神经调节辅助通气在重症患者中的临床应用和存在问题

李志昂， 刘励军

在重症监护病房(ICU)机械通气是最常见的治疗措施之一[1]，其目的是减少患者呼吸功，维持或恢复人体的通气和换气功能。机械通气模式，如压力或容量支持通气等均采用气动触发的模式，即患者吸气努力达到一定的压力或流量阈值时被呼吸机触发传感器感应，然后按照预设参数进行辅助通气。由于呼吸机触发送气总是在患者吸气开始后，可能会出现患者与呼吸机呼吸节律不完全匹配的现象，进而导致患者与呼吸机不同步，这还不包括因呼吸机固有的传感器灵敏度不佳所导致触发延迟的问题。长时间的人机不同步不仅会使患者无法从机械通气治疗中获得最大益处，还会导致呼吸机相关的肺和膈肌损伤。因此，合适的呼吸机模式及参数设置应尽量降低人机不同步的发生率，提高机械通气治疗的有效性，并降低机械通气相关的肺和膈肌损伤。

早在1976年膈神经活动已经用于动物进行机械通气，但是直接将电极连接在膈肌上获得膈肌电信号对于重症患者来说存在困难[2]。随着技术的发展，在1999年Sinderby等[3]描述了一种基于膈肌电活动(electrical activity of the diaphragm, EAdi)辅助通气系统—神经调节辅助通气(neurally adjusted ventilatory assist， NAVA)，通过在食管中放置带有垂直阵列式信号采集器的导管，能够隔绝心脏电活动和食管蠕动、噪声，以及与电极位置或运动相关的干扰信号，从而能动态实时采集到稳定的EAdi信号；导管通过传感器模块与呼吸机相连，呼吸机接收导管所采集的信号并由内部程序处理，当处理后的信号强度达到一定电压阈值后，呼吸机将予以辅助通气。通气过程中呼吸机将按照处理后的信号强度来匹配通气强度，而信号强度与膈肌电活动强度直接呈正相关。

NAVA依靠监测患者膈肌电活动来辅助通气，其吸气期开始在理论上可以与患者接近同步；与传统的机械辅助通气模式相比,该通气模式最主要的优势是改善患者与呼吸机的同步性。自NAVA问世以来，不断有学者对其展开相关研究，尤其是近十年来有较多临床研究。现对其在重症患者中的临床应用进展作一综述，探讨其在重症患者中应用的优势及存在问题。

1 NAVA目前在重症患者中的临床研究进展

1.1NAVA在重症患儿中的应用 重症患儿特别是新生儿、婴幼儿的呼吸系统解剖结构及生理与成人有明显不同；婴幼儿的会厌和喉头位置高，声门和环状软骨更窄，不但容易引起气道阻塞，而且气管插管与呼吸机脱离也相对更困难。另外，婴幼儿的新陈代谢旺盛，二氧化碳产生较多，气管导管固有的死腔容量对其影响更大，与传统模式相比，NAVA理论上更加适合重症患儿机械通气的需求。一项前瞻研究[4]结果表明，在新生儿和儿科ICU，与气动触发的压力支持通气(pressure support ventilation, PSV)相比，NAVA可以改善患儿与呼吸机的同步性和降低气道峰压，并且患儿耐受性良好。此后的随机对照研究[5-6]发现，NAVA对儿童是一种安全可行的机械通气模式，对有创机械通气的重症患儿而言，NAVA通气模式具有改善人机同步性的优势，且是一种安全和可行的机械通气模式。在急性呼吸衰竭患儿中，与气动触发的无创PSV相比，无创NAVA既安全可行，也能改善患儿与呼吸机之间的相互作用[7-8]。此外，对于低体质量婴儿和早产儿，使用NAVA也具有改善氧合等明显的临床益处[9-11]。最近的一项研究[12]显示，NAVA可促进新生儿先天性膈疝患儿拔除气管插管。总之，大量的临床研究[8]表明，无论是有创还是无创机械通气，NAVA对于重症患儿都是安全可行的，且具有提升患儿与呼吸机同步性的优势，还可以改善呼吸衰竭患儿的临床结局。

1.2NAVA在急性呼吸窘迫综合征(AROS)患者中的应用 ARDS患者表现为弥漫性肺损伤，包括肺间质和肺泡水肿，肺内分流增加及死腔增加，以及肺泡塌陷导致肺不张；临床特征为难以纠正的顽固性低氧血症。急性呼吸衰竭患者可表现为呼吸驱动力增强，其中ARDS患者在肺通气过程中所需的吸气动力更大，因此膈肌运动明显增强。与PSV比较，NAVA以其独有的特点为急性呼吸衰竭患者提供更好的肺保护通气，并且可以改善患者与呼吸机的同步性，避免过度辅助通气的风险[13-16]。有研究表明，在AROS患者中，NAVA与其他模式相比，依旧具有改善患者和呼吸机同步性的优势。另外，NAVA可缩短机械通气时间，并且对重力依赖肺区的通气有益处[17-18]。但是，目前NAVA模式用于无创机械通气治疗ARDS患者尚缺乏高质量的研究，考虑可能因为ARDS患者大部分氧合情况较差，难以通过无创辅助通气达到临床治疗目标，进而多数患者需要行气管插管及有创机械通气支持，因此限制了无创NAVA模式在ARDS患者中的临床应用。

1.3NAVA在慢性阻塞性肺疾病(COPD)患者中的应用 COPD患者由于小气道和肺泡的结构性改变导致其呼气相延长和二氧化碳潴留。COPD患者气体阻滞和肺过度膨胀，缩短膈肌的工作长度，并且改变各部分之间的机械连接，引起膈肌的重塑，这些病理改变损害了膈肌的功能，影响膈肌提升和胸腔的扩张[19-20]。NAVA通过其独特的机制减少COPD患者触发延迟，改善患者与呼吸机的同步性，特别是在辅助支持水平较高的情况下具有重要意义[21]。在无创正压机械通气时，NAVA模式也能够明显改善COPD患者与呼吸机的同步性，即使在COPD急性加重期也是如此，且与吸气支持水平无关。有研究[22-24]发现，随着无创通气支持水平的上升，PSV模式下COPD患者与呼吸机的同步性逐渐下降；而使用NAVA模式这种情况则明显少见，提示对于需要高水平机械通气支持的患者，NAVA具有较明显的优势。相对于传统模式，NAVA在有创和无创通气中都可以明显提高COPD患者与呼吸机的同步性。由于无创通气中患者与呼吸机的配合更加重要，所以对于COPD患者而言，NAVA在无创通气中这种优势更加具有临床意义。进一步研究[25-26]发现，NAVA在增加COPD患者肺部背侧通气量和减少死腔方面优于PSV；对于存在较高内源性呼气末正压(PEEP)的COPD急性加重患者，PSV模式存在明显的触发延迟，且与内源性PEEP水平呈正相关；而NAVA可明显缩短触发延迟时间，并减少触发功。这些研究表明，NAVA可使COPD患者临床获益。

1.4NAVA在外科术后重症患者和其他重症患者的临床应用 部分大手术后患者需要在ICU进行加强监护治疗以渡过其围手术期不稳定的阶段，患者常常在手术后的初期需要机械通气治疗以维持氧代谢的稳定。研究[27]发现，对于这类患者NAVA较PSV更能明显地改善患者氧合状态。Houtekie等[28]则在体质量<5 kg的婴幼儿患儿心脏手术后，发现无创NAVA可以使患儿获得良好的无创通气的同步性。另外，在毛细支气管炎患者的研究中发现，NAVA减少触发延迟，改善呼吸机反应时间，并可减少呼吸功[29]。重症毛细支气管炎患者无创通气期间，在NAVA模式下，患者与呼吸机不同步和触发延迟明显低于无创压力控制/辅助模式[30]。对于急性颅脑损伤康复者NAVA也是安全的。与PSV相比，NAVA还能保持脑血流速度、气体交换和血流动力学的稳定；但对其他急性脑损伤患者，NAVA的临床价值尚需进一步研究[31]。

1.5NAVA在重症患者撤机中的临床应用 当重症患者病情好转需要撤离呼吸机支持时，及时的撤离呼吸机对患者有着重要的临床意义，撤机的延迟将增加呼吸机相关并发症，但过早的撤机也会导致撤机失败，增加再插管率和呼吸机相关性肺炎，甚至增加病死率。自主呼吸试验(spontanenous breathing trial, SBT)是临床常用的判断患者自主呼吸功能的有效方法，常采用T管、PSV和持续气道正压(continuous positive airway pressure, CPAP)三种方式。一项自身交叉对照研究[32]发现，使用SBT相同的客观评价标准，NAVA与PSV具有同样的效果，并且可以减少人机不同频率，建议可以使用NAVA对撤机患者进行SBT，但该研究样本量较小，仍需更多研究来证实。在婴幼儿撤机过程中，NAVA能明显改善患儿人机协调性，对患儿撤机有较好的应用价值[33]。对于撤机困难的患者，NAVA也可以缩短撤机时间，减少呼吸机使用的天数[34]。最近的一篇荟萃分析[35]指出，与其他呼吸支持模式相比，NAVA可以提高困难撤机患者的撤机成功率。另外，对于慢性阻塞性肺疾病急性加重期(AECOPD)合并肺性脑病撤机困难的患者，无创NAVA能提高AECOPD患者人机同步程度和撤机成功率[36]。总之，由于NAVA独特的人机交互机制，对于困难撤机患者而言NAVA将是一个良好的选择。

1.6NAVA对重症患者临床结局的影响 NAVA对需要机械通气的重症患者是一种安全可行的模式，可以降低患者与呼吸机的不同步性。早期的研究[37-38]发现其对临床结局的影响不确定，并提出需要随机对照试验来确定NAVA是否影响危重患者的临床预后。近几年的研究[18]提示，NAVA不能提高机械通气治疗急性呼吸衰竭患者的存活率。并且也发现与无创PSV相比，接受无创NAVA治疗患者的临床结局没有进一步改善[39]。由于重症患者的异质性和治疗的复杂性，可能需要根据重症患者的临床特征进一步分组(临床亚群)，然后进行随机对照试验来评价NAVA对临床结局的影响。

2 NAVA临床应用存在的问题

2.1NAVA的技术性问题 使用NAVA模式需要在食管中放置特制导管以实时采集膈肌电信号，对于导管放置和护理技术需要特别关注。EAdi导管放置刻度采用公式计算，针对个体化患者并不一定能放置在最佳位置，使用过程中由于患者的体位变化发生导管移位是常见的问题；此外，重症患者给予基础的镇痛镇静治疗也将影响经膈肌神经下传的冲动，进而减弱膈肌电活动[40-43]。近期研究[44]还报道了1例体质量为373 g婴儿发生EAdi导管相关胃穿孔事件。最重要的是NAVA模式相对其他模式是一种新型的通气模式，其触发和支持原理不同；加之，目前临床上并未大规模推广普及，造成大部分临床医生对NAVA模式缺乏了解。一项针对ICU使用NAVA影响因素的调查[45]表明，虽然大部分临床医生表示对NAVA模式使用的支持，但也表达了对技术的担忧、信心不足，以及其使用难度高于PSV等问题。故此，高质量NAVA使用的培训对于临床医生的接受度、临床实践及其临床试验均至关重要。

2.2NAVA的舒适性问题 EAdi导管可经口腔或鼻腔放置到食管中，远端开口于胃内，不但可以实时采集膈肌电活动信号并且兼有胃管的功能。对于有创机械通气的患者，为了增加患者的舒适度和治疗的依从性，常给予患者适度镇痛和轻度镇静治疗，对于这部分患者EAdi导管一般不会增加其不舒适程度。然而，对于无创机械通气患者，由于顾虑充分镇痛可能造成患者气道保护能力的丧失，这部分患者镇痛常不充分导致EAdi导管影响患者的舒适度，甚至影响患者对NIPPV治疗的依从性。但是，目前尚未有针对EAdi导管影响患者舒适性的研究。有研究[46]提示，手术后使用无创NAVA的患者，虽然NAVA模式改善患者与呼吸机的同步性，但却没有增加其舒适性。重症患者睡眠碎片化，快速眼动睡眠的减少，以及正常昼夜节律的丧失，导致患者睡眠质量差和谵妄的发生，影响脱机成功率；而NAVA与PSV比较可以改善快动眼睡眠期的睡眠质量和减少睡眠碎片化指数[47-48]。

2.3NAVA的治疗经济学问题 相对于其他在ICU使用的呼吸机而言，具有NAVA模式的呼吸机要额外配备使用NAVA模式必需的硬件和软件设备，这就意味着其制造与使用成本相对于其他呼吸机更高。使用NAVA模式的患者需放置一次性使用的导管来获取EAdi信号，这无疑又增加了额外的开支。但是，Hjelmgren等[49]所做的卫生经济学模型提示，NAVA和PSV在治疗经济学方面均是有利的，并且显示使用NAVA降低患者人机不同步的比例，并节省开支。

虽然使用NAVA模式存在技术性、舒适性和经济性的问题，并且研究也未显示NAVA对重症患者临床结局的改善；但是，NAVA模式可以明显改善患者与呼吸机的同步性，NAVA的这种明显优势可以使患者获益，特别是对无创机械通气和困难撤机患者而言可以明显改善患者的通气效果，改善氧合，减少呼吸功，以及缩短机械通气时间。使用NAVA模式的核心在于患者的膈肌电活动，重症患者疾病本身或外部因素可能会引起膈肌电活动的异常增强或减弱。由于NAVA模式是一种完全自主触发辅助支持模式，这种模式的局限性就是若患者的膈肌活动过度异常且不稳定，NAVA模式将不得不转为其他模式进行通气支持。另外，药物干预如镇痛镇静药物、抗焦虑抑郁药物，甚至肌松药，以及非药物干预(如体外二氧化碳清除，横膈膜牵张术/手动膈膜释放技术，目标靶向音乐疗法等)人为干预膈肌放电配合NAVA模式，可能是将来具有重要意义的研究方向[19,43]。