神經調節輔助通氣在慢性阻塞性肺疾病患者中的應用研究進展

華 焱 馬同軍 于 濤

（1皖南醫學院麻醉學院麻醉學專業2017級，安徽 蕪湖 241001；2皖南醫學院麻醉學院，安徽 蕪湖 241001；3皖南醫學院弋磯山醫院神經ICU，安徽 蕪湖 241001）

慢性阻塞性肺疾病（chronic obstructive pulmonary disease，COPD）是一種發病率高、病死率高的慢性肺部疾病。2013年，我國COPD患者約有5500萬，而因COPD死亡的總人數約為90萬，占據單病種排名第3位[1]。2013年，COPD在全球死因中排名第4位，預計在2020年將成為全球第3大死因。機械通氣是COPD患者重要的呼吸支持治療方式，但傳統機械通氣存在人機不同步、增加死腔樣通氣、撤機困難和機械通氣時間延長等共同的缺陷。神經調節輔助通氣（neurally adjust ventilatory assist，NAVA）作為一種相對新型的通氣模式，它通過監測膈肌電活動信號觸發呼吸機工作，并能根據患者呼吸中樞驅動信號的強弱來調整呼吸機的通氣支持幅度，能夠很好地改善人機不同步，減少死腔樣通氣，提高脫機成功率。鑒于NAVA在機械通氣方面的優勢，本文就NAVA在COPD患者中的應用研究進展作一綜述。

1 COPD患者的機械通氣

COPD急性加重期（acute exacerbation of chronic obstructive pulmonary disease，AECOPD）常表現為呼吸困難、咳嗽加劇、痰液增多并伴有膿痰等癥狀，是導致COPD患者死亡的重要原因[2]。傳統機械通氣作為目前臨床非藥物治療COPD的重要手段之一，能夠糾正COPD患者的低氧血癥，增加動脈血氧分壓，治療其急性呼吸性酸中毒，緩解其呼吸窘迫，當其原發病得到改善時能逆轉呼吸衰竭等病癥[3]。然而，機械通氣同時也是一把雙刃劍，不恰當的機械通氣存在人機不協調、嚴重呼吸困難、呼吸功增加、撤機困難等問題。有研究[4]表明機械通氣人機不協調可能導致患者病死率增加。因此，臨床需要尋找一種新的通氣方式來彌補傳統機械通氣的不足。

2 NAVA的優勢

NAVA是一種相對新型的通氣模式，通過監測膈肌電活動（electrical activity of the diaphragm，EAdi）信號來調節和控制呼吸機的觸發和循環[5]。EAdi是臨床評估呼吸動力的最佳信號和最接近呼吸中樞的信號，且能評估吸氣肌產生的壓力[6]，而NAVA便是根據呼吸中樞信號的強弱來調控觸發呼吸機，較傳統機械通氣更接近理想的通氣模式。患者應用NAVA時便能夠根據自身需要來調整呼吸機的通氣支持壓力水平，并根據膈肌電信號強弱按一定比例給予輔助通氣。由于NAVA是根據監測的EAdi信號來進行呼吸支持治療，因此并不會因為肺部病變、氣道阻力等因素的影響而干擾呼吸機送氣。理論上，NAVA的通氣模式能夠很好地改善人機協調性，提高人機同步性，減輕膈肌負荷，提高撤機成功率，改善患者炎性反應等[7-9]，NAVA較傳統機械通氣有著明顯的優勢。

3 NAVA在COPD患者中的應用價值

3.1 改善人機協調性 在傳統機械通氣治療COPD患者的應用中，常常出現人機對抗，導致呼吸肌負擔加重，使呼吸肌疲勞，而且人機不同步還會導致患者的鎮靜劑需求量增加、機械通氣時間延長、預后變差等。NAVA具有新穎的工作機制，有研究發現[8]NAVA較傳統機械通氣能更好地改善人機相互作用。Doorduin等[10]在比較無創神經調節輔助通氣（noninvasive neurally adjusted ventilatory assist，NIV-NAVA）

和壓力支持通氣（preassure support ventilation，PSV）兩種通氣模式下COPD患者的人機對抗的研究中，將12例COPD患者通過自身對照比較PSV和無創NAVA的人機之間的相互作用，結果顯示NAVA能夠減輕吸氣肌做功，減少觸發延遲（P＜0.05），說明在COPD患者中，無創NAVA較PSV更能改善患者與呼吸機之間的相互作用。Kuo等[11]的研究同樣也發現，相比于常規模式，NAVA能更有效地改善COPD患者與呼吸機的對抗作用。顯然，無創NAVA具有改善COPD患者人機協調性的優勢。

3.2 減少死腔樣通氣 COPD患者的通氣死腔增加，通氣效率降低，而機械通氣時通氣過度易導致COPD患者通氣分布不均，加重COPD患者的死腔樣通氣[12]。有試驗表明，相比于PSV，NAVA改善急性肺損傷患者的通氣分布的作用更佳[13]。生理死腔與潮氣量之比（the dead space fraction，VD/VT）作為能夠反映通氣效率的重要指標，可以測量通氣死腔，Sun等[14]的研究發現，NAVA能夠提高AECOPD患者在背部肺區的通氣分布，降低VD/VT，在AECOPD患者背部肺區的膈肌活動度與通氣分布一致性的相關系數為R2=0.251（P＜0.01），這可能是由于NAVA提高了膈肌活動度從而改善了通氣分布，使通氣死腔減少。

3.3 提高直接脫機成功率 應用機械通氣能為COPD患者接受進一步治療爭取寶貴時間，但長期機械通氣也會引起十分嚴重的并發癥，成功撤機是機械通氣的最終目標。大約有25%的機械通氣患者會出現撤機困難，甚至有部分患者對呼吸機產生依賴[15]。有研究[9]證明NAVA能有效提高撤機成功率。王兵等[16]在NAVA在AECOPD患者呼吸機撤離中的應用的研究中，將30例AECOPD患者隨機分為NAVA組和PSV組，結果顯示NAVA組的直接脫機率高于PSV組（P=0.046），NAVA組的24 h再插管率低于PSV組（P=0.032），NAVA組的重癥加強護理病房住院時間（10.9±5.3）d短于PSV組的（18.8±8.8）d（t=2.152，P=0.038）。黃其昌[17]在NAVA在COPD伴呼吸衰竭患者治療中的應用的研究中發現，試驗組（NIV-NAVA）的直接脫機成功率和最終脫機成功率均明顯高于對照組（NIV-人機協調通氣）（P＜0.05）。NAVA能否提高最終脫機率還有待更多的臨床研究加以證實。

3.4 改善炎性反應 COPD患者體內的多種炎性介質如纖維蛋白原、白細胞、C反應蛋白和腫瘤壞死因子-α等水平明顯升高[18]，而炎性反應的發生能加重COPD患者的病情。金秋等[19]在NAVA對COPD患者炎性反應及脫機的影響的研究中，將40例COPD患者隨機分為NAVA組和PSV組，通過檢測患者血常規及血清C反應蛋白、人軟骨糖蛋白-39、血清淀粉樣蛋白A的質量濃度，并與健康對照組作對比，結果發現NAVA組和PSV組的C反應蛋白、血清淀粉樣蛋白A水平較健康對照組明顯升高（P＜0.01），在第3、5天，PSV組C反應蛋白、血清淀粉樣蛋白A水平明顯高于NAVA組（P＜0.01）。NAVA能在一定程度上抑制炎性介質的表達，有利于緩解COPD患者的炎性反應。

3.5 指導體外二氧化碳清除技術（extracorporeal carbon dioxide removal technology，ECCO2R）的脫機 ECCO2R是一項能夠快速去除CO2和逆轉呼吸性酸中毒的技術，使在正常每分鐘通氣量的情況下減少了中樞呼吸驅動[20]。ECCO2R聯合NIV-NAVA能預防有創機械通氣造成的并發癥。Karagiannidis等[21]在ECCO2R聯合NIV-NAVA在AECOPD患者中的運用的研究中發現，不能脫離ECCO2R的AECOPD患者的EAdi明顯高于能夠脫離ECCO2R的AECOPD患者[（26.7±15.7）μV VS（13.4±8.1）μV]（P＜0.001），并且指出當體外系統穩定pH值為7.4、EAdi信號＞50 μV時便可預測ECCO2R脫機失敗。因此，EAdi可以作為監測ECCO2R去除CO2效果的指標和AECOPD患者對ECCO2R脫機耐受性的預測指標。

3.6 縮短呼吸機觸發延遲時間和減少觸發功 雖然在治療COPD患者時優先選擇無創通氣，但是部分患者由于病情加重必須選擇有創機械通氣。然而，AECOPD患者的內源性呼吸末正壓（intrinsic positive end expiratory pressure，PEEPi）明顯增加[22]，AECOPD患者在吸氣過程中必須先克服PEEPi才能觸發呼吸機[23]，這說明AECOPD患者更容易出現觸發時間延長，增加吸氣觸發功，甚至出現無效觸發。NAVA通過監測EAdi信號觸發呼吸機，不受PEEPi的影響。徐曉婷等[24]比較了NAVA和PSV對存在PEEPi的AECOPD患者機械通氣觸發延遲和觸發功的影響，結果發現，相比PSV，NAVA在高、中、低通氣壓力支持水平時均能縮短觸發延遲時間（P值均＜0.05），減少觸發功（P值均＜0.05）。可見NAVA不受PEEPi增加的影響，能顯著縮短AECOPD患者的觸發延遲時間，減少觸發功，具有顯著優勢。

3.7 降低COPD患者對外源性呼吸末正壓（extrinsic positive end-expiratory pressure，PEEPe）的需求 因COPD患者常常會因為存在PEEPi而導致其在使用傳統機械通氣時必須先克服PEEPi才能觸發呼吸機，造成人機不同步，應用PEEPe能減少觸發延遲以及吸氣努力[25]。因此Liu等[26]提出應用神經控制壓力支持通氣（neurally controlled pressure support，PSN），利用NAVA接收的EAdi來啟動以及終止呼吸，該研究團隊發現PSN能改善COPD患者與機械通氣的相互作用，在COPD患者中神經肌肉效能即使0%水平PEEPe的PSN也與80%水平PEEPe的PSV（被認為最佳的PEEP）相似。由此可知，PSN能夠解決COPD患者需要PEEPe來克服PEEPi的問題，改善COPD患者的人機協調性，減少患者吸氣做功。

4 小結與展望

NAVA通過監測EAdi來觸發調控呼吸機工作，能夠顯著縮短呼吸機觸發延長時間，減少觸發功，改善COPD患者的人機協調性，減少死腔樣通氣，亦能提高直接脫機成功率，改善炎性反應，具有傳統機械通氣所不具備的優勢。EAdi能作為監測ECCO2R清除CO2效果的指標，以EAdi為基礎的PSV解決COPD患者PEEPi增加的問題。臨床上NAVA還能減輕呼吸機相關性肺損傷，運用前景十分廣闊。NAVA是相對新型的機械通氣模式，其對COPD患者長期預后的影響還需要更多的臨床研究加以驗證。