神經調節通氣輔助在成人機械通氣中的研究進展

倪忠，余荷，倪越男

(四川大學華西醫院，成都610041)

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神經調節通氣輔助在成人機械通氣中的研究進展

倪忠，余荷，倪越男

(四川大學華西醫院，成都610041)

神經調節通氣輔助(NAVA)是近幾年來迅速發展的一種新型的通氣方式，通過膈肌電信號來監測和反映患者呼吸的觸發點和強度，最大程度地縮短吸氣觸發和呼吸機送氣之間的時間間隔，從而達到時間上最大限度的人-機協調。目前，在成人肺保護通氣、無創通氣以及鎮痛鎮靜等領域,NAVA也開啟了人們對機械通氣新的認識和思考。

神經調節通氣輔助；人-機協調性；機械通氣；肺保護

傳統呼吸機模式為壓力或流量的觸發方式，很容易受患者因素和整個呼吸回路的影響而造成誤觸發、假觸發而引起人-機不同步。神經調節通氣輔助(NAVA)是通過監測膈肌電活動(EAdi)來反映患者的呼吸驅動和呼吸動度，并根據EAdi信號的強度通過呼吸機實時提供一定比例的通氣支持。與傳統模式通過氣道流速或壓力的改變來觸發送氣相比，NAVA通氣時的吸氣直接受患者呼吸中樞驅動影響，通過EAdi反饋給呼吸機從而達到觸發送氣，從時間層面上可以最大限度地提高人-機同步性。現將近年來NAVA的主要臨床應用綜述如下。

1 改善人-機協調性

人-機不協調性的發生率在輔助通氣中可達到25%[1，2]，主要見于呼吸頻率快、慢性氣道阻塞以及支持水平過高使所給潮氣量超過目標潮氣量的患者，也可源于患者相關的病理因素和技術原因(不恰當的通氣設置或呼吸機的技術缺陷)，呼吸系統的力學特性也會影響人-機的協調性。在呼吸系統順應性低的患者使用壓力支持通氣時，較高的過早切換發生率是其人-機不協調的顯著特點[3]。而對于氣道阻塞、測定有過度充氣和內源性呼氣末氣道正壓(PEEP)的患者使用壓力支持通氣時，無效觸發和延遲觸發則是常見的人-機不協調因素[4]。患者在輔助通氣模式時如持續產生人-機不協調，其最主要的影響因素可能為存在內源性PEEP和動態的過度通氣[5,6]。

人-機不協調可能會造成鎮靜和神經肌肉阻滯劑應用的增加，跨肺壓力上升可增加氣壓傷和呼吸機相關性肺損傷的風險，使機械通氣時間延長。據報道，如果患者在整個通氣過程中不協調性呼吸占整個呼吸總量的比率超過10%，則機械通氣時間和ICU住院時間延長，非機械通氣時間縮短，通氣時間的延長又與呼吸機相關性肺炎發生的概率、ICU的住院時間、氣管切開率的增加有關，從而增加了治療費用和病死率的風險[1,2]。

通過呼吸機波形的觀察來監測人-機不協調性是直接、常用的一種方式，但并不準確。目前，建議應用如EAdi或食管壓等相關指標來進行識別[7]。而NAVA被認為是一種通氣支持水平與EAdi成比例相稱的輔助通氣模式。膈肌產生電活動，被EAdi信號捕捉，用來衡量患者呼吸中樞驅動的強弱。通過這種形式，呼吸機就如同被連接到患者自己的呼吸中樞。EAdi信號的時間和強度決定呼吸機輔助的時間和強度，從而達到呼吸中樞與呼吸機流量的高度協調性。在一項包含大約30%慢性阻塞性肺疾病的混合性病種研究中，Piquilloud等[8]研究發現，在NAVA通氣過程中，盡管有少量的過早切換和雙觸發被監測到，但未發現無效觸發和延遲觸發。而近來，Bellani等[9]證實，在臨床上懷疑有氣體阻滯的患者行機械通氣時，相比壓力支持，NAVA能在不同PEEP水平時提高觸發效能，改善人-機的協調性。Schmidt等[10]比較了NAVA、成比例輔助通氣(PAV)以及壓力支持通氣(PSV)模式下人-機相互作用的主要特征，PAV和NAVA兩者相似，而相比PSV模式前兩者均能防止過度充氣，降低人-機的不協調性。

2 無創通氣

無創通氣的管路設計中有一個漏氣孔，通常壓力支持時可自動化程序性進行漏氣補償。但是，在日常的臨床應用中，無創口鼻罩與面部接觸不緊密很容易造成大量漏氣，這種情況發生時可導致人-機不協調以致無創通氣的失敗。而最近的研究結果表明，傳統模式下的無創通氣不協調性比率可高達40%[11]。

Beck等[12]于2008年首次描述了無創NAVA在實驗動物急性呼吸窘迫綜合征(ARDS)模型中的應用，其能有效地減輕呼吸肌負荷。與傳統模式的無創通氣相比，在增加通氣輔助水平時，NAVA在平緩的吸氣過程中可避免聲門關閉[13]。Cammarota等[14]比較了NAVA和壓力支持的無創通氣通過耐受性較好的頭罩應用于低氧急性呼吸衰竭(ARF)拔管后患者的效果，兩者在呼吸頻率、EAdi以及血氣分析結果上無明顯差異；但與壓力支持相比，NAVA能減少吸氣觸發延遲，延長在膈肌開始收縮和呼吸機同步輔助送氣時的吸氣時間，消除不同步性。在對患者拔管后預防性給予無創通氣的實驗中，Schmidt等[15]比較了壓力支持和NAVA合并有或沒有自動漏氣補償4種情況，發現呼吸形式和EAdi在4個組之間的比較并沒有差異；拋開漏氣補償功能，NAVA相比壓力支持能減少延遲以及改善同步性。而值得注意的是，雖然無創通氣的漏氣補償能顯著減少壓力支持時不同步事件的發生，但這種現象并不存在于無創NAVA時；同時，通過視覺模擬量表(VAS)評估的舒適性和呼吸困難在4個組別中也無明顯差異。而另一個因各種原因所致ARF患者群體的研究也證實，相比傳統無創壓力支持方式，NAVA能提高人-機的互動和改善同步性[16]。

NAVA用于無創時，EAdi不受漏氣的影響，能及時反映患者的觸發水平，從理論上能更好地保證人-機的協調性。在健康志愿者的NAVA無創通氣實驗中，也提示其能改善患者的舒適性和對無創的耐受性[12,17]。

3 撤機的指導

如果膈肌萎縮呈進行性發展，膈肌活動就可能減弱或消失。所以，通過EAdi對膈肌活動定量地監測，可以幫助我們對呼吸機相關的膈肌功能障礙進行預防[18]。比如，呼吸機負荷增加時EAdi的反應，可以被用來作為一種撤機指標。撤機失敗的患者常因呼吸負荷增加或膈肌收縮功能下降，引起呼吸中樞驅動增加，導致撤機失敗。而NAVA水平為EAdi提供壓力支持的幅度，單位為cmH2O/μV。在撤機過程中,通過EAdi水平確定最佳的壓力支持水平,增加自主呼吸的比例。目前有觀點提出，當NAVA支持水平為0.5 cmH2O/μV時可考慮撤機。

Rozé 等[19]為了判斷日常滴定的NAVA水平與PSV模式下自主呼吸實驗(SBT)時監測到最大膈肌電信號(EAdimaxSBT)之間的關聯，納入的15例進行撤機患者一開始使用NAVA模式。EAdimaxSBT是在SBT時，PSV模式以7 cmH2O的吸氣壓力和0 cmH2O PEEP下每日測定。如SBT不成功，可使用NAVA并同時調整NAVA水平使EAdi達到EAdimaxSBT的60%。在每次NAVA水平調整20 min后行動脈血氣分析。結果發現，NAVA通氣的平均時間是4.5 d；從第1天到拔管，EAdimaxSBT和EAdi顯著提高，驅動壓力顯著下降。相反，潮氣量、二氧化碳分壓以及pH值在這期間無改變。提出了日常滴定NAVA水平使EAdi維持在EAdimaxSBT的60%是可行的，且耐受良好。呼吸力學改善和呼吸驅動的增加，容許NAVA水平在維持一定的呼吸、氧合和肺泡通氣時，每天降低直到拔管。通過NAVA水平的滴定來降低支持水平、增加患者呼吸比例，從而達到撤機是可行的。機械通氣的撤離與人-機之間不協調性的存在有一定相關性。Yonis等[20]首次比較了將NAVA和PSV應用于撤機困難患者在撤機時的人-機不協調性的差異，發現在不協調性總數上NAVA低于PSV，這種不協調性的降低主要取決于無效觸發和自動觸發的減少?？梢酝茰y，通過使用NAVA減低困難撤機患者在撤機過程中人-機的不協調性可增加撤機的概率。

4 肺保護通氣

NAVA時的呼吸形式和自主呼吸形式非常相似，尤其是在潮氣量(VT)和呼吸頻率變化方面。可變的輔助通氣形式可以改善肺功能，甚至在ARDS個體中減少呼吸機相關性肺損傷[21～23]。

既然，NAVA時VT是成比例地根據吸氣中樞驅動而調整的，一些人會擔心這種模式可能不適合保護性通氣。然而，實驗數據顯示在NAVA時平均VT甚至低于6 mL/kg。其認為在急性肺損傷時，未受損的呼吸中樞會選擇具有相當保護性的VT值，也就是<4 mL/kg[18]。而在另一些患者中，NAVA可維持一個較穩定的VT，但也很少超過8～10 mL/kg[24,25]，其最可能的原因是肺內的牽張感受器給呼吸中樞一個反饋信號來限制其擴張。

在10例輕到中度的ARDS患者中，Blankman等[26]通過電阻抗成像(EIT)評估在不同NAVA和壓力支持水平時重力依賴區和非重力依賴區的肺通氣情況；結果顯示，相比壓力支持，NAVA對肺重力依賴區的通氣更有益，從而降低患者肺的不均一性，減小通氣相關性肺損傷。

總的來說，NAVA允許患者選擇自己的呼吸形式，保留了良好的膈肌的收縮功能和維持心功能。從生理學的觀點，可以推測自主呼吸和NAVA的人-機協調性可以降低呼吸機相關性肺損傷。

5 指導鎮靜劑的使用

EAdi信號監測最重要的目的就是對膈肌自身活動的診斷。目前，對于機械通氣患者鎮痛鎮靜的評估主要依賴于患者的主觀反應。在EAdi信號這個客觀指標的幫助下，臨床醫生可以確定適當的鎮靜深度及機械通氣策略，盡量減少深度鎮靜的應用，從而可能縮短機械通氣時間。

綜上所述，NAVA具有以下特點：①NAVA通氣過程中，EAdi中間樞紐的作用使得呼吸中樞的驅動和通氣支持水平相稱，避免了支持水平過高或過低而導致的通氣過度或通氣不足。②NAVA是膈肌的沖動有效地轉化為吸氣的觸發，能有效地改善人-機的協調性，在無創 NAVA通氣時很好地解決了因漏氣而造成的人-機不同步。③與 PSV等傳統通氣模式不同，NAVA通氣無論支持水平高低均不影響患者的呼吸形式。④為保證患者的通氣安全，NAVA通氣在一定的情況下會自動轉換為 PSV通氣或窒息通氣。⑤對呼吸中樞有抑制作用的鎮靜藥物可能會影響EAdi信號的強度，EAdi信號過低(<0.1 V)不宜采用 NAVA 模式，但同時EAdi可以來評估臨床鎮靜的情況。⑥體外膜氧合(ECMO)機械通氣時讓肺“休息”而同時保留肺基礎的生理功能，NAVA所展現出的人-機協調性能否在ECMO時起到肺保護的策略還需要實驗來論證。

迄今為止，盡管在動物和健康人體上進行了NAVA大量的生理研究以及各類患者的臨床研究，但還是很難清楚地界定NAVA的適應證。從實現人-機同步及盡量縮短機械通氣時間的角度出發，推薦在下列患者中優先考慮應用 NAVA：①人-機不同步的患者；②可能需要長時間機械通氣的患者；③SBT失敗者；④困難撤機輔助撤機者。盡管如此，NAVA不僅僅是一種通氣模式，更是床旁監測膈肌電活動的有效手段，只要患者有持續的呼吸中樞驅動能維持自主觸發進行輔助通氣且無安置EAdi導管禁忌證，都可以應用NAVA。顯然，還需要大型的臨床試驗來證明這一觀點。NAVA越來越廣泛地應用于臨床，但直到現在也沒有直接的人體臨床試驗能證明NAVA所帶來的人-機協調性能改善患者的預后；另一方面，這種模式在未來廣泛應用之前應該解決EAdi監測導管價格昂貴和這種模式只能應用于單一系列的呼吸機這兩個問題。

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余荷(E-mail: lotus108@medmail.com.cn)

10.3969/j.issn.1002-266X.2016.38.038

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1002-266X(2016)38-0103-04

2016-04-11)