神经调节辅助通气.ppt

神经调节辅助通气 1913年Janeway第一台定型呼吸机 负压呼吸机 铁肺 20世纪40至50年代脊髓灰质炎爆发流行时广泛使用 正压呼吸机1955年麻省总医院首次使用有创通气现已成为机械通气的标准第一代正压呼吸机 ICU中的机械通气 机械通气的适应症急性呼吸功能衰竭66 ARDS8 慢性呼吸功能衰竭急性加重13 昏迷15 神经肌肉疾病5 EstebanA AnzuetoA AliaI etal HowIsMechanicalVentilationEmployedintheIntensiveCareUnit AnInternationalUtilizationReview AmJRespirCritCareMed2000 161 1450 1458 ICU中的机械通气 人工气道气管插管75 经口气管插管96 经鼻气管插管4 气管切开24 面罩1 EstebanA AnzuetoA AliaI etal HowIsMechanicalVentilationEmployedintheIntensiveCareUnit AnInternationalUtilizationReview AmJRespirCritCareMed2000 161 1450 1458 呼吸机模式 VCVPCVSIMVSIMV PSVPSVCPAPBIPAPAPRV PRVC autoflow VV VS VV AutomodeVAPS PAMRVASVPAV PPS NAVA产生的背景 传统机械通气面临的问题 通气时间点的选择 何时以何种形式给予患者通气支持才能与患者的自主呼吸形式相匹配 潮气量 压力选择 如何选择潮气量 压力支持水平进行通气才能与患者自身呼吸驱动相匹配 呼气末正压 PEEP 选择 如何选择合适PEEP水平防止肺泡塌陷 且能避免肺泡过度膨胀 人机不同步的临床后果 增加呼吸肌肉负担 呼吸肌做功增加 导致呼吸肌疲劳 脱机失败 影响机械通气患者的睡眠质量 增加镇静剂 肌松剂使用 导致肺泡跨壁压升高 产生呼吸机相关肺损伤 国外研究情况 11959年 Petit等率先利用人体的肌电图方法记录膈肌的活动 随后 研究人员在大量实验基础上发明了利用鼻胃管上的电极片记录膈肌电活动 electricalactivityofthediaphragm EAdi 这种电活动与膈神经的电活动密切相关 21976年有研究者在动物实验中利用膈神经成功控制呼吸机工作 31999年 在解决了干扰波和滤波技术后 Sinderbv等成功将EAdi用于控制机械通气 并将这种新型通气模式命名为神经调节辅助通气 neurallyadjustedventilatoryassit NAVA 1 PetitJM Milic EmiliG DelhezL Newtechnicforthestudyoffunctionsofthediaphragmaticmusclebymeansoflectmmyographyinman J BollSochalBiolSper 1959 35 2013 2014 2 RemmersJE GautierH Servorespiratorconstructedfromapositive pressureventilator J JApplPhysiol 1976 4l 2 252 255 3 SinderbyC NavalesiP BeckJ eta1 Neuralcontrolofmechanicalventilationinrespiratoryfailure J NatMed 1999 5 12 1433 1436 1 神经电活动辅助通气对急性呼吸窘迫综合征患者人机同步性的影响 吴晓燕 黄英姿 杨毅 中华结核和呼吸杂志 2009 32 7 508 512 2 神经调节辅助通气在神经系统危重症患者中的临床应用 谢晖 陈必耀 陈律 等 中华急诊医学杂志 2010 19 3 300 301 3 神经调节辅助通气对急性呼吸窘迫综合征兔呼吸机相关性膈肌功能障碍的影响 黄东亚 刘军 吴晓燕 等 中华结核和呼吸杂志 2011 34 4 288 293 4 神经调节辅助通气对ARDS机械通气同步性影响的实验研究 黄东亚 黄英姿 吴晓燕 等 中华医学杂志 2011 91 19 1348 1352 5 神经调节辅助通气在AECOPD患者呼吸机撤离中的应用 王兵 王勇强 曹书华 等 中国急救医学 2011 31 9 国内研究情况 NAVA工作原理 NAVA的工作原理是在存在自主呼吸的情况下 通过监测EAdi的信号来感知患者的实际通气需要 提供合适的通气支持 NAVA的工作流程可以描述为对EAdi信号感知 传输和反馈的过程 吸气触发 NAVA主要以EAdi在最小值基础上增加多少 EAdi 而非绝对数值 作为触发灵敏度 也就是说呼吸机在膈肌开始收缩的同时给予通气辅助 实现了与膈肌的同步 一般将触发灵敏度设置在0 5uV 既防止因背景噪音干扰而导致的假触发 又保证微弱的神经冲动也能有效触发呼吸机送气 另外 NAVA还保留流量触发方式 神经触发与流量触发相结合 并按照先到先触发的原则送气 使其工作方式更为安全 通气辅助 NAVA按照EAdi的一定比例给予通气辅助 也就是以呼吸中枢驱动的一定比例给予通气辅助 因此NAVA也是一种类似于成比例辅助通气 proportionalassistventilation PAV 的正反馈调节模式 其比例因子称为 NAVA支持水平 单位为cmH2O uV 表示每uV的EAdi呼吸机给予多少cmH2O的压力辅助 用公式表示为 呼吸机的辅助压力P EAdi NAVA支持水平 例如 如果患者的EAdi是5uV NAVA支持水平为1cmH20 uV时 呼吸机给予5cmH20的压力辅助 而NAVA支持水平为2cmH20 uV时 呼吸机给予的10cmH20的压力辅助 呼吸机每隔16秒监测一次EAdi 根据EAdi与NAVA支持水平即时调节输出压力 在通气过程中 如果因电极位置移动或镇静等原因导致EAdi信号消失 则在二分之一窒息通气时间后 呼吸机自动转换为压力支持模式 PSV 重新获得EAdi信号后 呼吸机自动转换回NAVA模式 如果在整个窒息通气时间内既没有神经触发又没有流量触发 呼吸机自动转换至压力控制模式 PCV 吸呼气切换 当EAdi开始下降 也就是神经吸气结束转换至神经呼气时 呼吸机切换为呼气 一般以EAdi下降至峰值的40 70 作为切换点 另外 NAVA保留了压力切换方式 当回路内的压力超过按照EAdi计算的辅助压力4cmH2O后 呼吸机切换至呼气 NAVA与其他的普通机械通气模式相比 只需设定EAdi信号触发水平和NAVA支持水平 而不必预先设置压力或流量触发水平 压力或者容量支持水平 波形 吸气时间等参数 当患者的EAdi信号强度达到预设的触发水平时 呼吸机就启动通气周期1次 同时呼吸机根据预设的NAVA支持水平和EAdi信号强度予以与EAdi信号波形类似的压力支持 整个呼吸过程的启动 维持和吸呼气转换均由患者控制 实际发生的潮气量则与患者EAdi信号强度和肺顺应性相关 NAVA临床适应症 明显的呼吸肌疲劳 如神经 肌肉病变 慢性阻塞性肺病 COPD 等患者 这类患者中枢呼吸驱动正常 而以呼吸肌疲劳 无力为主要表现 NAVA模式通过精确测定膈肌电兴奋水平 给予合适的通气支持 缓解呼吸肌疲劳 降低呼吸功 减少了支持不足或支持过度情况的发生 婴 幼儿及呼吸中枢发育尚不完善的患者 这类患者呼吸驱动水平不稳定 病情变化快 必须密切监测 精确调整通气支持水平 术后及其他自主呼吸处于恢复阶段 准备脱机的患者 这类患者具有一定的呼吸驱动能力 机械通气治疗的主要目的是辅助自主呼吸能力的不足和促进自主呼吸能力的恢复 NAVA可随患者呼吸驱动增强逐渐平稳地减少通气支持 帮助患者脱机 NAVA的禁忌症 除了实施EAdi信号监测的禁忌证以外 由于NAVA必须根据膈肌的电活动来确定通气支持的水平 所以影响膈肌电兴奋的因素如严重的呼吸中枢抑制 高位截瘫 严重神经传导障碍 严重电解质紊乱导致的膈肌麻痹以及食道梗阻 穿孔 严重食道静脉曲张出血 上消化道手术都是实施NAVA的禁忌证 等也是实施NAVA的禁忌症 NAVA的优势 改善机械通气人机同步性 减轻呼吸肌负载 避免肺泡过度膨胀 肺保护作用 利用EAdi指导PEEP选择 改善机械通气人机同步性 Beck等在兔急性肺损伤 ALI 模型中气管切开行机械通气的研究发现 分别连续增加机械通气压力支持水平及NAVALevel 在低水平PSV 95 吸气努力能触发呼吸机送气 而在高水平PSV时只有65 吸气努力触发 PSV水平增加触发延迟时间 吸呼气转换时间更加延长 PSV水平增加 不管自身呼吸中枢驱动 潮气量明显增加 改变了自主呼吸形式 可导致PSV人机不同步 而利用EAdi触发呼吸机通气不受上述因素影响 因此NAVALeveI增加 所有的吸气努力均能触发 触发延迟时间 吸呼气转换时间无明显改变 NAVALevel增加4倍 气道压力从3 5cmH20增加至7cmH20 潮气量无明显增加 与自身呼吸驱动相匹配 对呼吸形式无影响 BeckJ CampocciaF AIloJC etaI Improvedsynchronyandrespiratoryunloadingbyneurallyadjustedventilatoryassist NAVA inlung injuredrabbits PediatrRes 2007 61 289 294 黄东亚 黄英姿 吴晓燕 等 神经调节辅助通气对ARDS机械通气同步性影响的实验研究 中华医学杂志 2011 91 19 1348 1352 NAVA对吸气触发延迟时间的影响 减轻呼吸肌负载 避免肺泡过度膨胀 NAVALevel增加导致EAdi反馈性降低 在ALl兔研究中发现 NAVALevel增加 通气支持水平增加 吸气努力降低 导致EAdi反馈性下降 减轻呼吸肌肉负载 NAVALevel增加导致EAdi反馈性降低 避免肺泡过度膨胀 在兔抗阻负荷实验中发现 增加NAVALevel 气道压力及潮气量逐渐增加 NAVALevel增加至一定水平 EAdi开始下降 气道压力增加变慢 跨肺压维持不变 潮气量不再明显增加 这说明在NAVA中 当通气支持水平足够时 反馈下调EAdi限制肺泡过度膨胀 在健康志愿者中研究发现 即使深吸气时 由于NAVALevel增加 EAdi反馈降低 吸气容积也无明显增高 从而可以避免肺泡过度膨胀 SinderbyC BeckJ SpahijaJ etal InspiratorymuscleunIoadingbyneuralIyadjustedventilatoryassistduringmaximalinspiratoryeffortsinhealthysubjects Chest 2007 13l 717 717 黄东亚 刘军 吴晓燕 等 神经调节辅助通气对急性呼吸窘迫综合征兔呼吸机相关性膈肌功能障碍的影响 中华结核和呼吸杂志 2011 34 4 288 293 NAVA与膈肌功能障碍 黄东亚 刘军 吴晓燕 等 神经调节辅助通气对急性呼吸窘迫综合征兔呼吸机相关性膈肌功能障碍的影响 中华结核和呼吸杂志 2011 34 4 288 293 NAVA与膈肌功能障碍 NAVA与保护性肺通气 Brander等研究发现NAVA与小潮气量通气策略 潮气量6mL kg 可以减轻急性肺损伤时的VILI和肺外器官损坏 与常规机械通气相比 NAVA能使氧合指数明显改善 肺组织湿干重比减轻 血浆和肺泡灌洗液中白细胞介素 IL 8 凝血因子 组织因子和纤溶酶原激活物抑制剂 PAI 1浓度明显降低 而NAVA组心输出量 尿量 肾脏肌酐明显高于常规机械通气组 肺外组织IL8浓度最低 小潮气量组需要使用麻醉剂抑制呼吸 而NAVA组则不必使用 这将避免膈肌功能障碍及药物的其他不良反应 非常有趣的是 NAVA组的平均潮气量为3mL kg 比传统认为的6mL kg更低 因而产生肺保护效应 同时也提出了问题 ARDS的通气策略中最佳潮气量是多少 6mL kg是否是最佳 还是因人而异 这些有待临床研究去探索 BranderLSinderbyC LecomteF etaLNeurallyadjustedventilatoryassistdecreasesventilator inducedlunginjuryandnon pulmonaryorgandysfunctioninrabbitswithacutelunginjury J IntensiveCareMed 2009 35 11 1979 1989 EAdi与PEEP ALl时机械通气的目标就是通过设定最佳PEEP和合适的潮气量以达到良好的气体交换功能 而同时又不至于产生VILI 目前设定最佳PEEP和合适潮气量的方法可以通过压力容积曲线 功能残气量测定 影像测量 氧合指数公式以及应激指数等方法实现 但是这些方法均不能利用机体的神经反馈体系 因为这些常规方法设定的机械通气幅度均明显超过迷走神经等神经反馈系统所容忍的范围 可以推测 ALl等病理状态时 呼气时相EAdi可以是机体内部对于肺泡陷闭的反应 而吸气时相EAdi则是机体对于肺过度充气的一种反应 可以通过观测这2种EAdi的变化来设定最佳PEEP和适当的潮气量 NAVA的设置 电极的放置通常 电极安放在接近心房处时 信号记录上可显示P波和QRS波 而当电极靠近胃部时 信号记录上则无P波 可见弱QRS复合波 若出现可视的P波和QRS波 且振幅逐渐降低 则表明电极安放到位 最后还需要核实有信号出现 完成了以上三步 出现了EAdi信号 则表明电极放置成功 EAdi信号如果EAdi不能测出 可能存在以下几种原因 解剖学的因素 如膈疝 中枢原因 如换气过度 镇静或脑损伤所致的中枢呼吸驱动力的丧失 外周原因 如由于疾病或瘫痪所致的膈神经 神经肌肉接头或横膈电活动传导障碍等 因此 如果电极安放正确而不能测到EAdi 那么我们就要开始怀疑有潜在的病理学因素而避免使用EAdi调节通气 NAVALevel的设置预览法 在传统的以气道压力为目标的机械通气模式 如PSV 下 通过呼吸机提供的 NAVA预览 工具模拟NAVA通气 调节NAVALevel使其压力 时间曲线与PSV的压力良好契合 以保证转换为NAVA模式后仍可保持此前PSV通气时的潮气量 滴定法 将NAVALevel从低水平逐步递增并观察气道压力的变化 随着NAVALevel的增加 气道压力不断上升 当气道压力的增速突然趋缓或达到平台时 对应的NAVALevel即为合适的NAVA支持水平 NAVA与呼吸生理 更同步 更智能 呼吸冲动在膈神经内传导到呼吸机触发的过程 普通的通气模式经历的环节依次为膈肌收缩 胸壁及肺扩张 气道压力流速及容量改变 呼吸机触发 而NAVA的触发反应环节依次是膈肌收缩 呼吸机触发 NAVA触发环节明显减少 这样就大大节省了呼吸机的通气启动反应 从而与患者的同步性大为改善 患者舒适度提升 人机对抗减少 NAVA与PSV PSV是一种由患者通过压力或流量触发的辅助通气模式 即患者存在自主呼吸的前提下 吸气时给予一定水平的压力支持 吸气压力随吸气动作开始 随吸气流速减少到一定程度或患者呼气用力而结束 从而使患者的吸气幅度和吸入气量增加 患者的自主呼吸强度决定了吸气容量和时间 目前 PSV仍是常用的撤机模式之一 通过逐步降低PSV的支持水平 从而要求患者更多的进行呼吸作功来维持分钟通气量 当患者能够耐受最低压