神经调节辅助通气对慢性阻塞性肺疾病急性加重期患者呼吸力学指标、肺顺应性及机械通气触发延迟时间的影响

牟志芳，张趁英，康秀文，李勇，沈叶菊，董跃福

慢性阻塞性肺疾病（chronic obstructive pulmonary disease，COPD）是一种具有气流受限特征的呼吸系统疾病，其病情反复发作且病程迁延，严重影响患者的呼吸功能［1］。慢性阻塞性肺疾病急性加重期（acute exacerbation of chronic obstructive pulmonary disease，AECOPD）指患者在原有疾病基础上，肺部受到外界刺激或感染导致病情短期内加重的征象，严重时可导致患者出现呼吸衰竭或休克，进而威胁患者的生命安全［2］。目前，临床上缺乏治疗AECOPD的特效药物，常以血管活性药物联合抗感染药物作为基础治疗，同时辅以机械通气，以改善患者的临床症状［3］。压力支持通气（pressure support ventilation，PSV）是一种传统的有创机械通气模式，其可在一定程度上改善患者的呼吸困难症状，在临床上应用较为广泛［4］。研究发现，PSV模式下呼吸衰竭患者存在不同程度的吸气触发延迟及吸呼气切换延迟，从而增加呼吸机相关气道反应及呼吸机依赖性［5］。神经调节辅助通气（neuromodulation assisted ventilation，NAVA）可通过膈肌电活动（electrical activity of the diaphragm，EAdi）而触发吸气及吸呼气切换，理论上可有效缩短或避免吸呼气延迟或吸气触发延迟，继而降低呼吸机相关并发症发生率［6-7］，但目前相关临床研究有限，尚未达成共识或制定指南，仍处于探索阶段。基于此，本研究旨在探讨NAVA对AECOPD患者呼吸力学指标、肺顺应性及机械通气触发延迟时间的影响，以期为NAVA在AECOPD中的应用提供证据。

1 对象与方法

1.1 研究对象 选取2016年5月至2021年2月连云港市第一人民医院收治的72例AECOPD患者作为研究对象，采用随机数字表法将其分为对照组和观察组，各36例。对照组中男20例，女16例；年龄44～72岁，平均（61.0±4.7）岁；平均序贯器官衰竭评分（8.69±2.43）分；吸烟史14例；合并症：高血压12例，糖尿病3例。观察组中男17例，女19例；年龄45～72岁，平均（61.2±4.9）岁；平均序贯器官衰竭评分（8.71±2.47）分；吸烟史11例；合并症：高血压13例，糖尿病4例。两组患者性别（χ2=0.500，P=0.479）、年龄（t=0.186，P=0.853）、序贯器官衰竭评分（t=0.035，P=0.972）、吸烟史（χ2=0.551，P=0.458）、高血压发生率（χ2=0.061，P=0.804）、糖尿病发生率（χ2=0.158，P=0.691）比较，差异无统计学意义。本研究经连云港市第一人民医院医学伦理委员会审批通过（KY-20160418001），所有患者家属签署知情同意书。

1.2 纳入与排除标准 纳入标准：（1）符合《慢性阻塞性肺疾病诊治指南（2013年修订版）》［8］中AECOPD的临床诊断；（2）经无创辅助通气等治疗后患者呼吸衰竭症状仍无法减轻，呼吸中枢过度通气（呼吸频率≥40次/min）或抑制（呼吸频率＜8次/min），符合有创机械通气的临床指征；（3）年龄≥18岁；（4）内源性呼气末正压（endogenous positive end expiratory pressure，PEEP）≥3 cm H2O（1 cm H2O=0.098 kPa）。排除标准：（1）合并肺部或其他器官、组织恶性病变者；（2）合并消化性溃疡出血、肠穿孔等急性消化道疾病者；（3）合并心、脑血管疾病者；（4）伴有凝血功能障碍或自身免疫性疾病者；（5）合并中枢神经病变、精神病或严重意识障碍者；（6）合并肝肾功能障碍者；（7）死亡者。

1.3 治疗方法 所有患者行经口气管插管，连接呼吸机（迈柯唯MAQUET SERVO-s），设定通气模式。通气前，将EAdi导管用0.9%氯化钠溶液浸润后，在呼吸机EAdi模块检测下经鼻腔置入，检测信号显示无P波、QRS复合波振幅衰减时，表明接近胃部，准确安放电极。通气过程中结合患者实际血气分析情况微调吸氧浓度，待自主呼吸试验通过后尝试撤机，撤机后转为无创辅助通气，若失败则继续行有创机械通气。自主呼吸试验评估标准［9］：无或小剂量血管活性药物（如去甲肾上腺素＜0.1 μg•kg-1·min-1）即可维持血流动力学稳定；在PEEP≤5 cm H2O且吸入氧浓度（fraction of inspire O2，FiO2）≤50%时，pH值＞7.3、氧合指数＞150 mm Hg（1 mm Hg=0.133 kPa），动脉血二氧化碳分压（arterial carbon dioxide partial pressure，PaCO2）达到缓解期；意识状态良好，自主呼吸能力和咳痰能力明显好转。

1.3.1 对照组 对照组患者通气模式为PSV模式：呼吸机调整至PSV模式，PEEP自0 cm H2O开始，间隔180 s上调2 cm H2O，待达到一定程度后，潮气量由增加转为减少，将PEEP调整至潮气量减少前的上一次数值，潮气量以6 ml/kg左右作为上调支持压力的标准，PEEP较为适宜。

1.3.2 观察组 观察组患者通气模式为NAVA模式：呼吸机调整至NAVA模式，PEEP自10 cm H2O开始，间隔180 s下调2 cm H2O，EAdi模式检测EAdi明显升高后，将PEEP调整至EAdi升高前水平。NAVA参数设定：自开始上调NAVA水平，同期检测气道压力变化，待气道压力由增加转为平稳后，作为NAVA适宜水准，相关参数FiO2为50%、EAdi触发敏感度为0.5 μV、吸呼气转换时机调整为EAdi信号强度峰值的0.7倍。

1.4 观察指标

1.4.1 呼吸力学指标 通过迈柯唯MAQUET SERVO-s呼吸机记录两组患者通气前及通气24 h后吸气压力（参考范围：≤20 cm H2O）、气道峰压（参考范围：10～40 cm H2O）、平台压（参考范围：5～13 cm H2O）。呼吸机持续检测两组患者通气过程中分钟通气量（ventilation，VE，其参考范围：6～9 L/min）、吸入潮气量（inhalation tidal volume，VTi，其参考范围：0.30～0.42 L）、呼吸频率（参考范围：12～20次/min）及EAdi峰值。

1.4.2 肺顺应性 通过呼吸机记录两组患者通气前及通气24 h后肺顺应性（参考范围：816～1 428 ml/kPa）。

1.4.3 机械通气时间及机械通气触发延迟时间 记录两组患者机械通气时间及机械通气24 h机械通气触发延迟时间〔包括吸气触发延迟时间（吸气触发延迟时间=EAdi起始时间-呼气流速起始点时间）和吸呼气切换延迟时间（吸呼气切换延迟时间=EAdi峰值降至70%时的时间-呼气流速起始点时间）〕。

1.4.4 并发症 记录两组患者撤机后48 h内胸腔积气、纵隔积气、低血压、肺部感染及气道痉挛或气管黏膜损伤等并发症发生情况。

1.5 统计学方法 应用SPSS 23.0统计学软件进行数据处理。计量资料以（±s）表示，组间比较采用成组t检验，组内比较采用配对t检验；计数资料以相对数表示，组间比较采用χ2检验。以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 呼吸力学指标 通气前，两组患者吸气压力、气道峰压、平台压比较，差异无统计学意义（P＞0.05）；通气24 h后，两组患者吸气压力、气道峰压、平台压分别低于本组通气前，且观察组低于对照组，差异有统计学意义（P＜0.05），见表1。两组患者通气过程中呼吸频率比较，差异无统计学意义（P＞0.05）；观察组患者通气过程中VE、VTi及EAdi峰值低于对照组，差异有统计学意义（P＜0.05），见表2。

表1 两组患者通气前和通气24 h后呼吸力学指标比较（±s，cm H2O）Table 1 Comparison of respiratory mechanics indexes between the two groups before ventilation and 24 hours after ventilation

表1 两组患者通气前和通气24 h后呼吸力学指标比较（±s，cm H2O）Table 1 Comparison of respiratory mechanics indexes between the two groups before ventilation and 24 hours after ventilation

注：a表示与本组通气前比较，P＜0.05

组别 例数 吸气压力 气道峰压 平台压通气前 通气24 h后 通气前 通气24 h后 通气前 通气24 h后对照组 36 27.05±3.84 19.06±1.15a 31.89±4.54 28.76±2.36a 16.89±1.94 12.23±2.54a观察组 36 26.91±2.73 17.58±1.46a 32.64±4.12 24.77±2.41a 17.15±2.01 9.43±1.15a t值 0.178 4.778 0.734 7.097 0.558 6.025 P值 0.859 ＜0.001 0.465 ＜0.001 0.578 ＜0.001

表2 两组患者通气过程中呼吸力学指标比较（±s）Table 2 Comparison of respiratory mechanics indexes between the two groups during ventilation

注：VE=分钟通气量，Vti=吸入潮气量，EAdi=膈肌电活动

组别 例数 VE（L/min） VTi（L） 呼吸频率（次/min） EAdi峰值（μV）对照组 36 8.46±1.53 0.44±0.11 18.76±3.71 15.29±3.14观察组 36 7.65±1.15 0.38±0.09 19.83±3.54 11.90±2.01 t值 2.539 2.533 1.252 5.456 P值 0.013 0.013 0.215 ＜0.001

2.2 肺顺应性 对照组患者通气前肺顺应性为（534.6±69.8）ml/kPa，通气24 h后为（817.5±92.4）ml/kPa；观察组患者通气前肺顺应性为（539.5±74.0）ml/kPa，通气24 h后为（746.4±80.5）ml/kPa。通气前，两组患者肺顺应性比较，差异无统计学意义（t=0.289，P=0.773）；通气24 h后，两组患者肺顺应性分别低于本组通气前（t配对值分别为14.654、11.349），且观察组低于对照组（t=3.481），差异有统计学意义（P值均＜0.001）。

2.3 机械通气时间及机械通气触发延迟时间 观察组患者机械通气时间、吸气触发延迟时间及吸呼气切换延迟时间均短于对照组，差异有统计学意义（P＜0.05），见表3。

表3 两组患者机械通气时间及机械通气触发延迟时间比较（±s）Table 3 Comparison of mechanical ventilation time and trigger delay time of mechanical ventilation between the two groups

表3 两组患者机械通气时间及机械通气触发延迟时间比较（±s）Table 3 Comparison of mechanical ventilation time and trigger delay time of mechanical ventilation between the two groups

组别 例数 机械通气时间（d） 吸气触发延迟时间（ms） 吸呼气切换延迟时间（ms）对照组 36 8.71±1.13 107.96±29.63 101.34±8.74观察组 36 8.09±1.02 63.51±7.89 49.71±6.25 t值 2.444 8.698 28.831 P值 0.017 ＜0.001 ＜0.001

2.4 并发症发生率 对照组患者并发症发生率为11.1%（4/36），与观察组患者的8.3%（3/36）比较，差异无统计学意义（χ2=0.158，P=0.691），见表4。

表4 两组患者并发症发生情况〔n（%）〕Table 4 Complications of the two groups

3 讨论

AECOPD作为临床常见的急危重症，在临床治疗中常建立人工气道以部分或全部替代呼吸肌功能，进而缓解患者的呼吸困难症状，在保证安全的前提下，帮助患者渡过危险期［10-11］。PSV是一种传统的机械通气模式，其可通过预设呼吸机参数而控制呼气和吸气过程，从而缓解患者的呼吸困难症状［12］。但近年随着研究不断深入，发现传统PSV模式存在一定弊端，如患者吸气时首先要克服内源性PEEP，待肺泡压力低于大气压力后才可保证通气顺畅［13］。而随着通气压力水平增加，通气潮气量随之增加，继而诱发中枢反馈调节机制，迫使吸气驱动降低以减少潮气量，从而导致吸气触发延迟，进而增加呼吸机依赖发生风险［14-15］。徐晓婷等［16］研究亦证实，PSV模式下随着压力支持水平增加，吸气触发延迟时间随之延长。因此，寻找新的机械通气模式以改变吸气触发反应机制，缩短或避免吸气触发延迟，提高人机交互性，已成为临床学者不断探索的难点。

本研究结果显示，通气24 h后，两组患者吸气压力、气道峰压、平台压分别低于本组通气前，且观察组低于对照组；观察组患者通气过程中VE、VTi及EAdi峰值均低于对照组，提示相较于PSV模式，NAVA模式更有利于改善AECOPD患者呼吸力学指标。王奎等［17］研究表明，NAVA模式在调节重症呼吸系统疾病患者呼吸力学指标方面具有明显优势。分析其原因可能与NAVA模式是通过呼吸中枢反馈调节机制自主调节EAdi水平有关，进而有效避免了VE、VTi过大［18］。

本研究结果显示，观察组患者机械通气时间、吸气触发延迟时间及吸呼气切换延迟时间均短于对照组，提示相较于PSV模式，NAVA模式能更有效地缩短AECOPD患者机械通气触发延迟时间。分析其原因可能为：NAVA模式通过作用于EAdi信号传导通路，可调节吸气或吸呼气切换的机械通气模式［19］。在呼吸周期初始阶段，呼吸中枢可通过作用神经冲动而诱导呼吸机收缩耦联机制，进而增加胸腔内负压，保证通气顺畅［20］；同期，可介导膈肌神经信号向呼吸机送气的机械动作转化。此外，NAVA模式由NAVA水平和EAdi共同介导，呼吸中枢可根据呼吸负荷的微变化而及时调整EAdi信号强度，从而有助于缩短吸气触发延迟时间，提高人机交互性［21］。再者，PSV模式下吸气触发延迟时间随着患者内源性PEEP增加而延长［22］。刘智达等［23］研究提出，NAVA模式理论上依赖EAdi信号通路即可完成呼吸机送气和吸呼气切换转化，不受内源性PEEP的影响，故更有助于缩短吸气触发延迟时间，本研究结果与之基本一致。

本研究结果显示，通气24 h后，两组患者肺顺应性分别低于本组通气前，且观察组低于对照组，提示相较于PSV模式，NAVA模式能更有效地提高AECOPD患者肺顺应性。分析其机制可能为：NAVA模式下AECOPD患者吸呼气切换时间缩短，吸呼气切换时气流在呼吸中枢由吸气向呼气转化的瞬间仍未停止，此时呼吸机仍处于送气状态，待气流流速下降至0时可直接转化为呼气动作［24］。而PSV模式下，管道内吸气流速降至一定程度后即刻结束送气，而相关参数通过呼气时间常数计算得出，但患者存在个体差异，从而导致预设流速常无法及时匹配中枢神经活动，增加了肺顺应性［25］。本研究结果还显示，两组患者并发症发生率比较差异无统计学意义，提示NAVA模式用于AECOPD患者中的安全性良好。

综上所述，相较于PSV模式，NAVA模式能更有效地改善AECOPD患者呼吸力学指标，提高肺顺应性，缩短机械通气触发延迟时间，且安全性良好，临床应用前景较好。

作者贡献：牟志芳进行文章的构思与设计，负责撰写、修订论文；董跃福进行研究的实施与可行性分析；康秀文进行数据收集、整理、分析；李勇、沈叶菊进行结果分析与解释；张趁英负责文章的质量控制及审校，对文章整体负责、监督管理。

本文无利益冲突。