神经调节通气辅助在成人机械通气中的研究进展

倪忠，余荷，倪越男

(四川大学华西医院，成都610041)



神经调节通气辅助在成人机械通气中的研究进展

倪忠，余荷，倪越男

(四川大学华西医院，成都610041)

神经调节通气辅助(NAVA)是近几年来迅速发展的一种新型的通气方式，通过膈肌电信号来监测和反映患者呼吸的触发点和强度，最大程度地缩短吸气触发和呼吸机送气之间的时间间隔，从而达到时间上最大限度的人-机协调。目前，在成人肺保护通气、无创通气以及镇痛镇静等领域,NAVA也开启了人们对机械通气新的认识和思考。

神经调节通气辅助；人-机协调性；机械通气；肺保护

传统呼吸机模式为压力或流量的触发方式，很容易受患者因素和整个呼吸回路的影响而造成误触发、假触发而引起人-机不同步。神经调节通气辅助(NAVA)是通过监测膈肌电活动(EAdi)来反映患者的呼吸驱动和呼吸动度，并根据EAdi信号的强度通过呼吸机实时提供一定比例的通气支持。与传统模式通过气道流速或压力的改变来触发送气相比，NAVA通气时的吸气直接受患者呼吸中枢驱动影响，通过EAdi反馈给呼吸机从而达到触发送气，从时间层面上可以最大限度地提高人-机同步性。现将近年来NAVA的主要临床应用综述如下。

1 改善人-机协调性

人-机不协调性的发生率在辅助通气中可达到25%[1，2]，主要见于呼吸频率快、慢性气道阻塞以及支持水平过高使所给潮气量超过目标潮气量的患者，也可源于患者相关的病理因素和技术原因(不恰当的通气设置或呼吸机的技术缺陷)，呼吸系统的力学特性也会影响人-机的协调性。在呼吸系统顺应性低的患者使用压力支持通气时，较高的过早切换发生率是其人-机不协调的显著特点[3]。而对于气道阻塞、测定有过度充气和内源性呼气末气道正压(PEEP)的患者使用压力支持通气时，无效触发和延迟触发则是常见的人-机不协调因素[4]。患者在辅助通气模式时如持续产生人-机不协调，其最主要的影响因素可能为存在内源性PEEP和动态的过度通气[5,6]。

人-机不协调可能会造成镇静和神经肌肉阻滞剂应用的增加，跨肺压力上升可增加气压伤和呼吸机相关性肺损伤的风险，使机械通气时间延长。据报道，如果患者在整个通气过程中不协调性呼吸占整个呼吸总量的比率超过10%，则机械通气时间和ICU住院时间延长，非机械通气时间缩短，通气时间的延长又与呼吸机相关性肺炎发生的概率、ICU的住院时间、气管切开率的增加有关，从而增加了治疗费用和病死率的风险[1,2]。

通过呼吸机波形的观察来监测人-机不协调性是直接、常用的一种方式，但并不准确。目前，建议应用如EAdi或食管压等相关指标来进行识别[7]。而NAVA被认为是一种通气支持水平与EAdi成比例相称的辅助通气模式。膈肌产生电活动，被EAdi信号捕捉，用来衡量患者呼吸中枢驱动的强弱。通过这种形式，呼吸机就如同被连接到患者自己的呼吸中枢。EAdi信号的时间和强度决定呼吸机辅助的时间和强度，从而达到呼吸中枢与呼吸机流量的高度协调性。在一项包含大约30%慢性阻塞性肺疾病的混合性病种研究中，Piquilloud等[8]研究发现，在NAVA通气过程中，尽管有少量的过早切换和双触发被监测到，但未发现无效触发和延迟触发。而近来，Bellani等[9]证实，在临床上怀疑有气体阻滞的患者行机械通气时，相比压力支持，NAVA能在不同PEEP水平时提高触发效能，改善人-机的协调性。Schmidt等[10]比较了NAVA、成比例辅助通气(PAV)以及压力支持通气(PSV)模式下人-机相互作用的主要特征，PAV和NAVA两者相似，而相比PSV模式前两者均能防止过度充气，降低人-机的不协调性。

2 无创通气

无创通气的管路设计中有一个漏气孔，通常压力支持时可自动化程序性进行漏气补偿。但是，在日常的临床应用中，无创口鼻罩与面部接触不紧密很容易造成大量漏气，这种情况发生时可导致人-机不协调以致无创通气的失败。而最近的研究结果表明，传统模式下的无创通气不协调性比率可高达40%[11]。

Beck等[12]于2008年首次描述了无创NAVA在实验动物急性呼吸窘迫综合征(ARDS)模型中的应用，其能有效地减轻呼吸肌负荷。与传统模式的无创通气相比，在增加通气辅助水平时，NAVA在平缓的吸气过程中可避免声门关闭[13]。Cammarota等[14]比较了NAVA和压力支持的无创通气通过耐受性较好的头罩应用于低氧急性呼吸衰竭(ARF)拔管后患者的效果，两者在呼吸频率、EAdi以及血气分析结果上无明显差异；但与压力支持相比，NAVA能减少吸气触发延迟，延长在膈肌开始收缩和呼吸机同步辅助送气时的吸气时间，消除不同步性。在对患者拔管后预防性给予无创通气的实验中，Schmidt等[15]比较了压力支持和NAVA合并有或没有自动漏气补偿4种情况，发现呼吸形式和EAdi在4个组之间的比较并没有差异；抛开漏气补偿功能，NAVA相比压力支持能减少延迟以及改善同步性。而值得注意的是，虽然无创通气的漏气补偿能显著减少压力支持时不同步事件的发生，但这种现象并不存在于无创NAVA时；同时，通过视觉模拟量表(VAS)评估的舒适性和呼吸困难在4个组别中也无明显差异。而另一个因各种原因所致ARF患者群体的研究也证实，相比传统无创压力支持方式，NAVA能提高人-机的互动和改善同步性[16]。

NAVA用于无创时，EAdi不受漏气的影响，能及时反映患者的触发水平，从理论上能更好地保证人-机的协调性。在健康志愿者的NAVA无创通气实验中，也提示其能改善患者的舒适性和对无创的耐受性[12,17]。

3 撤机的指导

如果膈肌萎缩呈进行性发展，膈肌活动就可能减弱或消失。所以，通过EAdi对膈肌活动定量地监测，可以帮助我们对呼吸机相关的膈肌功能障碍进行预防[18]。比如，呼吸机负荷增加时EAdi的反应，可以被用来作为一种撤机指标。撤机失败的患者常因呼吸负荷增加或膈肌收缩功能下降，引起呼吸中枢驱动增加，导致撤机失败。而NAVA水平为EAdi提供压力支持的幅度，单位为cmH2O/μV。在撤机过程中,通过EAdi水平确定最佳的压力支持水平,增加自主呼吸的比例。目前有观点提出，当NAVA支持水平为0.5 cmH2O/μV时可考虑撤机。

Rozé 等[19]为了判断日常滴定的NAVA水平与PSV模式下自主呼吸实验(SBT)时监测到最大膈肌电信号(EAdimaxSBT)之间的关联，纳入的15例进行撤机患者一开始使用NAVA模式。EAdimaxSBT是在SBT时，PSV模式以7 cmH2O的吸气压力和0 cmH2O PEEP下每日测定。如SBT不成功，可使用NAVA并同时调整NAVA水平使EAdi达到EAdimaxSBT的60%。在每次NAVA水平调整20 min后行动脉血气分析。结果发现，NAVA通气的平均时间是4.5 d；从第1天到拔管，EAdimaxSBT和EAdi显著提高，驱动压力显著下降。相反，潮气量、二氧化碳分压以及pH值在这期间无改变。提出了日常滴定NAVA水平使EAdi维持在EAdimaxSBT的60%是可行的，且耐受良好。呼吸力学改善和呼吸驱动的增加，容许NAVA水平在维持一定的呼吸、氧合和肺泡通气时，每天降低直到拔管。通过NAVA水平的滴定来降低支持水平、增加患者呼吸比例，从而达到撤机是可行的。机械通气的撤离与人-机之间不协调性的存在有一定相关性。Yonis等[20]首次比较了将NAVA和PSV应用于撤机困难患者在撤机时的人-机不协调性的差异，发现在不协调性总数上NAVA低于PSV，这种不协调性的降低主要取决于无效触发和自动触发的减少。可以推测，通过使用NAVA减低困难撤机患者在撤机过程中人-机的不协调性可增加撤机的概率。

4 肺保护通气

NAVA时的呼吸形式和自主呼吸形式非常相似，尤其是在潮气量(VT)和呼吸频率变化方面。可变的辅助通气形式可以改善肺功能，甚至在ARDS个体中减少呼吸机相关性肺损伤[21～23]。

既然，NAVA时VT是成比例地根据吸气中枢驱动而调整的，一些人会担心这种模式可能不适合保护性通气。然而，实验数据显示在NAVA时平均VT甚至低于6 mL/kg。其认为在急性肺损伤时，未受损的呼吸中枢会选择具有相当保护性的VT值，也就是<4 mL/kg[18]。而在另一些患者中，NAVA可维持一个较稳定的VT，但也很少超过8～10 mL/kg[24,25]，其最可能的原因是肺内的牵张感受器给呼吸中枢一个反馈信号来限制其扩张。

在10例轻到中度的ARDS患者中，Blankman等[26]通过电阻抗成像(EIT)评估在不同NAVA和压力支持水平时重力依赖区和非重力依赖区的肺通气情况；结果显示，相比压力支持，NAVA对肺重力依赖区的通气更有益，从而降低患者肺的不均一性，减小通气相关性肺损伤。

总的来说，NAVA允许患者选择自己的呼吸形式，保留了良好的膈肌的收缩功能和维持心功能。从生理学的观点，可以推测自主呼吸和NAVA的人-机协调性可以降低呼吸机相关性肺损伤。

5 指导镇静剂的使用

EAdi信号监测最重要的目的就是对膈肌自身活动的诊断。目前，对于机械通气患者镇痛镇静的评估主要依赖于患者的主观反应。在EAdi信号这个客观指标的帮助下，临床医生可以确定适当的镇静深度及机械通气策略，尽量减少深度镇静的应用，从而可能缩短机械通气时间。

综上所述，NAVA具有以下特点：①NAVA通气过程中，EAdi中间枢纽的作用使得呼吸中枢的驱动和通气支持水平相称，避免了支持水平过高或过低而导致的通气过度或通气不足。②NAVA是膈肌的冲动有效地转化为吸气的触发，能有效地改善人-机的协调性，在无创 NAVA通气时很好地解决了因漏气而造成的人-机不同步。③与 PSV等传统通气模式不同，NAVA通气无论支持水平高低均不影响患者的呼吸形式。④为保证患者的通气安全，NAVA通气在一定的情况下会自动转换为 PSV通气或窒息通气。⑤对呼吸中枢有抑制作用的镇静药物可能会影响EAdi信号的强度，EAdi信号过低(<0.1 V)不宜采用 NAVA 模式，但同时EAdi可以来评估临床镇静的情况。⑥体外膜氧合(ECMO)机械通气时让肺“休息”而同时保留肺基础的生理功能，NAVA所展现出的人-机协调性能否在ECMO时起到肺保护的策略还需要实验来论证。

迄今为止，尽管在动物和健康人体上进行了NAVA大量的生理研究以及各类患者的临床研究，但还是很难清楚地界定NAVA的适应证。从实现人-机同步及尽量缩短机械通气时间的角度出发，推荐在下列患者中优先考虑应用 NAVA：①人-机不同步的患者；②可能需要长时间机械通气的患者；③SBT失败者；④困难撤机辅助撤机者。尽管如此，NAVA不仅仅是一种通气模式，更是床旁监测膈肌电活动的有效手段，只要患者有持续的呼吸中枢驱动能维持自主触发进行辅助通气且无安置EAdi导管禁忌证，都可以应用NAVA。显然，还需要大型的临床试验来证明这一观点。NAVA越来越广泛地应用于临床，但直到现在也没有直接的人体临床试验能证明NAVA所带来的人-机协调性能改善患者的预后；另一方面，这种模式在未来广泛应用之前应该解决EAdi监测导管价格昂贵和这种模式只能应用于单一系列的呼吸机这两个问题。

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余荷(E-mail: lotus108@medmail.com.cn)

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

R563.8

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

2016-04-11)