膈肌评估与训练技术的应用研究进展

Research progress on the application of diaphragmatic assessment and training techniques

摘要

膈肌训练在心肺、肌骨、神经系统疾病的康复中显示出积极作用。在国外，该训练已成为慢性阻塞性肺疾病与非特异性下腰痛等的规范性疗法，且疗效显著，但在国内尚未得到充分重视。当前临床训练方案多样，但手段方法尚未统一，且相关机制也未得到充分阐明。本文通过对膈肌训练的概念、作用机制及应用进行总结，为其在国内临床上的推广和应用提供理论参考。未来，随着智能技术的发展，膈肌训练的个体化方案及长期疗效评估将更加精准。通过整合影像学、神经生理学等多种技术手段，可深入探讨膈肌训练在神经调控、血流动力学和自主神经系统调节等方面的具体机制，从而充分发挥其在康复领域的潜力。

Abstract

Diaphragmatic training has demonstrated positive effects in the rehabilitation of cardiopulmonary， musculoskeletal， and neurological diseases. Internationally， it has become a standardized therapeutic approach for conditions such as chronic obstructive pulmonary disease and non-specific low back pain， with notable clinical efficacy. However， its application in domestic research has not yet gained sufficient attention. Currently， there are many different clinical diaphragmatic training programs， but the methods and protocols are not standardized， and the underlying mechanisms have not been fully explored. This paper summarizes the concept， mechanisms， and applications of diaphragmatic training， providing a theoretical reference for its promotion and use in clinical practice. In the future， with the advancement of intelligent technologies， individualized protocols for diaphragmatic muscle training and the assessment of its long-term efficacy will become more precise. By integrating various technical approaches such as imaging and neurophysiology， the specific mechanisms of diaphragmatic training in terms of neural regulation， hemodynamics， and autonomic nervous system modulation can be deeply explored， thereby fully realizing its potential in the field of rehabilitation.

关键词

膈肌训练 / 康复医学 / 呼吸训练 / 膈肌评估

Key words

Diaphragmatic training / Rehabilitation medicine / Breathing training / Diaphragmatic assessment

膈肌是人体最重要的呼吸肌，承担着气体交换与腹内压调节等多重生理功能，并在咳嗽、吞咽、发声及排泄等关键生理过程中发挥重要作用^［1］。其独特的解剖位置使其不仅作为胸腔与腹腔的隔膜，还参与调节血液、脑脊液和淋巴循环^［2］。此外，膈肌与神经系统的多重连接在调节情绪、认知功能及痛觉处理等方面扮演着重要角色^［3］。中风、系统性红斑狼疮等神经和免疫系统疾病常伴有膈肌功能减弱，这一变化会导致运动功能障碍，进一步影响患者的生活质量^［4-5］。对于接受机械通气的危重症患者，膈肌功能障碍已被视为不良预后的独立指标。膈肌训练是一种通过增强膈肌的力量、耐力和协调性来改善其功能的康复手段^［5］。尽管膈肌训练在康复医学中展现出一定的潜力，但目前尚缺乏统一的指导原则，特别是针对不同临床疾病的个性化和标准化治疗方案、长期疗效评估及作用机制的深入研究仍然不足^［6］。因此，本文旨在梳理膈肌评估与训练技术的应用进展，以期为该技术在康复临床中的推广与应用提供新思路。

1 膈肌评估技术

近年来，膈肌在康复医学中的重要性得到了广泛关注。通过有效的评估方法，可以深入了解膈肌的功能状态，从而为改善康复效果提供科学依据。目前临床与研究中应用的评估技术种类多样，其特点与局限性各不相同。

如表1所示，膈肌评估技术可根据其原理大致分为自主功能测试、非自主功能测试和影像学检查。自主功能测试要求患者根据指令主动完成最大吸气等动作，其结果直接反映了患者可自主调动的呼吸肌功能，但易受努力程度及学习效应影响，因此更适用于意识清楚、能够良好配合的门诊患者进行功能筛查与疗效监测^［7-10］。非自主功能测试通过电刺激或磁刺激直接激活膈神经来诱发收缩，完全排除了主观干扰，为膈肌的最大收缩潜力评估提供了客观依据。其中，磁刺激因其无痛、无创的特性，已成为重症监护病房中用于评估意识障碍或无法配合指令的危重患者膈肌功能的首选方法^［11］；而电刺激则更侧重于特定的实验研究场景^［12］。影像学检查通过不同成像模态提供膈肌的形态与运动信息。在临床选择时，还需综合考量评估目的、设备可及性与操作复杂性。例如，对于配合度良好的患者，最大吸气压（Maximum inspiratory pressure，MIP）测试、超声检查等无创检查常作为初步评估与随访监测的首选工具^［7-8］；当需要排除或明确结构性病变（如膈疝、撕裂）时，CT/MRI则具有不可替代的诊断价值^［13］。超声检查凭借其无辐射、可床旁实时动态成像的独特优势，既能在功能评估中作为核心工具，也能在其他检查前后提供重要的动态信息补充^［14-16］。

2 膈肌训练技术

膈肌是人体主要的呼吸肌，其功能障碍可导致呼吸困难、气体交换异常，严重影响患者的生活质量。因此，针对膈肌的训练技术成为康复医学的重要研究内容。目前，已有多种膈肌训练技术被应用于临床，常用的训练技术包括呼吸训练、运动训练、电刺激训练等，各类方法各有优劣，常可互补使用。

2.1　呼吸训练

呼吸训练是改善膈肌功能的基础方法，主要包括抗阻呼吸训练、缩唇呼吸和膈肌呼吸等。吸气肌训练（Inspiratory muscle training，IMT）是抗阻训练的核心形式，指通过特定设备在吸气过程中施加可控阻力，以增强吸气肌（尤其是膈肌）的力量与耐力^［17］。根据阻力产生原理，常用设备主要分为2类：吸气阈值负荷训练器与渐减式流阻负荷训练器。吸气阈值负荷训练要求患者吸气时克服预设的恒定压力阈值才能打开阀门，其优点在于能提供精确恒定的阻力，缺点是模式相对单一且依赖设备^［17］。渐减式流阻负荷训练则在患者克服初始阈值后，阻力随吸气进程呈递减趋势；与阈值负荷相比，其允许在更大肺容量范围内维持较稳定的吸气流速，可能更符合生理呼吸模式，患者耐受性通常更佳，但阻力的恒定性和针对性稍弱^［17］。缩唇呼吸通过呼气时缩紧双唇以增加气道外口阻力，防止小气道过早关闭，从而促进肺泡内气体排出、减少肺内残气量。该方法能有效缓解呼吸困难、提高通气效率，但对直接增强膈肌力量的作用有限，是慢性阻塞性肺疾病（Chronic obstructive pulmonary disease， COPD）患者常用的症状管理手段^［18］。膈肌呼吸即腹式呼吸，通过引导患者进行深而缓慢的腹式呼吸，增强膈肌的活动度和控制力，是改善呼吸模式、增加膈肌移动度的基础技术，但需要患者具备较好的理解与配合能力^［18］。上述方法中，抗阻训练主要适用于呼吸肌无力患者，而缩唇呼吸与膈肌呼吸则广泛应用于改善呼吸效率，临床常根据患者具体情况组合应用。

2.2　运动训练

运动训练通过全身或局部活动间接优化膈肌功能，其主要方法包括瑜伽等身心整合训练、核心力量训练、胸部抗阻与扩张训练及有氧运动等。瑜伽运动强调呼吸与动作的协同，能够有效提升膈肌运动幅度、核心稳定性及呼吸控制，适用于改善肌肉协调性与柔韧性，但它需要一定的练习技巧^［19］。核心力量训练通过强化腹横肌等深层稳定肌群来提升腹内压、增强脊柱稳定性，其优势在于综合提升核心稳定性，但若呼吸配合不当可能引发憋气或代偿模式^［20］。胸部抗阻训练通过对胸骨和肋骨区域施加阻力，使呼吸肌与呼吸节律同步运动；而胸部扩张训练则有助于调整呼气和吸气的频率，增加肋间隙的活动度，并放松胸大肌、腰方肌和肋间肌等软组织^［21］。通过胸部抗阻和扩张训练，可以促进肺组织的扩展，改善胸廓的活动性，增强呼吸肌的力量，从而提高整体的呼吸功能，适用于胸廓活动受限者，但对严重骨质疏松或胸廓畸形患者需谨慎使用^［21］。有氧运动，如步行、骑自行车、游泳等，可全面提升呼吸肌耐力与心肺功能，适用于广大人群，但针对性较弱^［22］。

2.3　电刺激训练

电刺激训练是通过电流刺激膈肌或其支配神经以促进肌肉收缩的被动康复技术，主要包括经皮神经电刺激、膈神经电刺激与功能性电刺激等方法，在临床中可根据患者的具体损伤类型与康复目标进行选择与组合。经皮神经电刺激通过体表电极对局部区域进行中低频刺激，具有无创、操作简便、患者耐受性好等优点，但主要作为镇痛和神经肌肉功能调节的辅助手段^［23］。膈神经电刺激针对膈神经进行精准刺激，可通过体表或植入电极实施，适用于脑卒中、脊髓损伤等中枢神经损伤所致的膈肌功能障碍，能有效诱发膈肌收缩，但技术要求较高，且可能引起局部不适^［24］。功能性电刺激与膈肌起搏通过模拟生理呼吸节律或施加高频脊髓刺激，激活膈肌及协同肌群，为高位脊髓损伤等严重呼吸功能障碍患者提供呼吸支持，但成本高且技术复杂^［25］。上述方法在临床应用中具有明确互补性：经皮刺激适用于早期康复与症状控制^［23］，膈神经刺激侧重于神经通路完整情况下的膈肌功能障碍^［24］，而起搏技术主要服务于重度呼吸功能不全的长期支持^［25］。

2.4　其他方法

除呼吸、运动及电刺激等主要训练技术外，临床中还可运用磁刺激、手法治疗、虚拟现实与生物反馈等方法改善膈肌结构功能，为不同需求的患者提供多样化选择。经皮膈神经磁刺激利用磁场无创刺激膈神经，可有效提高膈肌力量与耐力，且因过程无痛而患者接受度较高，但设备昂贵限制了其普及^［26］。手法治疗与自我拉伸通过特定手法或动作改善膈肌的柔韧性与活动范围，有助于提升肺功能指标，适用于存在组织僵硬或活动受限的患者，但其疗效依赖于操作者的经验与技术水平^［27］。虚拟现实与游戏化训练将趣味性元素融入康复过程，能有效提高患者参与度和训练依从性，尤其适用于需要长期坚持的康复群体，但其效果受硬件设备和软件设计水平影响较大^［28］。生物反馈技术通过监测并显示呼吸模式与膈肌活动，帮助患者优化呼吸功能，该技术作为辅助手段与主动训练方法结合可进一步提升康复效果^［29］。

3 膈肌训练在康复领域中的应用

越来越多的研究证实膈肌训练在改善肺功能、缓解呼吸困难、提升体力及生活质量等方面的效果。目前其临床应用已拓展至心肺康复、肌肉骨骼康复和神经康复等多个领域，显示出广泛的应用价值。膈肌训练作为一种重要的康复手段，旨在通过增强膈肌的力量、耐力和协调性，促进整体康复效果。

3.1　膈肌训练在心肺康复中的应用

膈肌训练通过增强呼吸动力、调节自主神经及改善血流动力学等多重机制，在心肺康复中发挥重要作用^［30-31］。IMT在改善COPD患者吸气肌力量、运动耐力和肺功能等生理功能指标方面具有显著效果^［32-33］。然而，其对患者呼吸困难症状与生活质量的改善效果存在争议。Figueiredo R I N等^［32］的系统评价指出，IMT虽能提升上述生理指标，但并未显著缓解症状与改善生活质量，且疗效与基线吸气肌无力程度无关，提示其最佳获益人群尚需明确。此外，高强度IMT（≥60% MIP）对于轻中度COPD效果良好^［34］，但晚期患者为预防膈肌损伤，临床常推荐采用15%～50% MIP的较低负荷方案^［35］。一项针对稳定期重度COPD患者的试点研究发现，60% MIP强度训练12周可显著改善膈肌厚度、肌力及运动能力，提示经筛选的重度患者可能受益，但需大规模验证^［36］。缩唇呼吸通过延长呼气时间、减少肺过度充气来提升运动耐力，与腹式呼吸结合可优化呼吸模式、减轻呼吸肌疲劳^［18］。对于运动能力严重受限的患者，神经肌肉电刺激能够促进肌蛋白合成、改善膈肌功能，但需与主动训练结合以提升康复效果^［37］。有氧运动与呼吸训练结合能减轻膈肌疲劳，提高整体运动耐力和生活质量^［22］。膈肌训练不仅对肺功能有影响，还能通过调节腹内压来降低心脏的后负荷，并改善血液循环^［38］。研究表明，规律的膈肌呼吸能显著改善缺血性心脏病患者的心率变异性，对患者的预后有积极影响^［39］；短期的干预即可使收缩压平均降低5.9 mmHg，舒张压平均降低1.4 mmHg^［40］；而长期练习则有助于高血压管理及焦虑缓解^［30］。

综上所述，膈肌训练在心肺康复中具有显著应用价值。未来研究需要进一步探索个性化训练方案，并评估长期效果。

3.2　膈肌训练在肌骨康复中的应用

慢性非特异性腰痛患者常伴有膈肌功能障碍，表现为活动度降低、位置上移及易疲劳性增加。这种功能障碍会削弱腹内压调节能力，降低腰椎稳定性，从而加剧疼痛症状^［20］。针对性的膈肌训练通过增强膈肌力量、优化呼吸模式，有助于恢复核心稳定性并改善姿势控制，已成为缓解慢性腰痛的重要康复手段^［20-29］。研究表明，超过8周的高强度IMT可显著提升患者的MIP，同时改善疼痛症状与姿势控制能力^［20］。联合治疗方案显示出多方面的优势。一方面，结合超声视觉生物反馈的IMT能更精准地指导膈肌收缩，进一步优化镇痛效果与功能恢复^［29］；另一方面，膈肌训练配合经皮神经电刺激在缓解疼痛方面（改善69%）也显著优于单一电刺激疗法（改善34%）^［23］。此外，膈肌训练通过调节胸腹腔压力与呼吸模式，还能缓解颈肩部肌肉的异常紧张，对颈肩疼痛及胸廓出口综合征等相关问题产生积极作用^［41］。在盆底康复领域，膈肌训练有助于改善因腹内压管理异常所致的尿失禁等症状^［42］。然而，当前证据仍存在一定局限性。多数研究的样本量相对有限，干预方案在强度、频率和疗程等方面缺乏统一标准，这可能影响结果的一致性与可比性。

综上所述，膈肌训练在肌骨康复中展现出明确价值，但其临床应用仍需要更为严谨的证据支持。未来研究可借助肌电图、神经影像等技术，在扩大样本量的基础上，深入探讨膈肌训练在治疗过程中的肌间协同与脑肌耦合机制，为康复方案的精准化与个体化提供科学依据。

3.3　膈肌训练在神经康复中的应用

在脑卒中患者的早期康复阶段，整合呼吸与动作的“六字诀气功”在改善呼吸与躯干功能方面优于传统呼吸疗法，其MIP提升了10.4 cmH₂O，躯干控制与日常生活能力也得到显著改善^［43］。此外，膈神经电刺激与常规呼吸训练结合，可进一步改善脑卒中患者的肺功能及平衡能力^［24］。IMT在提高脊髓损伤患者的呼吸肌力量、耐力和肺活量方面展现出一定潜力^［44］。然而也有研究^［45］指出，这种干预对脊髓损伤患者生活质量或呼吸功能的改善效果并不显著。对于高位脊髓损伤导致的严重呼吸功能障碍，体内膈肌起搏被证实是一种安全有效的长期呼吸支持疗法，可使部分患者成功脱离机械通气^［25］。在帕金森病患者中，IMT能够有效增强其活动能力和日常功能^［46］。对于晚期多发性硬化症患者，10周IMT在吸气肌力量方面显示出积极变化，且此效果在训练结束后8周仍然保持，但对其他临床指标的影响尚未明确^［47］。规律的慢速膈肌呼吸不仅能通过增加潮气量、激活Hering-Breuer反射来降低化学反射敏感性，还可增强迷走神经张力、降低交感神经活性，从而优化呼吸与心脑血管功能^［30］。

综上所述，膈肌训练在神经康复中展现出应用前景，但其疗效在不同疾病、不同严重程度患者中可能存在差异。未来研究不仅应致力于建立基于疾病类型与分期的个性化方案，还需通过更严谨的设计，明确其疗效的确切边界、影响疗效的关键因素，并对长期功能结局进行深入评估。

3.4　膈肌训练在其他疾病康复中的应用

膈肌训练在其他疾病的康复中也有广泛应用。例如，膈肌训练可用于提高发声功能，并能通过增强呼吸肌耐力降低咳嗽频率与强度^［48］。膈肌还在防反流、呕吐和吞咽等生理过程中发挥重要作用。研究表明，膈肌呼吸训练可显著减少胃食管反流病患者的食管酸暴露并缓解症状^［49］。呼吸练习还有助于减轻化学药物治疗引起的恶心和呕吐症状^［50］。此外，膈肌通过协调胸腹腔压力促进食团推进并防止误吸，IMT可改善卒中后吞咽困难患者的呼吸与吞咽功能^［51］。在淋巴系统方面，膈肌的节律性运动通过促进腹腔淋巴液吸收与回流以维持组织液平衡并减少水肿，同时联动性地增强呼吸肌功能、改善胸廓活动度，从而共同优化深层循环效率^［52］。功能性腹胀与肠道气体排出障碍有关，膈肌呼吸可通过促进肠蠕动有效改善腹胀症状^［53］。

综上所述，膈肌功能与多种健康问题息息相关。未来应开展更多大样本的临床随机对照试验研究，进一步验证其在不同临床条件下的应用潜力。

4 小结

本文通过“评估技术-训练方法-临床应用”的逻辑框架，阐述了膈肌训练在康复领域的研究进展。目前，基于膈肌生理功能的评估与训练体系已初步建立，并在心肺、肌骨、神经等多个领域展现出应用潜力，但仍存在一些局限：评估标准尚缺乏统一规范，训练方案个体化与精准化程度不足，相关机制研究也亟待深入。为充分发挥膈肌训练的潜力，未来研究应重点关注以下方面：⑴加强多中心、大样本的随机对照试验：未来的大规模临床研究应积极采用床边超声等检测工具，直接测量膈肌功能的变化来客观评估膈肌训练在不同疾病和人群中的疗效，提高结论的可靠性和适用性；⑵开发个体化训练方案：应充分利用可调节的智能训练设备和日常可穿戴的监测工具，根据患者的实时反馈和长期数据，制定个体化的膈肌训练计划，并动态调整训练强度与模式；⑶深化机制研究：应整合医学影像、神经生理学及生物力学分析等技术，更具体、更深入地探究膈肌训练在神经肌肉控制、核心稳定性调节、自主神经功能平衡以及血流动力学改善等多层面的机制，为临床应用提供坚实的理论基础。

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