神经调节通气辅助对比压力支持通气对心脏术后患者分流与死腔的短期影响研究

《Scientific Reports》：Neurally adjusted ventilatory assist vs pressure support ventilation: short-term effects on shunt and dead space after cardiac surgery

本研究针对心脏术后患者常出现肺不张等并发症导致气体交换障碍的问题，开展了神经调节通气辅助（NAVA）与压力支持通气（PSV）模式的对比研究。通过前瞻性交叉设计，发现NAVA模式能显著降低生理死腔分数（VD/VT），提高氧合指数（PaO2/FiO2）和神经通气效率（NVE），且不改变肺内分流分数。结果表明NAVA通过改善通气血流匹配优化气体交换，为心脏术后呼吸管理提供新策略。

　　

心脏手术后患者常面临肺不张等并发症的困扰，这些并发症可能导致气体交换障碍甚至急性肺损伤。传统通气模式如压力支持通气（PSV）虽然广泛应用于脱机过程，但其基于气流或压力触发的特性可能导致人机不同步等问题。而新兴的神经调节通气辅助（NAVA）模式通过监测膈肌电活动（EAdi）实现神经驱动与通气支持的精准同步，理论上能改善通气效率。然而，NAVA与PSV在心脏术后患者气体交换参数方面的直接对比证据尚显不足。

为明确两种通气模式对心脏术后患者生理指标的影响，Andreas Martinsson教授团队在《Scientific Reports》发表了前瞻性交叉研究。该研究纳入12例心脏术后合并轻度急性肺损伤（ALI）的机械通气患者，采用PSV-NAVA-PSV的三阶段设计（各阶段60分钟），通过Swan-Ganz导管计算肺内分流分数，采用三种方法（Bohr-Enghoff方程、潮气末CO₂衍生的肺泡死腔分数AVDSf-ET、新型时间-容积转换二氧化碳图法V_CAP-CALC）评估生理死腔分数，并利用电阻抗断层扫描（EIT）监测区域通气变化。

关键技术方法包括：采用Swan-Ganz导管进行血流动力学监测和分流计算；通过时间-容积转换二氧化碳图法（V_CAP-CALC）创新性评估死腔；使用电阻抗断层扫描（EIT）分析区域通气分布；应用线性混合效应模型处理重复测量数据。研究对象为2018-2022年期间Sahlgrenska大学医院收治的心脏术后患者。

主要研究结果如下：

生理死腔分数

V_CAP-CALC法显示NAVA期死腔分数显著低于PSV1和PSV2期（58.5% vs 63.8%/61.3%，p<0.001）。而Bohr-Enghoff法和AVDSf-ET法未发现显著差异。V_CAP-CALC与Bohr-Enghoff法高度相关（R²=0.77-0.82），且重复性良好（平均变异系数3.5%）。

肺内分流分数

三种通气模式间分流分数无显著差异（PSV1:14.5% vs NAVA:14.2% vs PSV2:15.2%，p=0.260），表明NAVA未改变肺内血液分流情况。

氧合与神经通气效率

NAVA期PaO₂/FiO₂比值显著提升（279.0 vs 266.3/263.3 mmHg，p=0.01）。神经通气效率（NVE，潮气量与平均EAdi比值）在NAVA期提高14%（96.3 vs 83.8 mL/μV，p=0.037），反映膈肌效率改善。

区域通气分布

EIT显示NAVA期背侧呼气末肺容积（△EELV_dorsal）显著增加（p=0.026），12例患者中10例呈现这种变化模式。但潮气量分布、通气中心（CoV）和潮内变异（ITV）无显著改变。

讨论与结论

本研究首次在心脏术后ALI患者中系统比较NAVA与PSV对死腔、分流及神经通气效率的影响。NAVA通过降低死腔分数而非改变分流分数来改善氧合，这种效应可能源于背侧肺区微细募集带来的通气血流匹配优化。背侧呼气末肺容积的可逆性变化提示NAVA能稳定依赖区肺单位，而神经通气效率的提升表明神经驱动与通气输出的耦合更加高效。

值得注意的是，V_CAP-CALC方法较传统死腔测量法更敏感检测出NAVA的生理效应，为床旁监测提供了新思路。虽然研究存在观察时间短、样本量有限等局限，但其交叉设计有效控制了个体差异。研究结果支持NAVA作为心脏术后安全有效的通气选择，特别是对存在脱机困难或中度肺损伤的患者可能获益更多。

该研究为神经调节通气模式在心脏手术围术期的应用提供了高级别生理学证据，未来需更大样本的长期结局研究验证其临床价值。通过精准匹配患者神经驱动与通气支持，NAVA有望成为优化术后呼吸管理、降低呼吸机相关肺损伤风险的重要工具。