1、神經調節(jié)輔助通氣,淮北礦工總醫(yī)院ICU 汪 勇,1,1913年Janeway 第一臺定型呼吸機,2,負壓呼吸機(鐵肺),3,20世紀40至50年代脊髓灰質炎爆發(fā)流行時廣泛使用,4,正壓呼吸機 1955年麻省總醫(yī)院首次使用有創(chuàng)通氣 現(xiàn)已成為機械通氣的標準 第一代正壓呼吸機,5,6,ICU中的機械通氣,機械通氣的適應癥 急性呼吸功能衰竭66% ARDS8% 慢性呼吸功能衰竭急性加重13% 昏迷15% 神經肌肉疾病 5%,Esteban A, Anzueto A, Alia I, et al. How Is Mechanical Ventilation Employed in the Intensi

2、ve Care Unit? An International Utilization Review. Am J Respir Crit Care Med 2000; 161: 1450-1458,7,ICU中的機械通氣,人工氣道 氣管插管75% 經口氣管插管96% 經鼻氣管插管 4% 氣管切開24% 面罩 1%,Esteban A, Anzueto A, Alia I, et al. How Is Mechanical Ventilation Employed in the Intensive Care Unit? An International Utilization Review. Am

3、 J Respir Crit Care Med 2000; 161: 1450-1458,8,呼吸機模式,VCV PCV SIMV SIMV + PSV PSV CPAP BIPAP APRV,PRVC/autoflow/VV+ VS/VV+ Automode VAPS/PA MRV ASV PAV+/PPS ,9,NAVA產生的背景,傳統(tǒng)機械通氣面臨的問題： 通氣時間點的選擇：何時以何種形式給予患者通氣支持才能與患者的自主呼吸形式相匹配? 潮氣量壓力選擇：如何選擇潮氣量壓力支持水平進行通氣才能與患者自身呼吸驅動相匹配? 呼氣末正壓(PEEP)選擇：如何選擇合適PEEP水平防止肺泡塌陷，且能避

4、免肺泡過度膨脹?,10,人機不同步的臨床后果, 增加呼吸肌肉負擔，呼吸肌做功增加，導 致呼吸肌疲勞，脫機失敗。 影響機械通氣患者的睡眠質量，增加鎮(zhèn)靜劑、肌松劑使用。 導致肺泡跨壁壓升高，產生呼吸機相關肺損傷。,11,國外研究情況,1 1959年，Petit等率先利用人體的肌電圖方法記錄膈肌的活動。 隨后，研究人員在大量實驗基礎上發(fā)明了利用鼻胃管上的電極片記錄膈肌電活動(electrical activity of the diaphragm，EAdi)，這種電活動與膈神經的電活動密切相關。 2 1976年有研究者在動物實驗中利用膈神經成功控制呼吸機工作。 3 1999年，在解決了干擾波和濾波技

5、術后，Sinderbv等成功將EAdi用于控制機械通氣，并將這種新型通氣模式命名為神經調節(jié)輔助通氣(neurally adjusted ventilatory assit，NAVA)。 1 Petit JM，Milic-Emili G，Delhez LNew technic for the study of functions of the diaphragmatic muscle by means of lectmmyography in manJBoll Soc hal Biol Sper,1959，35：2013-2014 2 Remmers JE，Gautier HServo resp

6、irator constructed from a positive-pressure ventilatorJJ Appl Physiol，1976，4 l(2)：252-255 3 Sinderby C，Navalesi P，Beck J，et a1.Neural control of mechanical ventilation in respiratory failureJNat Med，1999，5(12)：1433-1436,12,1 神經電活動輔助通氣對急性呼吸窘迫綜合征患者人機同步性的影響 吳曉燕,黃英姿,楊毅. 中華結核和呼吸雜志,2009,32(7):508-512. 2 神

7、經調節(jié)輔助通氣在神經系統(tǒng)危重癥患者中的臨床應用 謝暉,陳必耀,陳律,等. 中華急診醫(yī)學雜志,2010,19(3):300-301. 3 神經調節(jié)輔助通氣對急性呼吸窘迫綜合征兔呼吸機相關性膈肌功能 障礙的影響 黃東亞,劉軍,吳曉燕,等. 中華結核和呼吸雜志,2011,34(4):288-293. 4 神經調節(jié)輔助通氣對ARDS機械通氣同步性影響的實驗研究 黃東亞,黃英姿,吳曉燕,等. 中華醫(yī)學雜志,2011,91(19):1348-1352. 5 神經調節(jié)輔助通氣在AECOPD患者呼吸機撤離中的應用 王兵，王勇強，曹書華，等. 中國急救醫(yī)學，2011,31(9):,國內研究情況,13,NAVA工

8、作原理,NAVA的工作原理是在存在自主呼吸的情況下，通過監(jiān)測EAdi的信號來感知患者的實際通氣需要，提供合適的通氣支持。 NAVA的工作流程可以描述為對EAdi信號感知、傳輸和反饋的過程。,14,吸氣觸發(fā),NAVA主要以EAdi在最小值基礎上增加多少(EAdi，而非絕對數(shù)值)作為觸發(fā)靈敏度，也就是說呼吸機在膈肌開始收縮的同時給予通氣輔助，實現(xiàn)了與膈肌的同步。一般將觸發(fā)靈敏度設置在0.5uV，既防止因背景噪音干擾而導致的假觸發(fā)，又保證微弱的神經沖動也能有效觸發(fā)呼吸機送氣。另外，NAVA還保留流量觸發(fā)方式，神經觸發(fā)與流量觸發(fā)相結合，并按照先到先觸發(fā)的原則送氣，使其工作方式更為安全。,15,通氣輔助

9、,NAVA按照EAdi的一定比例給予通氣輔助，也就是以呼吸中樞驅動的一定比例給予通氣輔助。因此NAVA也是一種類似于成比例輔助通氣(proportional assist ventilation，PAV)的正反饋調節(jié)模式，其比例因子稱為“NAVA支持水平”，單位為cmH2OuV，表示每uV的EAdi呼吸機給予多少cmH2O的壓力輔助，用公式表示為：呼吸機的輔助壓力P=EAdiNAVA支持水平。例如，如果患者的EAdi是5uV，NAVA支持水平為1cmH20uV時，呼吸機給予5cmH20的壓力輔助，而NAVA支持水平為2cmH20uV時，呼吸機給予的10cmH20的壓力輔助。呼吸機每隔16秒監(jiān)測

10、一次EAdi，根據(jù)EAdi與NAVA支持水平即時調節(jié)輸出壓力。,16,在通氣過程中，如果因電極位置移動或鎮(zhèn)靜等原因導致EAdi信號消失，則在二分之一窒息通氣時間后，呼吸機自動轉換為壓力支持模式(PSV)；重新獲得EAdi信號后，呼吸機自動轉換回NAVA模式。如果在整個窒息通氣時間內既沒有神經觸發(fā)又沒有流量觸發(fā)，呼吸機自動轉換至壓力控制模式(PCV)。,17,吸呼氣切換,當EAdi開始下降，也就是神經吸氣結束轉換至神經呼氣時，呼吸機切換為呼氣，一般以EAdi下降至峰值的4070作為切換點。另外，NAVA保留了壓力切換方式，當回路內的壓力超過按照EAdi計算的輔助壓力4cmH2O后，呼吸機切換至呼

11、氣。,18,NAVA與其他的普通機械通氣模式相比，只需設定EAdi信號觸發(fā)水平和NAVA支持水平，而不必預先設置壓力或流量觸發(fā)水平、壓力或者容量支持水平、波形、吸氣時間等參數(shù)。當患者的EAdi信號強度達到預設的觸發(fā)水平時，呼吸機就啟動通氣周期1次，同時呼吸機根據(jù)預設的NAVA支持水平和EAdi信號強度予以與EAdi信號波形類似的壓力支持。整個呼吸過程的啟動、維持和吸呼氣轉換均由患者控制，實際發(fā)生的潮氣量則與患者EAdi信號強度和肺順應性相關。,19,NAVA臨床適應癥,明顯的呼吸肌疲勞，如神經、肌肉病變、慢性阻塞性肺病(COPD)等患者。這類患者中樞呼吸驅動正常，而以呼吸肌疲勞、無力為主要表現(xiàn)

12、。NAVA模式通過精確測定膈肌電興奮水平，給予合適的通氣支持，緩解呼吸肌疲勞，降低呼吸功，減少了支持不足或支持過度情況的發(fā)生。 嬰、幼兒及呼吸中樞發(fā)育尚不完善的患者。這類患者呼吸驅動水平不穩(wěn)定，病情變化快。必須密切監(jiān)測，精確調整通氣支持水平。 術后及其他自主呼吸處于恢復階段、準備脫機的患者。這類患者具有一定的呼吸驅動能力。機械通氣治療的主要目的是輔助自主呼吸能力的不足和促進自主呼吸能力的恢復。NAVA可隨患者呼吸驅動增強逐漸平穩(wěn)地減少通氣支持，幫助患者脫機。,20,NAVA的禁忌癥,除了實施EAdi信號監(jiān)測的禁忌證以外，由于NAVA必須根據(jù)膈肌的電活動來確定通氣支持的水平，所以影響膈肌電興奮的

13、因素如嚴重的呼吸中樞抑制、高位截癱、嚴重神經傳導障礙、嚴重電解質紊亂導致的膈肌麻痹以及食道梗阻、穿孔、嚴重食道靜脈曲張出血、上消化道手術都是實施NAVA的禁忌證。等也是實施NAVA的禁忌癥。,21,NAVA的優(yōu)勢, 改善機械通氣人機同步性 減輕呼吸肌負載，避免肺泡過度膨脹 肺保護作用 利用EAdi指導PEEP選擇,22,改善機械通氣人機同步性,Beck等在兔急性肺損傷(ALI)模型中氣管切開行機械通氣的研究發(fā)現(xiàn)，分別連續(xù)增加機械通氣壓力支持水平及NAVA Level，在低水平PSV，95吸氣努力能觸發(fā)呼吸機送氣，而在高水平PSV時只有65吸氣努力觸發(fā)；PSV水平增加觸發(fā)延遲時間、吸呼氣轉換時間

14、更加延長；PSV水平增加，不管自身呼吸中樞驅動，潮氣量明顯增加，改變了自主呼吸形式，可導致PSV人機不同步。 而利用EAdi觸發(fā)呼吸機通氣不受上述因素影響，因此NAVA LeveI增加，所有的吸氣努力均能觸發(fā)；觸發(fā)延遲時間、吸呼氣轉換時間無明顯改變；NAVA Level增加4倍，氣道壓力從3.5cmH20增加至7cmH20，潮氣量無明顯增加，與自身呼吸驅動相匹配，對呼吸形式無影響。 Beck J,Campoccia F,AIlo JC,et aI.Improved synchrony and respiratory unloading by neurally adjusted ventilat

15、ory assist (NAVA) in lung-injured rabbitsPediatr Res,2007,61：289-294,23,黃東亞,黃英姿,吳曉燕,等. 神經調節(jié)輔助通氣對ARDS機械通氣同步性影響的實驗研究.中華醫(yī)學雜志,2011,91(19):1348-1352.,NAVA對吸氣觸發(fā)延遲時間的影響,24,減輕呼吸肌負載，避免肺泡過度膨脹,NAVA Level增加導致EAdi反饋性降低。在ALl兔研究中發(fā)現(xiàn)，NAVA Level增加，通氣支持水平增加，吸氣努力降低，導致EAdi反饋性下降，減輕呼吸肌肉負載。 NAVA Level增加導致EAdi反饋性降低，避免肺泡過度膨脹

16、。在兔抗阻負荷實驗中發(fā)現(xiàn)，增加NAVA Level，氣道壓力及潮氣量逐漸增加，NAVA Level增加至一定水平，EAdi開始下降，氣道壓力增加變慢，跨肺壓維持不變，潮氣量不再明顯增加。這說明在NAVA中，當通氣支持水平足夠時，反饋下調EAdi限制肺泡過度膨脹。 在健康志愿者中研究發(fā)現(xiàn)，即使深吸氣時，由于NAVA Level增加，EAdi反饋降低，吸氣容積也無明顯增高，從而可以避免肺泡過度膨脹。 Sinderby C,Beck J，Spahija J,et al.Inspiratory muscle unIoading by neuralIy adjusted ventilatory assi

17、st during maximal inspiratory efforts in healthy subjects. Chest,2007,13l:717-717.,25,黃東亞,劉軍,吳曉燕,等. 神經調節(jié)輔助通氣對急性呼吸窘迫綜合征兔呼吸機相關性膈肌功能障礙的影響.中華結核和呼吸雜志,2011,34(4):288-293.,NAVA與膈肌功能障礙,26,黃東亞,劉軍,吳曉燕,等. 神經調節(jié)輔助通氣對急性呼吸窘迫綜合征兔呼吸機相關性膈肌功能障礙的影響.中華結核和呼吸雜志,2011,34(4):288-293.,NAVA與膈肌功能障礙,27,NAVA與保護性肺通氣,Brander等研究發(fā)現(xiàn)NA

18、VA與小潮氣量通氣策略(潮氣量6mL/kg)可以減輕急性肺損傷時的VILI和肺外器官損壞。 與常規(guī)機械通氣相比，NAVA能使氧合指數(shù)明顯改善，肺組織濕干重比減輕，血漿和肺泡灌洗液中白細胞介素(IL)8、凝血因子、組織因子和纖溶酶原激活物抑制劑(PAI)1濃度明顯降低；而NAVA組心輸出量、尿量、腎臟肌酐明顯高于常規(guī)機械通氣組，肺外組織IL8濃度最低。小潮氣量組需要使用麻醉劑抑制呼吸，而NAVA組則不必使用，這將避免膈肌功能障礙及藥物的其他不良反應。 非常有趣的是，NAVA組的平均潮氣量為3mL/kg,比傳統(tǒng)認為的6mL/kg更低，因而產生肺保護效應。同時也提出了問題：ARDS的通氣策略中最佳潮

19、氣量是多少? 6mL/kg是否是最佳，還是因人而異? 這些有待臨床研究去探索。 Brander L Sinderby C，Lecomte Fet aL Neurally adjusted ventilatory assist decreases ventilator-induced lung injury and non-pulmonary organ dysfunction in rabbits with acute lung injuryJIntensive Care Med，2009，35(11)：1979-1989,28,EAdi與PEEP,ALl時機械通氣的目標就是通過設定最佳PEE

20、P和合適的潮氣量以達到良好的氣體交換功能，而同時又不至于產生VILI。 目前設定最佳PEEP和合適潮氣量的方法可以通過壓力容積曲線、功能殘氣量測定、影像測量、氧合指數(shù)公式以及應激指數(shù)等方法實現(xiàn)。但是這些方法均不能利用機體的神經反饋體系，因為這些常規(guī)方法設定的機械通氣幅度均明顯超過迷走神經等神經反饋系統(tǒng)所容忍的范圍。 可以推測，ALl等病理狀態(tài)時，呼氣時相EAdi可以是機體內部對于肺泡陷閉的反應，而吸氣時相EAdi則是機體對于肺過度充氣的一種反應，可以通過觀測這2種EAdi的變化來設定最佳PEEP和適當?shù)某睔饬俊?29,NAVA的設置,電極的放置 通常，電極安放在接近心房處時，信號記錄上可顯示P

21、波和QRS波。而當電極靠近胃部時，信號記錄上則無P波，可見弱QRS復合波。若出現(xiàn)可視的P波和QRS波，且振幅逐漸降低，則表明電極安放到位。最后還需要核實有信號出現(xiàn)。完成了以上三步，出現(xiàn)了EAdi信號，則表明電極放置成功。,30,EAdi信號 如果EAdi不能測出，可能存在以下幾種原因：解剖學的因素，如膈疝；中樞原因，如換氣過度，鎮(zhèn)靜或腦損傷所致的中樞呼吸驅動力的喪失；外周原因，如由于疾病或癱瘓所致的膈神經、神經肌肉接頭或橫膈電活動傳導障礙等。 因此，如果電極安放正確而不能測到EAdi，那么我們就要開始懷疑有潛在的病理學因素而避免使用EAdi調節(jié)通氣。,31,NAVA Level的設置 預覽法：

22、在傳統(tǒng)的以氣道壓力為目標的機械通氣模式(如PSV)下，通過呼吸機提供的“NAVA預覽”工具模擬NAVA通氣，調節(jié)NAVA Level使其壓力-時間曲線與PSV的壓力良好契合，以保證轉換為NAVA模式后仍可保持此前PSV通氣時的潮氣量。 滴定法：將NAVA Level從低水平逐步遞增并觀察氣道壓力的變化，隨著NAVA Level的增加，氣道壓力不斷上升，當氣道壓力的增速突然趨緩或達到平臺時，對應的NAVA Level即為合適的NAVA支持水平。,32,NAVA與呼吸生理更同步，更智能,呼吸沖動在膈神經內傳導到呼吸機觸發(fā)的過程：普通的通氣模式經歷的環(huán)節(jié)依次為膈肌收縮、胸壁及肺擴張、氣道壓力流速及容量改變、呼吸機觸發(fā)；而NAVA的觸發(fā)反應環(huán)節(jié)依次是膈肌收縮、呼吸機觸發(fā)。 NAVA觸發(fā)環(huán)節(jié)明顯減少，這樣就大大節(jié)省了呼吸機的通氣啟動反應，從而與患者的同步性大為改善，患者舒適度提升，人機對抗減少。,33,NAVA與PSV,PSV是一種由患者通過壓力或流量觸發(fā)的輔助通氣模式，即患者存在自主呼吸的前提下，吸氣時給予一定水平的壓力支持，吸氣壓力隨吸氣動作開始，隨吸氣流速減少到一定程度或患者呼氣用力而結束，從而使患者的吸氣幅度和吸入氣量增加，患者的自主呼吸強度決定了吸氣容量和時間。 目前，PSV仍是常用的撤機模式之一。通過逐步降低P