应用电阻抗断层成像技术评价神经调节辅助通气和压力支持通气模式对慢性阻塞性肺疾病急性加重患者的影响

张 静 刘晓姝 滕 鸿 解郑良 郭 璐 杨 阳

COPD是一种常见的慢性呼吸系统疾病，患病人数多，病死率高。COPD急性加重(AECOPD)合并呼吸衰竭是导致COPD患者需要机械通气的重要原因。COPD的病理生理学特点为生理无效腔増大，生理无效腔与潮气量(Vd/Vt)比值的百分率増大，肺通气效率下降。有研究[1-2]结果表明，COPD患者由于同时存在膈肌功能障碍，其靠近膈肌的肺区域通气会明显减少。

传统的压力支持通气(PSV)模式对于因气道阻力导致内源性呼气末正压(PEEPi)增加的AECOPD的患者而言，应用外源性呼气末正压(PEEPe)反而可能阻碍气体呼出，使得PEEPi进一步增加[3]。本研究应用电阻抗断层成像(EIT)技术，比较并评价PSV和神经调节辅助通气(NAVA)模式改善AECOPD患者肺通气和肺阻抗顺应性的效果。 EIT是一种无创、无辐射的监测手段，其监测的原理主要是通过环绕胸廓的相邻表面电极释放小量交流电，同时其他电极测量其产生的电压，不断传递下去，循环一周后便可获得该截面肺的图像，以局部肺组织电阻抗的变化反映该区域肺通气的变化。患者取仰卧位，沿EIT监测面将肺横断面分为与水平面平行等距的4个肺区(ROI1、ROI2、ROI3、ROI4)，其中，ROI1和ROI2为非重力依赖区，ROI3和ROI4为重力依赖区。通过EIT记录通气分布指标，后续分析可得到该4个肺区的通气百分比、阻抗顺应性等。通过EIT监测肺通气和阻抗顺应性，以评价重力依赖区和非重力依赖区的不同肺区域的通气变化情况，以及EIT监测方式反映出的肺顺应性变化。

1 对象与方法

1.1 研究对象 本研究纳入2016年1月—2017年12月入住四川省人民医院ICU并行有创机械通气的AECOPD患者。入选标准：①符合“2017COPD全球策略”的AECOPD患者；②无需或仅需小剂量镇静剂；③签署知情同意书；④年龄为18岁～80岁。排除标准：①严重呼吸中枢抑制、高位截瘫、神经肌肉病变；②食管梗阻、食管穿孔、严重食管静脉曲张出血、上消化道手术、胸廓畸形；③严重肺大泡；④严重凝血功能能障碍；⑤严重心、肝、肾等脏器衰竭的患者。主要研究终点：①患者出现病情恶化或死亡；②通气时间达24 h。本研究符合2013年修订的《赫尔率基宣言》的要求。

1.2 分组 采用“白信封法”将患者随机分入PSV和NAVA组。在通气30 min、6 h、24 h时分别记录两组患者的肺通气指标、肺阻抗顺应性、PEEPi。

1.3 操作方法 纳入患者均安置膈肌电极导管连续监测膈肌电活动(EAdi)；通过EIT绑带在乳头平面下方固定EIT电极，连续监测EIT指标。两组均以纠正呼吸衰竭为目标，维持患者动脉血氧饱和度(SaO2)>90%。数据监测时保持FiO2不变。

1.4 记录数据 记录患者年龄、性别、急性生理与慢性健康评分Ⅱ(APACHE Ⅱ)分值、序贯器官衰竭评估(SOFA)分值、机械通气时间;记录患者PEEPi和EIT监测指标(各区域占总通气的百分比、电阻抗顺应性)。

2 结 果

2.1 一般情况 共纳入患者10例，其中男8例，年龄64～80岁。NAVA组6例，PSV组4例。两组间患者的年龄、APACHE Ⅱ分值、SOFA分值、机械通气时间和PEEPi的差异均无统计学意义(P值均>0.05)。见表1。

表1 患者一般情况

2.2 NAVA对通气分布的影响 比较24 h内3个时间点的监测数据发现，NAVA 与PSV组的ROI1、ROI2、ROI3、ROI4的通气分布情况不同。在30 min时，NAVA组在ROI3的通气分布较PSV增加；在6、24 h时，NAVA组在ROI2的通气分布较PSV组减少，但在ROI3、ROI4的通气分布増加(P值均<0.05)。两组各时间点在ROI1的通气分布的差异无统计学意义(P>0.05)；NAVA组在重力依赖区(ROI3+ROI4)的通气分布显著多于PSV组(P<0.05)。见表2。

表2 NAVA对AECOPD患者通气分布的影响

2.3 NAVA对肺阻抗顺应性的影响 比较24 h内3个监测时间点的肺阻抗顺应性发现，NAVA可影响AECOPD患者各肺区域的阻抗顺应性。NAVA组重力依赖区(ROI3+ROI4)肺阻抗顺应性平均值较PSV组显著改善(P<0.05)。其中，NAVA组在30 min和6 h时，重力依赖区(ROI3+ROI4)的肺阻抗顺应性较PSV组显著改善(P值均<0.05)，在24 h时有改善的趋势。见表3。

表3 NAVA对AECOPD患者重力依赖区肺阻抗顺应性的影响

3 讨 论

COPD是患病率位居前列的呼吸系统慢性疾病，其病理生理特点为不完全可逆的气流受限和生理无效腔增大、肺通气效率下降[4]。阻塞性肺气肿可导致COPD患者膈肌下移、膈肌变平坦，同时因患者长期慢性缺氧、paO2降低和全身营养不良使呼吸肌疲劳，使靠近膈肌的肺区域通气进一步减少[5]。NAVA是神经吸气先于机械吸气动作发生而产生的气道气流或压力变化，理论上可以避免PEEPi导致触发功增加的不利影响和触发延迟，并可能降低整体呼吸做功[6-7]。

本研究通过新型影像技术——EIT检测比较NAVA和PSV通气模式对AECOPD患者的通气分布和阻抗顺应性的影响。理论上NAVA模式下膈肌电活动减弱，提示通气达到患者需求时可反射性抑制缺氧对呼吸中枢的刺激作用[8]。

本研究结果显示，与PSV组相比，NAVA组靠近膈肌的重力依赖区(ROI3+ROI4)通气分布明显増加，反之非重力依赖肺区(ROI1+ROI2)通气减少，从而降低了非重力依赖区肺泡过度膨胀的可能。研究观察发现，各肺区域的肺阻抗顺应性变化和肺通气的改善是一致的，提示患者在EIT监测下的肺阻抗顺应性改变可能也反映其肺组织顺应性的改善，该结论有待进一步呼吸力学参数结合观察研究证实。

本研究不足之处在于：24 h内仅监测3个时间点，未能对长时间机械通气的两种通气模式进行比较，有待以后进一步延长检测时间，了解长时间下某一模式机械通气对肺通气的影响。同时纳入患者为随机进入两种通气模式，且纳入患者量少，故患者个体差异可导致结论产生偏差。本研究中两组患者的匹配模拟实际临床情况采用SaO2>90%，以纠正呼吸衰竭。此匹配条件是否合理，有待进一步行随机对照研究、增加样本量来证实。