不同腹腔压对神经调节辅助通气中膈肌电活动和潮气量的影响

吴华勇，张伟文

（衢州市人民医院 重症医学科，浙江 衢州 324000）

・临 床 经 验・

不同腹腔压对神经调节辅助通气中膈肌电活动和潮气量的影响

吴华勇，张伟文

（衢州市人民医院 重症医学科，浙江 衢州 324000）

目的:探究神经调节辅助通气（NAVA）中的膈肌电活动（EAdi）及潮气量于不同腹腔压（IAP）时的变化情况，为临床通气参数设置提供参考。方法:选取2015年1月至10月在衢州市人民医院ICU病房机械通气患者44例，入选标准为年龄＞18岁，呼吸末正压（PEEP）通气在3～5 cmH2O（1 cmH2O=0.098 kPa）并且预测通气时间≥72 h的患者。通过膀胱注入0.9%氯化钠溶液的方法间接测量出IAP，每次间隔6 h，依据国际腹腔间隙综合征学会（WSACS）对高IAP的定义将12 mmHg（1 mmHg=0.133 kPa）设定为分界线，区分高腹内压和非高腹内压。经鼻放置EAdi导管于每小时测定EAdi值，同时记录潮气量。结果:高腹内压组EAdi值[（5.8±0.7）μV]显著低于非高腹内压组[（6.8±0.6）μV]，差异有统计学意义（P＜0.05），高腹内压组潮气量[（9.6±1.3）mL/kg]显著高于非高腹内压组[（8.8±1.0）mL/kg]，差异有统计学意义（P＜0.05）。结论: NAVA中，高IAP时，EAdi数值降低，潮气量增多；非高IAP时，EAdi数值升高，潮气量减少。

肺通气；腹腔压；潮气量；膈肌电活动

机械通气作为最基础的生命支持方式之一，对于临床危重患者的生命抢救和维持具有不可取代的作用。在长期的发展中，现代机械通气呼吸模式已经得到显著提高，特别是在改善气体交换、降低呼吸机相关肺损伤（ventilator-induced lung injury，VILI）的发病率等方面，为患者提高存活率做出极大贡献；但另一方面，它也有不良反应，如造成气压伤等[1]。神经调节辅助通气（neurally adjusted ventilatory assist，NAVA）作为新近出现的通气模式，与传统机械通气存在本质上的不同，它的通气量是根据机体实际需求来提供的，每次通气量都与患者需求相匹配[2]。

膈肌的活动因许多因素而变化，有研究[3]表明患者体位、呼气末正压（positive end-expiratory pressure，PEEP）通气、腹腔压（intra-abdominal pressure，IAP）、疼痛等均对膈肌活动的变化具有一定作用，并且对经鼻食道膈肌电活动（electrical activity of the diaphragm，EAdi）导管测定EAdi电极的最适合位置（optimal catheter position，OPT）有影响；但由于电极排较宽且电极位置不固定，该研究未能指出不同IAP对EAdi测量值和潮气量的影响。我们推测，膈肌会由于IAP的增加而抬高，收缩功能受到阻碍，从而可能影响到EAdi值。潮气量作为膈肌活动改变的因变量，也会由于IAP的改变而受到影响，所以在测定EAdi的同时也应记录潮气量，并分析其与IAP的关系，从而为临床通气参数设置提供参考，提高患者生存质量。

1 资料和方法

1.1 一般资料 选取2015年1月至10月入住我院ICU且接受机械通气的患者44例作为研究对象，其中男20例，女24例，年龄35～47岁，平均（43.6±1.4）岁，身高（165.9±17.9）cm，体质量（65.2±7.1）kg，体质量指数（body mass index，BMI）（24.2±4.1）kg/ m2，机械通气时间（94±18）h，急性生理学与慢性健康状况I I（acute physiology and chronic health evaluationI I score，APACHE I I）评分为（18.7±2.3）分。根据国际腹腔间隙综合征学会的诊断标准将患者分为高腹内压组和非高腹内压组，其中高腹内压组患者26例，男12例，女14例；非高腹内压组患者18例，男8例，女10例。所有病例中慢性阻塞性肺疾病15例，急性呼吸窘迫综合症8例，颅脑外伤6例，脑血管意外2例，急性中毒4例，重症胰腺炎6例，脓毒血症休克3例；经口气管插管27例，经鼻气管插管6例，气管切开11例。

纳入标准:①入住ICU的机械通气患者；②年龄＞18岁；③PEEP为3～5 cmH2O（1 cmH2O=0.098 kPa）；④预测通气时间≥72 h。排除标准:①严重心肺功能障碍、神经肌肉病变者；②食管狭窄、穿孔、食管胃底静脉曲张出血者；③胸廓畸形、膈疝患者；④前列腺肥大或尿道狭窄者；⑤膀胱手术史、近期接受腹部手术者；⑥严重凝血障碍者；⑦妊娠、肿瘤终末期者。参与此研究之前，所有患者或家属都已签署知情同意书。本研究获得本院伦理委员会的批准。

1.2 方法

1.2.1 实施NAVA:对选取的ICU患者实施NAVA（瑞典Maquet Critical care公司），嘱患者仰卧，床头抬高30°。

1.2.2 EAdi导管置管及呼吸机设置:在放置EAdi导管之前用1～2 mL的无菌注射用水浸泡导管前端（润滑及激活导联物），并通过公式Y=NEX×0.9+18（单位:cm）估算出EAdi导管（直径16 Fr，长125 cm，瑞典maquet critical care公司）的所需插入深度，其中NEX为鼻尖到耳垂与耳垂至剑突距离之和。之后经鼻缓缓置入EAdi导管，当导管置入深度达到估算值时，将EAdi导管与呼吸机相连接，经EAdi呼吸监测模块监测，根据呼吸机显示屏上出现的P波和QRS波的形态和位置进行导管位置确认，屏幕共显示4道导联，且P波和QRS波幅由上到下减小，当蓝色信号出现在第二、三导联之间时，阻断气流，可同时出现气道负压和膈肌肌电图，表示导管置入成功[4-5]。呼吸机设定患者潮气量为8～10 mL/kg，确保患者潮气量足够。

1.2.3 IAP测量:目前，测量IAP的金标准是经膀胱间接测量法。患者取仰卧位，腹肌松弛，置入导尿管，排空膀胱，并将导管接一塑料延长管连于三通阀及水压计，之后向膀胱注入无菌0.9%氯化钠溶液25 mL，取耻骨联合水平为零点，在呼气末读出水压计读数为膀胱压即IAP（单位:cmH2O）[5]。国际腹腔间隙综合征学会（World Society of the Abdominal Compartment Syndrome，WSACS）定义正常IAP为5～7 mmHg，IAP持续增高超过12 mmHg时称为腹内高压。腹内高压的诊断标准:每4～6 h测定1次IAP，连续3次IAP＞12 mmHg，每1～6 h测量1次腹腔灌注压（abdominal perfusion pressure，APP），连续2次＜60 mmHg。APP=平均动脉压（mean arterial pressure，MAP）-IAP。

1.2.4 EAdi值和潮气量数据记录:患者入住ICU起即监测IAP，每间隔6 h记录1次，对所有的患者均观察记录至机械通气72 h，若患者机械通气时间少于72 h则予以排除；EAdi值和潮气量均进行1 h内实时记录，找出最高值与最低值求平均数。

1.3 统计学处理方法 采用SPSS17.0软件进行统计学处理。计量资料以±s表示，2组间的比较采用独立样本t检验进行分析。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 一般资料 高腹内压组患者与非高腹内压组患者性别比、年龄、身高、体质量、BMI以及APACHE I I评分等资料比较，差异无统计学意义（P＞0.05），2组具有可比性，见表1。

2.2 IAP对EAdi值的影响 高腹内压组患者的EAdi为（5.8±0.7）μV，非高腹内压组患者EAdi为（6.8± 0.7）μV。与非高腹内压组相比，高腹内压组EAdi值明显降低，差异有统计学意义（P＜0.05），见表2。

2.3 IAP对潮气量的影响 高腹内压组患者的潮气量为（9.6±1.3）mL/kg，非高腹内压组患者潮气量为（8.8±1.0）mL/kg。与非高腹内压组相比，高腹内压组的潮气量明显增高，差异有统计学意义（P＜0.05），见表2。

2.4 IAP对OPT及PEEP的影响 高腹内压组患者的OPT为（64.1±7.6）cm，PEEP为（3.7±0.4）cmH2O；非高腹内压组患者的OPT为（63.9±7.4）cm，PEEP为（3.9±0.3）cmH2O。可见，在不同IAP的情况下，OPT值变化不大，差异无统计学意义（P＞0.05）；不同IAP时，PEEP变化也较小，差异无统计学意义（P＞0.05），见表2。

表1 2组一般资料基线比较（±s）

表1 2组一般资料基线比较（±s）

?

表2 2组EAdi值及潮气量的变化（±s）

表2 2组EAdi值及潮气量的变化（±s）

?

3 讨论

机械通气过程中，人机之间协调性欠佳，往往不易实现人机同步。在传统的通气模式中，送气时间、吸呼气转换时间及通气支持程度较难和呼吸中枢相协调，人机同步不易实现[6]。NAVA是近年来出现的全新通气模式，它可以通过呼吸中枢传导至膈肌引起的EAdi来控制呼吸机送气，不仅可以实时监测呼吸中枢驱动，还为患者自主控制呼吸频率、吸气时间、潮气量等提供了可能，增加了人机协调性[7]。NAVA是通过监测膈肌上的神经冲动（即EAdi），并依据EAdi信号的数值确定患者气体需求量，再通过控制呼吸机给予合适的通气量，辅助患者呼吸。正是由于NAVA的原理，决定了它在实现人机同步方面明显优于传统机械通气，同时在提升舒适度、减少膈肌负荷、防止肺过度膨胀、呼吸机过度通气也具有很大优势。膈肌是最主要的呼吸肌，超过2/3的呼吸功由膈肌承担，它在呼吸运动中占有重要地位。临床上机械通气患者中普遍存在呼吸肌功能障碍，而严重膈肌功能障碍可导致呼吸窘迫、呼吸衰竭、呼吸机依赖甚至撤机失败[5]。

EAdi是NAVA中的一个不可取代的指标，代表着呼吸神经中枢传输到膈肌的终端信号，并且可以根据其量化患者呼吸驱动，有助于脱机时机的选择和对呼吸肌的状态评估[8]。EAdi由电极感知并监测，同时受到多种因素的影响如心脏收缩时电活动、其他肌肉的串音信号、肺容量改变等[7]。IAP作为EAdi的影响因素之一，它的改变会相应引起膈肌收缩功能的改变，从而对呼吸功能也产生一定的作用。作为机械通气基本参数之一，潮气量也可能因为IAP的变化而改变。临床上可以引起IAP改变的原因众多且普遍，这些因素导致IAP的变化，从而引起EAdi信号的改变，并通过NAVA模式影响潮气量[9]。故而本研究选取EAdi及潮气量作为研究指标，探究其在不同IAP下的变化情况，为NAVA在不同IAP下的合理应用提供参考，对临床通气参数设置提供指导。

本研究表明，当IAP增高时，EAdi值会降低，而潮气量增加，并且临床可以观察到患者吸气时间延长，呼吸频率降低，表现为深慢呼吸；当IAP降低时，EAdi、潮气量及临床表现与高IAP时相反[13-14]。分析原因可能为IAP增高时，膈肌的收缩功能受到阻碍，膈肌负荷增加，呼吸难度增大，此时，为保证充足的通气量，呼吸中枢需要对呼吸肌的驱动作用增强，引起EAdi的增大，但是由于给予患者辅助呼吸，呼吸负荷减轻，致使呼吸中枢驱动减弱，故而表现为EAdi的减小。NAVA时，IAP增高反射性的引起呼吸驱动减弱，使得吸气时间增加[15]，由于供气流速并未改变，所以最终导致潮气量的增加，呼吸频率也相应降低。

BARWING等[3]在研究中将21名研究对象分为不同情况下的6组，研究最佳EAdi导管在食管中的放置位置和患者体位、PEEP、IAP等的影响关系，并得出结论最佳EAdi导管位置受到这3种因素的影响。不过该研究由于电极排较宽且电极位置不固定，未能观察到对NAVA功能的影响，也未能指出IAP增大（大于12 mmHg为界）是否对EAdi测量产生影响。为探究IAP与EAdi的关系，本研究使患者统一采取仰卧、床头抬高30°的体位，并设置研究对象入选标准PEEP为3～5 cmH2O，避免患者体位及PEEP的不一致对实验结果造成影响。此外，本研究采取NEX法进行导管深度测量和EAdi监测界面导管位置确定来确保电极位置的固定，并采取潮气量作为指标观察NAVA功能受IAP改变的影响。

另外，本研究相比之前的研究采用了更为稳定准确的测量方法。EAdi的测定是通过电极将其感知，之后通过放大、滤过和数字化处理，最终得到膈肌肌电图。目前测定EAdi的方式主要有3种，分别是肌内电极监测、表面电极监测和食管电极监测，主要区别在于电极的放置位置不同。其中食管电极监测通过把附有金属导丝的导管经鼻腔或口腔置入食管中，在食管裂孔水平进行EAdi的记录，与其他2种方法相对比，食管电极监测具有较高的准确性和安全性，不仅可以减少腹肌和肋间肌等肌肉电信号的干扰，还避免了对临近组织器官的损伤[5]。故本研究采用测量EAdi的方法为食管电极监测法。食管电极监测法在NAVA相关实验研究中已经得到广泛应用，如研究NAVA在相关疾病（急性呼吸窘迫综合症、慢性阻塞性肺疾病、新生儿呼吸窘迫综合症等）患者中的应用以及在机械通气患者撤机中的应用等[4，8-10]。IAP的测量方法有直接和间接2种。直接法对患者有损伤，一般慎用。间接法可经由胃、膀胱、直肠等处测出IAP，其中经膀胱测量法已经得到公认，在临床上应用也较为普遍，成为测量IAP的金标准[11-12]。本研究同样采用此方法。但是，经膀胱测量IAP也具有一定缺点，比如会造成患者的不适、有引起尿路感染的可能性等。

综上所述，当IAP增加时，EAdi减小，潮气量增加。该结论将对临床通气参数的设置提供参考，对呼吸机辅助呼吸有较大意义。但是，本研究只对NAVA模式的部分参数设置起指导作用，而呼吸机参数众多，模式多样，如何在临床机械通气时准确合理地选择呼吸模式，设置通气参数仍需要大量研究的深入探索。

[1] CORDIOLI R L, AKOUMIANAKI E, BROCHARD L. Nonconventional ventilation techniques[J]. Curr Opin Crit Care, 2013, 19(1): 31-37.

[2] STEIN H, FIRESTONE K, RIMENSBERGER P C. Synchronized mechanical ventilation using electrical activity of the diaphragm in neonates[J]. Clin Perinatol, 2012, 39(3): 525-542.

[3] BARWING J, PEDRONI C, QUINTEL M, et al. Inf uence of body position, PEEP and intra-abdominal pressure on the catheter positioning for neurally adjusted ventilatory assist [J]. Intensive Care Med, 2011, 37(12): 2041-2045.

[4] 王丽娜, 王妮, 王维霞, 等. 神经调节辅助通气模式在机械通气患者撤机中的应用[J]. 陕西医学杂志, 2015, 44(10): 1369-1370, 1377.

[5] STEIN H, BECK J, DUNN M. Non-invasive ventilation with neurally adjusted ventilatory assist in newborns[J]. Semin Fetal Neonatal Med, 2016, 21(3): 154-161.

[6] SINGH D, MACKEITH P, GOPAL D P. Acute non-traumatic gastrothorax: presentation of a case with chest pain and atypical radiologic f ndings[J]. Medwave, 2016, 16(2): e6409.

[7] MONDAL P, ABU-HASAN M, SAHA A, et al. Effect of laparotomy on respiratory muscle activation pattern [J]. Physiol Rep, 2016, 4(1): e12668.

[8] ESTRADA L, TORRES A, SARLABOUS L, et al. EMG-derived respiration signal using the fixed sample entropy during an inspiratory load protocol[J]. Conf Proc IEEE Eng Med Biol Soc, 2015, 2015: 1703-1706.

[9] 曹宏. 神经调节辅助通气在ARDS患者中的应用[D]. 天津:天津医科大学, 2013.

[10] 陈正, 罗芳, 马晓路, 等. 神经调节辅助通气在早产儿呼吸窘迫综合征中的应用[J]. 中国当代儿科杂志, 2013, 15 (9): 709-712.

[11] DI M R, SPADARO S, MIRABELLA L, et al. Impact of prolonged assisted ventilation on diaphragmatic eff ciency: NAVA versus PSV[J]. Crit Care, 2016, 20: 1.

[12] 林玫瑞, 袁琳, 黄雪琴, 等. 腹内压监测在综合ICU的临床观察和应用[J]. 中国实用医药, 2012, 7(9): 30-31.

[13] BELLANI G, COPPADORO A, POZZI M, et al. The ratio of inspiratory pressure over electrical activity of the diaphragm remains stable during ICU stay and is not related to clinical outcome[J]. Respir Care, 2016, 61(4): 495-501.

[14] ASADNIA M, KOTTAPALLI A G, HAGHIGHI R, et al. MEMS sensors for assessing f ow-related control of an underwater biomimetic robotic stingray[J]. Bioinspir Biomim, 2015, 10(3): 036008.

[15] HOUTEKIE L, MOERMAN D, BOURLEAU A, et al. Feasibility study on neurally adjusted ventilatory assist in noninvasive ventilation after cardiac surgery in infants[J]. Respir Care, 2015, 60(7): 1007-1014.

（本文编辑：贾建敏）

Inf uence of different intra-abdominal pressure on the electrical activity of the diaphragm and tidal volume for neurally adjusted ventilatory assist

WU Huayong, ZHANG Weiwen.
Department of Intensive Care Unit, Quzhou People’s Hospital, Quzhou, 324000

Objective:To evaluate how IAP affects the EAdi and the tidal volume (VT) during NAVA was meaningful to set parameters of clinical ventilation.Methods:Forty-four patients in ICU were enrolled in this study. Inclusion criteria: over 18 years old adult who was going to use mechanical ventilation for over 72 hours at positive end-expiratory pressure (PEEP) 3-5 cmH2O (1 cmH2O=0.098 kPa). IAP was indirectly measured by injecting saline to bladder with 6 hours interval. The dividing line of high IAP and non-high IAP was set as 12 mmHg (1 mmHg=0.133 kPa) according to WSACS. By a EAdi catheter via nose EAdi was recorded with VT hourly.Results:EAdi was signif cant lower when IAP was over than 12 mmHg; and VT was signif cant higher when IAP was less than 12 mmHg.Conclusion:The changes of EAdi and VT under different IAP during NAVA: when IAP was high, EAdi decreases while VT increases and vice-versa.

pulmonary ventilation; intra-abdominal pressure; tidal volume; electrical activity of the diaphragm

R459.6

B

10.3969/j.issn.2095-9400.2017.03.016

2016-07-23

浙江省医药卫生一般研究计划项目（2014KYB302）。

吴华勇（1978-），男，浙江衢州人，主治医师，硕士。