摘要:目的探讨神经调节辅助通气(NAVA)模式对重症脑血管病机械通气困难撤机患者撤机结局的影响｡方法前瞻性连续纳入2019年11月至2021年11月入住皖南医学院第一附属医院(皖南医学院弋矶山医院)神经外科重症监护病房(ICU)的重症脑血管病机械通气困难撤机患者｡采用随机数字表法将患者分为NAVA组和压力支持通气(PSV)组｡收集两组患者基线及临床资料,包括性别､年龄､主要诊断､既往史(高血压病､卒中､呼吸系统疾病､糖尿病､冠心病)､体质量指数､急性生理学与慢性健康状况(APACHE)Ⅱ评分､格拉斯哥昏迷量表(GCS)评分､困难撤机类型[首次自主呼吸试验(SBT)失败､首次撤机拔除气管插管后48h内再插管]､随机前机械通气时间等｡收集随机后SBT及撤机相关指标,包括随机后SBT实施前呼吸力学及参数情况(气道峰压､呼出潮气量､呼气末正压､吸入氧浓度､分钟通气量､平均气道压､膈肌电活动信号值､神经通气效能､神经机械效能)､通过SBT后撤机前的基础生命体征(平均动脉压､呼吸､心率)､撤机前48h内血常规(白细胞､血红蛋白)和生化检查(白蛋白､肌酐､肌钙蛋白､B型钠尿肽)及撤机前30min内动脉血气情况(PH值､二氧化碳分压､氧分压､碳酸氢根离子､氧合指数)｡主要观察指标包括随机后28d内成功撤机所需时间(患者在随机后第28天前死亡或未能成功撤机,则定义所需撤机时间为28d)､随机后总机械通气时间､随机后28d内总撤机成功率､无机械通气时间(随机后7､14､28d内)､随机后28d和90d内生存时间､ICU住院时间､总住院时间及两组患者随机后28d内累积撤机成功率｡次要观察指标包括随机后机械通气期间气管切开率､随机后ICU内病死率､随机后28d和90d内病死率､随机后机械通气期间相关并发症(呼吸机相关肺炎､急性呼吸窘迫综合征､气胸､胸腔积液)发生率及随机后90d内累积生存率｡记录并比较两组患者随机后24h内的人机协调性情况,包括无效触发､误触发､双触发､吸呼切换提前､吸呼切换延迟､触发延迟的次数和指数及总异步指数;每8小时记录1次,每次记录1min,共记录3min｡结果共纳入56例重症脑血管病机械通气困难撤机患者,PSV组和NAVA组各28例｡两组患者性别､年龄､主要诊断､既往史､体质量指数､APACHEⅡ评分､GCS评分､困难撤机类型､随机前机械通气时间､随机后SBT实施前及SBT后撤机前相关指标差异均无统计学意义(均P>0.05)｡(1)NAVA组随机后28d内成功撤机所需时间[9.00(7.00,15.50)d比15.50(10.25, 22.75)d]､随机后总机械通气时间[8.50(7.00,12.75)d比13.50(10.00, 20.00)d]均短于PSV组(均P<0.05)｡NAVA组随机后28d内累积撤机成功率高于PSV组(P=0.039),但随机后28d内总撤机成功率两组间差异无统计学意义[92.9%(26/28)比85.7%(24/28),P=0.669]｡NAVA组患者随机后14d内[5.00(0.00,7.00)d比0.00(0.00, 3.75)d]和28d内[18.00(9.25,20.75)d比10.50(0.25, 17.75)d]无机械通气时间均长于PSV组(均P<0.05),但是随机后7d内无机械通气时间两组间差异无统计学意义(P=0.159)｡NAVA组ICU住院时间短于PSV组[9.00(6.25,16.75)d比14.00 (10.25,22.50)d, P=0.015],但两组患者总住院时间和随机后28､90d内生存时间差异均无统计学意义(均P>0.05)｡(2)两组患者在随机后机械通气期间气管切开率､ICU内病死率､随机后28d和90d内病死率､随机后机械通气期间相关并发症发生率及随机后90d内累积生存率方面差异均无统计学意义(均P>0.05)｡(3)人机协调性方面,NAVA组患者发生误触发[次数:0.00(0.00,0.00)次/min比0.00 (0.00,0.58)次/min;指数:0.00(0.00, 0.00)比0.00(0.00,0.02)]､无效触发[次数:0.00(0.00,0.33)次/min比1.00 (0.33,2.17)次/min;指数:0.00(0.00, 0.02)比0.05(0.02,0.09)]､吸呼切换提前[次数:0.00(0.00,0.33)次/min比0.33(0.33,1.00)次/min;指数:0.00 (0.00,0.01)比0.02(0.02,0.05)]､吸呼切换延迟[次数:0.00(0.00, 0.00)次/min比1.17(0.00,5.67)次/min;指数:0.00 (0.00,0.00)比0.06(0.00,0.29)]､触发延迟[次数:0.00(0.00,0.58)次/min比0.67(0.33.1.67)次/min;指数:0.00 (0.00,0.02)比0.05(0.02, 0.10)]的次数及指数均低于PSV组(均P<0.01)｡NAVA组患者发生双触发的次数及指数均高于PSV组[次数:1.17(0.33,2.00)次/min比0.00(0.00,0.00)次/min;指数:0.06 (0.02,0.11)比0.00(0.00, 0.00);均P< 0.01],但NAVA组总异步指数低于PSV组[0.08(0.04, 0.14)比0.24(0.19,0.51), P<0.01]｡结论NAVA模式可缩短重症脑血管病机械通气困难撤机患者的撤机和机械通气时间,改善人机协调性,并在提高撤机成功率方面具有潜在优势｡

重症脑血管病可导致患者神经功能重度损害,出现呼吸､循环等多系统功能严重障碍,临床上常见于脑出血､脑梗死､颅内动脉瘤破裂等｡该类患者常伴呼吸中枢严重受损,机械通气后撤机难度较大且极易失败,导致患者机械通气时间延长,住院时间和呼吸机相关并发症的发生风险增加｡目前,临床上最常用的机械通气撤机模式为压力支持通气(pressure support ventilation,PSV)模式｡但是既往研究表明,人机异步是PSV模式无法规避的问题之一,可能对患者的临床结局产生不良影响｡此外,该模式属于定压力支持通气模式,不受患者自主呼吸能力的影响,可能存在压力支持不足或过度,导致患者呼吸肌疲劳或萎缩,进而增加患者撤机难度｡神经调节辅助通气(neurally adjusted ventilatory assist, NAVA)是目前唯一一种通过感应膈肌电活动(electrical activity of the diaphragm, EAdi)信号触发通气的新型通气模式｡研究表明,该模式有利于改善人机协调性,并且具有肺及膈肌保护性通气的生理学优势｡但是,该模式是否有利于改善重症脑血管病机械通气困难撤机患者的临床撤机结果尚未得到证实｡本研究拟通过对比NAVA与PSV模式在重症脑血管病困难撤机患者中的应用,探讨NAVA模式对该类患者撤机结局的影响,为临床选择机械通气撤机模式提供参考｡

1 对象

1.1 对象与方法

前瞻性连续纳入2019年11月至2021年11月入住皖南医学院第一附属医院(皖南医学院弋矶山医院)神经外科重症监护病房(intensive care unit,ICU)行机械通气的重症脑血管病困难撤机患者｡前期预试验结果显示,PSV组患者撤机所需时间为(13.70±6.48)d,参考相关研究结果,NAVA模式较PSV模式缩短患者撤机所需时间4.4d,设双侧α=0.05,把握度为80%,利用PASS15.0软件计算得出每组需要至少纳入23例患者｡

纳入标准:(1)重症脑血管病诊断符合《中国各类主要脑血管病诊断要点2019》,定义为导致患者神经功能重度损害,可出现呼吸､循环等多系统功能严重障碍的脑血管病,包括蛛网膜下腔出血､脑出血､脑血管畸形等;(2)年龄≥18岁且≤80岁;(3)使用具备NAVA功能的Servo-i呼吸机(Maquet,瑞典)进行机械通气;(4)机械通气时间≥24h;(5)困难撤机定义为首次自主呼吸试验(spontaneous breathing trial,SBT)失败或首次撤机拔除气管插管后48h内再插管;(6)患者可自主吸气触发呼吸机送气且需支持压力≤15cmH₂O(1cmH₂O = 0.098kPa);(7)血流动力学稳定[心率≤140次/min,未使用血管活性药物或仅小剂量使用血管活性药物,多巴胺或多巴酚丁胺剂量<5μg/(kg·min),盐酸去甲肾上腺素<0.2μg/(kg·min)];(8)家属签署机械通气和EAdi导管置入知情同意书;(9)患者家属均自愿签署本研究知情同意书｡

排除标准:(1)预计生存期<7d;(2)已纳入其他研究;(3)妊娠期女性;(4)存在经口鼻置入胃管禁忌证(包括既往行口鼻腔手术或存在口鼻腔疾病､鼻中隔弯曲或畸形､食管静脉曲张､上消化道出血或手术等);(5)住院期间存在严重的凝血功能障碍(活化部分凝血活酶时间>44s);(6)严重膈神经传导障碍和各种原因导致的膈肌麻痹､瘫痪及膈疝｡

本研究方案经皖南医学院第一附属医院(皖南医学院弋矶山医院)医学伦理委员会审核批准[伦理审批号:2016伦理研第(06)号]｡所有患者家属签署了诊疗知情同意书｡

1.2 方法

1.2.1 分组:将纳入的患者按照随机数字表法分配至NAVA组和PSV组｡

1.2.2 基线及临床资料收集:收集患者的基线及临床资料,包括性别､年龄､主要诊断､既往史(包括高血压病､卒中､呼吸系统疾病､糖尿病､冠心病)､体质量指数､急性生理学与慢性健康状况(acute physiology and chronic health evaluation,APACHE)Ⅱ评分､格拉斯哥昏迷量表(GCS)评分､困难撤机类型(首次SBT失败､首次撤机拔除气管插管后48h内再插管)､随机前机械通气时间等｡收集随机后SBT及撤机相关指标,包括随机后SBT实施前呼吸力学及参数情况(气道峰压､呼出潮气量､呼气末正压､吸入氧浓度､分钟通气量､平均气道压､EAdi信号值､神经通气效能､神经机械效能)､通过SBT后撤机前的基础生命体征(平均动脉压､呼吸､心率)､撤机前48h内血常规(白细胞､血红蛋白)和生化检查(白蛋白､肌酐､肌钙蛋白､B型钠尿肽)及撤机前30min内动脉血气情况(PH值､二氧化碳分压､氧分压､碳酸氢根离子､氧合指数)｡

1.2.3 呼吸机设置:所有呼吸机参数均由神经外科重症专科初级以上医师或呼吸治疗师设置调节｡两组患者均经鼻置入EAdi信号导管(16F,125cm;Maquet Critical Care,瑞典)｡PSV组压力支持水平以维持患者呼出潮气量达到6~8ml/kg设置,呼吸机流量触发设置为1~3L/min,吸呼切换设置为30%峰流速｡NAVA模式EAdi信号波形稳定,支持水平设置为维持患者6~8ml/kg的呼出潮气量,EAdi触发值设为0.5μV,且设置EAdi信号强度下降至峰值的70%即自动吸呼切换｡维持两组患者机械通气的气道峰压均≤40cmH2O,呼气末正压和吸入氧浓度根据血氧饱和度进行滴定调节,维持血氧饱和度≥90%｡

1.2.4 撤机:从随机分组后的第1天开始,每日上午对患者进行1次撤机前筛查,需达到以下标准方可进行SBT:(1)患者原发疾病得到有效治疗,病情稳定;(2)动脉血气显示氧合指数≥200mmHg;(3)呼吸机参数设置呼气末正压≤5cmH₂O､吸入氧浓度≤50%且患者自主呼吸次数<35次/min;(4)血流动力学情况稳定[心率≤140次/min,未使用血管活性药物或仅小剂量使用血管活性药物,多巴胺或多巴酚丁胺剂量<5μg/(kg·min),应用盐酸去甲肾上腺素<0.2μg/(kg·min)];(5)无需使用镇静剂或仅小剂量使用镇静剂,Richmond躁动-镇静评分(Richmond agitation-sedation scale, RASS)≥-2分｡

两组患者符合上述标准后均选择低水平PSV支持法进行SBT,压力支持水平设置为5~8cmH₂O､呼气末正压≤5cmH₂O且吸入氧浓度≤40%,时间维持30min｡若出现以下任一情况则立即终止SBT并恢复SBT前机械通气模式及参数:(1)肺泡气体交换功能下降(血氧饱和度<90%､动脉血氧分压<60mmHg､pH值≤7.32､二氧化碳分压较SBT开始前增加≥10mmHg);(2)血流动力学状态恶化(心率较SBT开始前变化>20%､收缩压>180mmHg或<90mmHg或较SBT开始前变化>20%､需要血管活性药物剂量增大);(3)呼吸形态恶化(自主呼吸次数≥35次/min或呼吸频率较SBT开始前变化>50%､呼出潮气量<4ml/kg);(4)较SBT开始前明显的意识状态恶化;(5)明显出汗;(6)明显呼吸做功增加(辅助呼吸肌参与呼吸､胸腹矛盾呼吸);(7)经临床医师评估因病情变化需要继续机械通气｡若患者通过SBT则立即给予撤机观察｡

撤机成功定义为通过SBT且撤机48h内未再次使用呼吸机(有创或无创)｡撤机失败定义为未通过SBT或通过SBT撤机后48h内再次使用呼吸机(有创或无创)｡撤机失败患者重新进入新一轮撤机流程,若患者在随机后28d内死亡或第28天后撤机成功,均定义为撤机所需时间为28d｡

1.2.5 观察及随访:观察并随访患者在随机后住院期间及出院后的各项指标｡未出院患者行面访,出院患者采用电话随访｡

1.2.6 观察指标:主要观察指标包括(1)随机后28d内成功撤机所需时间;(2)随机后总机械通气时间;(3)随机后28d内总撤机成功率;(4)随机后7､14､28d内无机械通气时间;(5)随机后28､90d内生存时间;(6)ICU住院时间和总住院时间;(7)两组患者随机后28d内累积撤机成功率｡

次要观察指标:(1)随机后机械通气期间气管切开率;(2)随机后ICU内病死率;(3)随机后28､90d内病死率;(4)随机后机械通气期间相关并发症(呼吸机相关肺炎､急性呼吸窘迫综合征､气胸､胸腔积液)发生率;(5)随机后90d内累积生存率｡

人机协调性情况:观察两组患者随机后24h内的人机协调性情况,包括无效触发､误触发､双触发､吸呼切换提前､吸呼切换延迟､触发延迟的次数和指数及总异步指数;每8小时记录1次,每次记录1min,共记录3min｡

1.3 统计学分析

采用SPSS23.0软件对数据进行统计学分析｡计数资料以例(%)表示,组间比较采用χ2检验或Fisher确切概率法｡计量资料以Shapiro-Wilk检验其正态性,符合正态分布的计量资料以x-±s表示,组间比较采用独立样本t检验;不符合正态分布的计量资料以中位数和四分位数[M(P25,P75)]表示,组间比较采用Wilcoxon检验｡采用Kaplan-Meier生存曲线分析随机后28d内累积撤机成功率和随机后90d内累积生存率｡以P<0.05为差异有统计学意义｡

2 结果

2.1 基线及临床资料比较

共纳入56例重症脑血管病机械通气困难撤机患者,PSV组和NAVA组各28例｡两组患者性别､年龄､主要诊断､既往史､体质量指数､APACHEⅡ评分､GCS评分､困难撤机类型､随机前机械通气时间､随机后SBT实施前及SBT后撤机前相关指标差异均无统计学意义(均P>0.05)｡见表1｡

2.2 主要观察指标比较

NAVA组随机后28d内成功撤机所需时间及随机后总机械通气时间均短于PSV组(均P<0.05)｡NAVA组随机后28d内累积撤机成功率高于PSV组(P=0.039;图1),但随机后28d内总撤机成功率两组间差异无统计学意义(P=0.669)｡NAVA组患者随机后14､28d内无机械通气时间均长于PSV组(均P<0.05),但是随机后7d内无机械通气时间两组间差异无统计学意义(P=0.159)｡NAVA组ICU住院时间短于PSV组(P=0.015),但是两组患者总住院时间和随机后28､90d内生存的时间差异均无统计学意义(均P>0.05)｡见表2｡

2.3 次要观察指标

两组患者在随机后机械通气期间气管切开率､ICU内病死率､随机后28､90d病死率､随机后机械通气期间相关并发症发生率方面差异均无统计学意义(均P>0.05)｡见表3｡两组患者随机后90d内累积生存率差异无统计学意义(P=0.712)｡见图2｡

2.4 人机协调比较

NAVA组患者发生误触发､无效触发､吸呼切换提前､吸呼切换延迟､触发延迟的次数及指数均低于PSV组(均P<0.01)｡NAVA组患者发生双触发的次数及指数均高于PSV组(均P<0.01),但NAVA组总异步指数低于PSV组(P<0.01)｡见表4｡

3 讨论

重症脑血管病可引发神经中枢受损,导致呼吸中枢驱动能力减弱及传导障碍,严重影响患者呼吸机撤机结局｡研究显示,神经重症患者撤机拔管失败率为20%~40%,困难撤机及延迟撤机综合占比达49%｡因此,寻求一种更优的通气模式用于改善重症脑血管病困难撤机患者的撤机结局具有一定意义｡

本研究结果显示,在随机后28d内,NAVA组患者撤机所需时间短于PSV组[9.00(7.00,15.50)d比15.50(10.25, 22.75)d,P=0.013]｡Liu等纳入综合性ICU非神经系统疾病困难撤机患者的研究显示,NANA组(47例)患者入组后28d内撤机所需时间较PSV组(52例)更短[3.0(1.2,8.0)d比7.4(2.0,28.0)d,P= 0.039],表明NAVA模式可一定程度上缩短困难撤机患者的撤机时间｡本研究中NAVA组在随机后28d内的无机械通气时间长于PSV组[18.00(9.25,20.75)d比 10.50(0.25, 17.75)d, P=0.047]｡Kacmarek等[27]开展的一项关于NAVA模式在急性呼吸衰竭患者撤机中的应用研究结果也显示,NAVA组(153例)随机后28d内无机械通气时间长于传统通气模式[通过压力或流速方式触发呼吸机送气的模式,153例;22(3,25)d比18(0,24)d, P=0.016]｡Hadfield等[28]对比了NAVA与PSV在具有延迟撤机风险患者中的应用,结果显示,NAVA组(39例)较PSV组(38例)患者28d内无机械通气时间更长[15.5(0.0,23.0)d比0.0(0.0,20.5)d,P= 0.041]｡本研究中NAVA组患者随机后14d内无机械通气时间长于PSV组[5.00(0.00,7.00)d比0.00(0.00, 3.75)d,P=0.015],在Liu等的研究中,NAVA组(47例)患者随机后14d内无机械通气时间也长于PSV组[52例;11.0(6.0,12.8)d比6.6(0.0,12.0)d, P=0.027],但该研究纳入的患者均为非神经系统疾病困难撤机患者｡在随机后的总机械通气时间方面,本研究中NAVA组患者短于PSV组[8.50(7.00,12.75)d比13.50(10.00,20.00)d, P=0.003],且Kacmarek等[27]对急性呼吸衰竭患者撤机的相关研究结果也显示,NAVA组(153例)比对照组(采用传统通气模式;153例)随机后总机械通气时间更短[(7.8±8.1)d比(11.9±16.2)d,P=0.005],表明NAVA模式不仅可缩短急性呼吸衰竭患者总机械通气时间,在缩短重症脑血管病患者总机械通气时间方面也具有一定优势｡本研究中NAVA组患者较PSV组ICU住院时间更短[9.00(6.25,16.75)d比14.00(10.25, 22.50)d,P=0.015],这可能是由于本研究纳入的患者均为重症脑血管病患者,该类患者往往存在严重的意识障碍且气道廓清能力降低,因此气管切开率较高(NAVA组64.3%,PSV组75.0%),患者病情好转成功撤机后需尽快转出ICU行康复训练｡而既往研究均纳入原发呼吸衰竭的患者,且排除了神经系统疾病,该类患者成功撤机拔管后常需要继续在ICU行其他无创呼吸支持序贯治疗｡本研究中两组患者在随机后28､90d内生存时间及病死率､随机后机械通气期间气管切开率及机械通气相关并发症发生率方面差异均无统计学意义(均P>0.05),这与既往的研究结果一致,表明NAVA模式虽然未能改善神经重症困难撤机患者的远期预后,但其安全性与PSV模式相近｡另外,本研究中两组患者随机后28d内总撤机成功率差异无统计学意义(P=0.669),但Kaplan-Meier分析显示,NAVA组随机后28d内累积撤机成功率高于PSV组(P=0.039),表明NAVA模式在随机后28d内撤机成功的效率更高,但是随着时间的延长,这种优势逐渐减小,这可能与样本量偏小且随访观察时间较短有关｡

在人机协调性方面,本研究结果显示,NAVA组患者除双触发以外的其他类型人机异步事件次数及指数均低于PSV组(均P<0.01),且总异步指数低于PSV组[0.08(0.04,0.14)比0.24(0.19,0.51), P<0.01],这与近年的多项研究结果一致,表明NAVA模式较PSV模式可更加及时､准确地感应患者呼吸中枢释放的呼吸需求信号｡NAVA模式的原理为:呼吸中枢发出呼吸驱动后经由膈神经纤维传导动作电位至神经-肌肉耦联接头,引起膈肌兴奋,出现EAdi并发生收缩,产生呼吸动作,引发胸腔压力变化进而触发呼吸机送气｡相较于PSV模式需在膈肌收缩产生胸腔压力变化后触发呼吸机以定压力支持方式送气,NAVA模式可在EAdi产生时感应EAdi信号,触发呼吸机并根据EAdi信号提供等比例送气,从而提升患者的人机协调性｡本研究中NAVA组患者较PSV组存在更多的双触发次数及指数,这可能与NAVA模式下机械通气循环早期吸气阶段的吸气时间短于患者实际需求的吸气时间,导致出现双相样(双峰样)EAdi信号,进而触发连续两次呼吸有关,提示在实施NAVA模式时应关注患者双触发事件的发生,给予个体化参数设置,尤其是触发值的个体化调节｡

本研究存在一定的局限性:(1)本研究为单中心研究且样本量较小,观察指标的结果可能存在一定偏倚;(2)小脑､脑干及基底节区的脑血管病变可能导致患者出现吞咽及咳嗽反射减弱,从而增加患者撤机难度,本研究PSV组中诊断为小脑出血和基底节区出血的患者占比均高于NAVA组,虽总体诊断分布差异无统计学意义,但仍可能对本研究结果存在一定的影响｡

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Tags： 【论著】神经调节辅助通气在重症脑血管病机械通气困难撤机患者中的应用