸机显示的最负气道压。由于该操作阻止呼气低于功能残气量，所测得的压力可能低于使用单向阀从残气量起始测得的PImax。尽管如此，该数值仍可用于调整吸气肌训练的外部负荷，但需相应调整训练时的呼吸指导（参见步骤3.6.4的注释）。

2. 起始IMT模式和训练负荷的选择

  1. 对于无法耐受呼吸机断开的患者
    1. 识别因严重呼吸困难而无法耐受脱离机械通气的患者。对于这些患者，可在完全呼气后（即从残气量位）使用无负荷或可施加的最低外部负荷装置，进行深而快的吸气训练（IMT）。每组训练之间在呼吸机上给予休息时间。
      ​注：最近一项研究表明，在撤机困难的患者中，在训练初期，当以快速深吸气方式进行IMT时，无论外部负荷为<10% PImax还是30% PImax，总的吸气做功是相似的11。
  2. 对于能够耐受每日无支持自主呼吸的患者
    1. 若可获得渐减流阻负荷（TFRL）装置，初始时使用30-40% PImax的中等外部负荷。
      注：使用TFRL时，一旦克服初始阈值，阻力随肺总量增加而降低，从而确保更大的容积扩张和更高的吸气流速反应16,17,18，这对于训练目标至关重要，因为训练效果具有容积和流速特异性16,19,20。
    2. 若可获得压力阈值负荷装置，初始时使用20-30% PImax的外部负荷。
      ​注：在阈值负荷模式下，吸气过程中绝对负荷保持恒定，因此相对负荷随肺容积增加而增大16,17。为了通过实现更大的容积扩张和吸气流速来达到有效训练16,19,20，应从略低的负荷（20-30% PImax）开始，因为较高负荷（30-40% PImax）可能会限制这些反应18。尽管渐减流阻负荷和压力阈值负荷装置均可用于IMT，但在评估PImax改善或撤机成功率等临床结局的长期撤机患者临床研究中，尚未对两者进行直接比较。因此，现有证据不支持任一模式优于另一种。

3. 在患者中进行 IMT 操作

  1. 每天安排训练，最初选择患者休息充分且未参与其他繁重活动的时间段进行。
  2. 重新评估安全性和患者配合情况（步骤 1.2 和 表 1）。
  3. 向患者说明，为进行呼吸训练，需要短暂脱离呼吸机。
  4. 告知患者将在完全呼气后进行若干组深而快的吸气动作，每组之间通过呼吸机进行休息。
  5. 在无外部负荷的情况下进行吸气肌训练（IMT）。
    1. 将呼吸机支持设为零，或使患者暂时脱离呼吸机（若患者脱离呼吸机，需暂时关闭呼吸机报警）。指导患者在开始每组训练前先完全呼气。
    2. 通过呼吸机（呼吸机支持设为零时）直接监测吸气容积，或通过将患者连接至便携式肺功能仪进行监测。
    3. 指导患者在恢复呼吸机支持前完成 4–10 次深而快的吸气。
      ​注意：若肺功能仪软件可提供吸气容积和/或吸气流速（即功率）的视觉反馈，应鼓励患者利用该反馈以最大化吸气容积和流速。
    4. 恢复呼吸机支持，使患者休息约 2 分钟。
    5. 重复步骤 3.5.1–3.5.4，完成 4–8 组、每组 4–10 次的深而快吸气，目标为每训练 session 完成总计 30–32 次吸气。
  6. 使用外部负荷装置进行吸气肌训练（从可施加的最低负荷逐步增加至较高负荷）。
    1. 为每位患者提供一次性和/或已消毒的材料以进行训练。
      ​注意：使用机械阈值负荷装置时，应为患者提供专用于个人的装置，若装置无法直接连接气道开口，还需提供合适的连接接头。使用电子锥形流量阻抗装置时，应提供个人专用的电子阀及合适的连接接头以连接至气道开口。
    2. 向患者说明，其将通过外部装置对抗阻力进行快速而深的吸气，阻力大小基于其吸气肌力量设定。
    3. 将气管套囊充气至约 50 cmH₂O，以确保训练期间无气体泄漏。
      ​注意：训练结束后需检查并恢复气管套囊压力至初始设定值。
    4. 使患者脱离呼吸机并暂时关闭呼吸机报警。将外部装置连接至气道开口，指导患者在开始每组训练前通过该装置完全呼气。
      ​注意：若 PImax 是通过呼吸机测得（即接近功能残气量时测得；参见步骤 1.3.8 的注释），则相对于 PImax 设定的负荷强度应应用于从放松呼气后（接近功能残气量）开始的吸气，而非从完全呼气后开始。
    5. 指导患者在恢复呼吸机支持前完成 4–10 次深而快的吸气。
      ​注意：若使用锥形流量阻抗负荷装置，需注意前几次呼吸用于装置校准。应指导患者从残气量开始尽最大努力完成这些呼吸。若无肺功能仪，这些初始呼吸所记录的吸气容积可作为用力肺活量（FVC）的估算值。随后可将这些容积与在设定外部负荷下完成的后续吸气容积进行比较，以判断患者是否能在训练负荷下吸入约 70% 的估算 FVC。
    6. 恢复呼吸机支持，使患者休息约 2 分钟。
    7. 重复步骤 3.6.4–3.6.6，完成 4–8 组、每组 4–10 次的深而快吸气，目标为每训练 session 完成总计 30–32 次吸气。图 3 展示了一次记录的训练 session 示例。
      注意：若外部装置软件可提供吸气容积和/或吸气流速（即功率）的视觉反馈，应鼓励患者利用该反馈以最大化吸气容积和流速。如需，可在训练期间给予补充氧气以防止氧饱和度下降。可根据患者连接呼吸机时所需的吸入氧浓度（FiO2），使用 1–6 L/min 的氧流量（提供约 24–44% 的吸入氧浓度，FiO2）21。氧气可通过一端连接氧气流量计、另一端置于阀开口后方的管道给予。在整个训练过程中持续监测血氧饱和度可确保患者安全。出于患者安全考虑，若出现以下任一情况，应立即终止训练：难以忍受的呼吸困难、血氧饱和度 <85%、持续咳嗽、心率 <50 或 >140 次/分钟，或较静息心率变化超过 >20%、平均动脉压 <60 mmHg、收缩压 >180 mmHg 或舒张压 >120 mmHg，或较静息血压变化超过 >20%、出现新的心律失常或心肌缺血迹象22（表 1）。在 IMT 训练过程中可能出现一些实际困难。当气道分泌物增多时，建议在开始训练前先吸痰或实施气道廓清技术。训练过程中因咳出分泌物导致的中断也应采取相同处理。吸气容积过低或难以持续开启阀门可能与负荷强度不适宜或起始肺容积不理想有关（参见步骤 2.2.1 和 2.2.2 的注释）。鼓励患者在每次吸气前充分呼气，有助于改善训练表现。若患者过早出现疲劳，无法连续完成 8 次吸气，可调整每组次数与组数的组合（例如 8 组，每组 4 次吸气），以完成总计 30–32 次吸气，并根据需要增加组间休息时间。若患者难以协调完全呼气与快速深吸气，可在每次呼吸时给予简单的语言提示，以指导完全呼气的时机和吸气的启动。提醒患者一旦开始吸气应持续进行、中途不停顿，可进一步改善协调性。若条件允许，视觉反馈也有助于改善存在时机或协调困难的患者的表现。

4. 每日对训练负荷、训练方式及进展进行重新评估

  1. 在训练期间评估吸气容积（如果监测系统与锥形流量阻力负荷装置配合使用）。
    1. 目视检查已完成训练过程中记录的逐次呼吸或平均吸气容积。
    2. 确定在已完成的训练过程中，平均吸气容积是否低于或高于 70% FVC（可通过在最低可能负荷下进行的最初几次呼吸进行估算，或通过肺量计测量获得；参见步骤 1.3.7 及 图 3）。
      注：选择约 70% FVC 作为目标，是为了确保在整个缩短范围内对吸气肌产生最佳刺激，因为训练效果具有容积特异性10,16,19。
  2. 训练后评估症状评分。
    1. 打印经修改的 Borg 类别-比率-10（CR-10）量表，并附有用于评估感知呼吸用力程度和呼吸困难感觉的锚定点23。
    2. 每次训练结束后立即询问患者，对本次训练过程中的感知呼吸用力程度和呼吸困难感觉进行评分。
  3. 根据每日评估结果决定是否增加训练负荷。
    1. 以 Borg CR-10 评分介于 4 至 6 分之间和/或平均吸气容积接近 70% FVC 为目标，指导外部负荷的调整。
    2. 根据以下标准调整下一次训练的负荷：如果 Borg 评分为 < 4/10 和/或平均吸气容积 >70% FVC，则在未使用外部负荷时引入负荷，或在已使用外部负荷时增加负荷；如果 Borg 评分为 > 6/10，则降低外部负荷。
      注：若吸气容积大于预期（当提供逐次呼吸的视觉反馈时）或新增负荷耐受性差、显著限制容积或导致训练过程中无法持续打开阀门，则应在训练过程中重新评估负荷进展。有关在吸气肌训练（IMT）期间指导是否增加或减少外部负荷的实际指标总结，请参见 表 2。

5. 每周评估

  1. 每周重复进行肺功能和吸气肌能力评估（步骤 1.3），以监测进展。
    注意：在训练初期，每周评估对这些患者而言可能负担较重，同一天内完成评估和训练可能具有挑战性。若将评估与训练安排在同一天，应先进行评估，再开始训练。

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结果

根据本方案，接受长期脱机的患者通常表现出吸气肌力量的改善，这一结论通过每周测量最大吸气压（PImax）进行评估。在基线水平，这些患者的PImax通常为30–40 cmH2O5,10，该数值极低，因为近期确定的吸气肌无力诊断阈值为女性受试者62 cmH2O、男性受试者83 cmH2O24。在实施为期2–4周、每周至少5天、以快速深吸气方式进行的吸气肌训练（IMT）后，这些患者的PImax通常可提高10–15 cmH2O（即较基线PImax提升20%–40%）（图2）5,10。这一改善证实了采用本方案可有效增强吸气肌力量。

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讨论

阻力式吸气肌训练（IMT）是一种安全且可行的策略，可用于改善完全配合的长期脱机患者的呼吸肌功能障碍。Van Hollebeke 等人10和 Martin 等人5开展的两项随机对照试验均未报告 IMT 训练过程中出现任何不良事件；在 Van Hollebeke 的试验中，约 75% 的训练疗程得以完成，表明患者对训练方案的依从性良好10。

值得注意的是，尽管呼吸指导对整体训练负荷具有显著影响11，但既往研究很少详细描述在对存在撤机困难的患者进行吸气肌训练（IMT）时所提供的呼吸指令6,7,8。部分先前的研究并未明确将IMT限定于完全配合的患者群体7,

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披露

本研究所使用的 POWERbreathe KH2 设备由 POWERbreathe International Ltd. 公司提供，用于此前于 2018 年发表的一项多中心随机对照试验（https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29914940/），未产生额外费用。在上述研究完成后，该公司慷慨允许我们继续将这些设备用于临床护理和科研项目。该公司未参与本稿件的撰写，也未参与决定是否提交发表。

致谢

本工作由佛兰德斯研究基金会资助（FWO 项目资助 G053721N）。GH 获得佛兰德斯研究基金会基础临床研究奖学金（FWO 1805126N）。

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材料

本文使用的材料清单
姓名公司目录编号评论
空气过滤器Lemon Medical  1011-01
将压力采样管连接至T型管 M.E.C 比利时MIP/MEP 套件 (https://mecrd.eu/products/lung-functions/pft-systems-pocket-spiro/)
电子训练装置POWERbreathe International Ltd，英国POWERbreathe KH2 (https://www.powerbreathe.com/product/powerbreathe-kh-series/model-kh2/)
一次性气体采样管 – 2 mGE Healthcare2097307-001
连接件 – 肺功能评估Covidien 609/5252
连接件——PImax 评估与训练实施 Drä错误肘部接头，可重复使用（8412235）
笔记本电脑N/AN/A
单向阀 M.E.C 比利时MIP/MEP 套件 (https://mecrd.eu/products/lung-functions/pft-systems-pocket-spiro/)
便携式肺量计和压力计 M.E.C 比利时Pocket-Spiro USB/BT100（https://mecrd.eu/products/lung-functions/pft-systems-pocket-spiro/）
Borg CR-10 量表（印刷版） N/AN/A
阻力负荷电子阀 POWERbreathe International Ltd，英国POWERbreathe K 系列阀头（https://www.powerbreathe.com/product/powerbreathe-kh-series/model-kh2/）
肺活量测定软件M.E.C 比利时MEC 患者数据接口（PDI）软件（https://mecrd.eu/products/lung-functions/pft-systems-pocket-spiro/）
T型管M.E.C 比利时MIP/MEP 套件 (https://mecrd.eu/products/lung-functions/pft-systems-pocket-spiro/)
训练设备软件包 POWERbreathe International Ltd，英国Breathe-Link 软件，版本 3.3.2a (https://www.powerbreathe.com/product/powerbreathe-kh-series/model-kh2/)

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Formal Correction: Erratum: Inspiratory Muscle Training as an Adjunct to the Treatment of Weaning Failure in Critically Ill Patients: A Practical Guide
Posted by JoVE Editors on 3/31/2026. Citeable Link.

This corrects the article 10.3791/70146

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