神经调节辅助通气在慢性阻塞性肺疾病患者中的应用研究进展

华 焱 马同军 于 涛

（1皖南医学院麻醉学院麻醉学专业2017级，安徽 芜湖 241001；2皖南医学院麻醉学院，安徽 芜湖 241001；3皖南医学院弋矶山医院神经ICU，安徽 芜湖 241001）

慢性阻塞性肺疾病（chronic obstructive pulmonary disease，COPD）是一种发病率高、病死率高的慢性肺部疾病。2013年，我国COPD患者约有5500万，而因COPD死亡的总人数约为90万，占据单病种排名第3位[1]。2013年，COPD在全球死因中排名第4位，预计在2020年将成为全球第3大死因。机械通气是COPD患者重要的呼吸支持治疗方式，但传统机械通气存在人机不同步、增加死腔样通气、撤机困难和机械通气时间延长等共同的缺陷。神经调节辅助通气（neurally adjust ventilatory assist，NAVA）作为一种相对新型的通气模式，它通过监测膈肌电活动信号触发呼吸机工作，并能根据患者呼吸中枢驱动信号的强弱来调整呼吸机的通气支持幅度，能够很好地改善人机不同步，减少死腔样通气，提高脱机成功率。鉴于NAVA在机械通气方面的优势，本文就NAVA在COPD患者中的应用研究进展作一综述。

1 COPD患者的机械通气

COPD急性加重期（acute exacerbation of chronic obstructive pulmonary disease，AECOPD）常表现为呼吸困难、咳嗽加剧、痰液增多并伴有脓痰等症状，是导致COPD患者死亡的重要原因[2]。传统机械通气作为目前临床非药物治疗COPD的重要手段之一，能够纠正COPD患者的低氧血症，增加动脉血氧分压，治疗其急性呼吸性酸中毒，缓解其呼吸窘迫，当其原发病得到改善时能逆转呼吸衰竭等病症[3]。然而，机械通气同时也是一把双刃剑，不恰当的机械通气存在人机不协调、严重呼吸困难、呼吸功增加、撤机困难等问题。有研究[4]表明机械通气人机不协调可能导致患者病死率增加。因此，临床需要寻找一种新的通气方式来弥补传统机械通气的不足。

2 NAVA的优势

NAVA是一种相对新型的通气模式，通过监测膈肌电活动（electrical activity of the diaphragm，EAdi）信号来调节和控制呼吸机的触发和循环[5]。EAdi是临床评估呼吸动力的最佳信号和最接近呼吸中枢的信号，且能评估吸气肌产生的压力[6]，而NAVA便是根据呼吸中枢信号的强弱来调控触发呼吸机，较传统机械通气更接近理想的通气模式。患者应用NAVA时便能够根据自身需要来调整呼吸机的通气支持压力水平，并根据膈肌电信号强弱按一定比例给予辅助通气。由于NAVA是根据监测的EAdi信号来进行呼吸支持治疗，因此并不会因为肺部病变、气道阻力等因素的影响而干扰呼吸机送气。理论上，NAVA的通气模式能够很好地改善人机协调性，提高人机同步性，减轻膈肌负荷，提高撤机成功率，改善患者炎性反应等[7-9]，NAVA较传统机械通气有着明显的优势。

3 NAVA在COPD患者中的应用价值

3.1 改善人机协调性 在传统机械通气治疗COPD患者的应用中，常常出现人机对抗，导致呼吸肌负担加重，使呼吸肌疲劳，而且人机不同步还会导致患者的镇静剂需求量增加、机械通气时间延长、预后变差等。NAVA具有新颖的工作机制，有研究发现[8]NAVA较传统机械通气能更好地改善人机相互作用。Doorduin等[10]在比较无创神经调节辅助通气（noninvasive neurally adjusted ventilatory assist，NIV-NAVA）

和压力支持通气（preassure support ventilation，PSV）两种通气模式下COPD患者的人机对抗的研究中，将12例COPD患者通过自身对照比较PSV和无创NAVA的人机之间的相互作用，结果显示NAVA能够减轻吸气肌做功，减少触发延迟（P＜0.05），说明在COPD患者中，无创NAVA较PSV更能改善患者与呼吸机之间的相互作用。Kuo等[11]的研究同样也发现，相比于常规模式，NAVA能更有效地改善COPD患者与呼吸机的对抗作用。显然，无创NAVA具有改善COPD患者人机协调性的优势。

3.2 减少死腔样通气 COPD患者的通气死腔增加，通气效率降低，而机械通气时通气过度易导致COPD患者通气分布不均，加重COPD患者的死腔样通气[12]。有试验表明，相比于PSV，NAVA改善急性肺损伤患者的通气分布的作用更佳[13]。生理死腔与潮气量之比（the dead space fraction，VD/VT）作为能够反映通气效率的重要指标，可以测量通气死腔，Sun等[14]的研究发现，NAVA能够提高AECOPD患者在背部肺区的通气分布，降低VD/VT，在AECOPD患者背部肺区的膈肌活动度与通气分布一致性的相关系数为R2=0.251（P＜0.01），这可能是由于NAVA提高了膈肌活动度从而改善了通气分布，使通气死腔减少。

3.3 提高直接脱机成功率 应用机械通气能为COPD患者接受进一步治疗争取宝贵时间，但长期机械通气也会引起十分严重的并发症，成功撤机是机械通气的最终目标。大约有25%的机械通气患者会出现撤机困难，甚至有部分患者对呼吸机产生依赖[15]。有研究[9]证明NAVA能有效提高撤机成功率。王兵等[16]在NAVA在AECOPD患者呼吸机撤离中的应用的研究中，将30例AECOPD患者随机分为NAVA组和PSV组，结果显示NAVA组的直接脱机率高于PSV组（P=0.046），NAVA组的24 h再插管率低于PSV组（P=0.032），NAVA组的重症加强护理病房住院时间（10.9±5.3）d短于PSV组的（18.8±8.8）d（t=2.152，P=0.038）。黄其昌[17]在NAVA在COPD伴呼吸衰竭患者治疗中的应用的研究中发现，试验组（NIV-NAVA）的直接脱机成功率和最终脱机成功率均明显高于对照组（NIV-人机协调通气）（P＜0.05）。NAVA能否提高最终脱机率还有待更多的临床研究加以证实。

3.4 改善炎性反应 COPD患者体内的多种炎性介质如纤维蛋白原、白细胞、C反应蛋白和肿瘤坏死因子-α等水平明显升高[18]，而炎性反应的发生能加重COPD患者的病情。金秋等[19]在NAVA对COPD患者炎性反应及脱机的影响的研究中，将40例COPD患者随机分为NAVA组和PSV组，通过检测患者血常规及血清C反应蛋白、人软骨糖蛋白-39、血清淀粉样蛋白A的质量浓度，并与健康对照组作对比，结果发现NAVA组和PSV组的C反应蛋白、血清淀粉样蛋白A水平较健康对照组明显升高（P＜0.01），在第3、5天，PSV组C反应蛋白、血清淀粉样蛋白A水平明显高于NAVA组（P＜0.01）。NAVA能在一定程度上抑制炎性介质的表达，有利于缓解COPD患者的炎性反应。

3.5 指导体外二氧化碳清除技术（extracorporeal carbon dioxide removal technology，ECCO2R）的脱机 ECCO2R是一项能够快速去除CO2和逆转呼吸性酸中毒的技术，使在正常每分钟通气量的情况下减少了中枢呼吸驱动[20]。ECCO2R联合NIV-NAVA能预防有创机械通气造成的并发症。Karagiannidis等[21]在ECCO2R联合NIV-NAVA在AECOPD患者中的运用的研究中发现，不能脱离ECCO2R的AECOPD患者的EAdi明显高于能够脱离ECCO2R的AECOPD患者[（26.7±15.7）μV VS（13.4±8.1）μV]（P＜0.001），并且指出当体外系统稳定pH值为7.4、EAdi信号＞50 μV时便可预测ECCO2R脱机失败。因此，EAdi可以作为监测ECCO2R去除CO2效果的指标和AECOPD患者对ECCO2R脱机耐受性的预测指标。

3.6 缩短呼吸机触发延迟时间和减少触发功 虽然在治疗COPD患者时优先选择无创通气，但是部分患者由于病情加重必须选择有创机械通气。然而，AECOPD患者的内源性呼吸末正压（intrinsic positive end expiratory pressure，PEEPi）明显增加[22]，AECOPD患者在吸气过程中必须先克服PEEPi才能触发呼吸机[23]，这说明AECOPD患者更容易出现触发时间延长，增加吸气触发功，甚至出现无效触发。NAVA通过监测EAdi信号触发呼吸机，不受PEEPi的影响。徐晓婷等[24]比较了NAVA和PSV对存在PEEPi的AECOPD患者机械通气触发延迟和触发功的影响，结果发现，相比PSV，NAVA在高、中、低通气压力支持水平时均能缩短触发延迟时间（P值均＜0.05），减少触发功（P值均＜0.05）。可见NAVA不受PEEPi增加的影响，能显著缩短AECOPD患者的触发延迟时间，减少触发功，具有显著优势。

3.7 降低COPD患者对外源性呼吸末正压（extrinsic positive end-expiratory pressure，PEEPe）的需求 因COPD患者常常会因为存在PEEPi而导致其在使用传统机械通气时必须先克服PEEPi才能触发呼吸机，造成人机不同步，应用PEEPe能减少触发延迟以及吸气努力[25]。因此Liu等[26]提出应用神经控制压力支持通气（neurally controlled pressure support，PSN），利用NAVA接收的EAdi来启动以及终止呼吸，该研究团队发现PSN能改善COPD患者与机械通气的相互作用，在COPD患者中神经肌肉效能即使0%水平PEEPe的PSN也与80%水平PEEPe的PSV（被认为最佳的PEEP）相似。由此可知，PSN能够解决COPD患者需要PEEPe来克服PEEPi的问题，改善COPD患者的人机协调性，减少患者吸气做功。

4 小结与展望

NAVA通过监测EAdi来触发调控呼吸机工作，能够显著缩短呼吸机触发延长时间，减少触发功，改善COPD患者的人机协调性，减少死腔样通气，亦能提高直接脱机成功率，改善炎性反应，具有传统机械通气所不具备的优势。EAdi能作为监测ECCO2R清除CO2效果的指标，以EAdi为基础的PSV解决COPD患者PEEPi增加的问题。临床上NAVA还能减轻呼吸机相关性肺损伤，运用前景十分广阔。NAVA是相对新型的机械通气模式，其对COPD患者长期预后的影响还需要更多的临床研究加以验证。