아기의 호흡을 돕기 위한 부드럽게 동기화된 음압 사용 (Neovest)

호흡 곤란은 신생아가 출생 직후 집중 치료가 필요한 일반적인 이유입니다. 미숙아는 미성숙한 폐 및/또는 기계식 인공호흡기로 호흡 지원을 제공해야 하는 약한 호흡근을 가질 위험이 있습니다. 만삭 영아는 또한 폐 질환 또는 폐 미성숙에 대한 호흡 지원이 필요할 수 있습니다. 비침습적 호흡 지원의 가장 일반적으로 사용되는 형태는 비강 프롱 또는 비강 마스크를 통해 전달되는 양압이며, 비강 지속 양압(nCPAP)이라고도 합니다. 비강 CPAP는 신생아의 호흡 곤란 증후군, 일시적인 빈호흡 등을 포함한 다양한 신생아 폐 질환에 효과적인 것으로 생각됩니다. 많은 형태의 nCPAP가 존재하지만 일반적으로 아기의 호흡 노력과 동기화되지 않습니다(1,2).

또한 영아의 민감한 피부와 미숙한 콧대 때문에 비강 장치를 계속 사용하면 피부 손상과 영구적인 코 손상을 초래할 수 있습니다(3). 최적의 환기를 제공하기 위해 이러한 장치는 누출 없는 환경을 제공하기 위해 꼭 맞는 비강 인터페이스여야 합니다(3). 균일한 환기를 제공하는 비강 인터페이스의 성공에도 가변성이 있습니다. 이는 영아의 콧구멍 수준에서 제공되는 양압이 영아의 기도를 따라 폐의 폐포로 이동함에 따라(열린 입 등을 통해) 소멸되기 때문입니다(3). 또한 비강 환기 방법을 장기간 사용하면 피부 접촉 시간 감소 등으로 인해 아기와 엄마의 유대감이 저하될 수 있습니다. 비강 CPAP는 신생아 집중 치료가 필요한 아기의 수유(모유 수유 포함)가 지연되는 이유로 자주 언급됩니다.

음압 환기(NPV)는 횡경막을 변위시키기 위해 복부 주변에 대기압 이하의 압력을 가하는 것입니다. 유아에게 NIV를 투여하기 위한 독특한 대안이며 비강 인터페이스와 관련된 합병증을 피할 수 있습니다. NPV는 이전에 구식의 크고 부피가 큰 "철-폐" 장치를 사용하여 호흡 곤란이 있는 영아를 치료하는 데 사용되었습니다(4-12). 호흡 부전이 있는 영아에 대해 NPV를 사용하는 초기 연구 중 하나는 일련의 26명의 환자에서 NPV가 PaO2의 지속적인 증가를 제공한다는 것을 보여주었습니다(5). 영아는 평균 재태 연령이 32~33주였으며 백마스크 인공호흡 중 PaO2 < 40mmHg 및/또는 PCO2 > 70mmHg로 정의된 호흡 부전 기준을 충족했습니다(5). NPV에 대한 추가 연구에서는 개선된 산소 공급으로 폐 질환이 있는 영아의 인공호흡에 대한 효과를 계속해서 보여주었습니다(6-12).

이 연구에서 연구자들은 영아의 호흡 드라이브와 동기화되고 음압을 간헐적으로 적용할 수 있는 새로운 음압 인터페이스 및 장치를 제안합니다. 이 장치는 NAVA(Neurally Adjusted Ventilator Assist) 기술을 활용하여 영아의 기본 호흡 드라이브 및 제어와 동기화를 달성합니다.

다이어프램(Edi)의 전기 활동은 끝에 소형 센서가 있는 특수 공급 튜브 카테터를 사용하여 측정됩니다. 다이어프램이 변위되고 있다는 증거를 제공하는 위압을 측정하는 카테터 끝에 작은 풍선이 있습니다. Edi 카테터는 이전 작업에서 FDA 승인 NAVA 및 다양한 인터페이스(13-15)를 사용하여 침습적 및 비침습적 양압 환기를 전달하는 데 효과적인 것으로 나타났습니다. Edi 카테터는 전 세계적으로 많은 NICU에서 기존 비강 또는 구강 카테터로 일상적으로 사용됩니다.

NAVA는 Edi 카테터에서 얻은 정보를 활용하여 고유한 폐 보호 반사와 신경 통합된 환기 모드입니다. 자발적 호흡 중에 폐 팽창이 진행됨에 따라 폐의 스트레치 수용체는 결국 적절한 흡기량을 감지하고 흡기를 "스위치"로 끕니다. 신경 흡기가 보조 전달도 제어하는 ​​NAVA 환자의 경우 신경 호기가 시작되면 인공호흡기 호흡이 꺼집니다. 여러 연구에서 영아가 재래식 인공호흡(의사가 목표로 함)과 비교하여 NAVA 동안 자발적으로 더 낮은 최고 흡기압(PIP)과 일호흡량을 선택한다는 것이 입증되었습니다(16-23).

"전통적인" NAVA는 Edi로 켜고 끌 수 있으며 흡기 시에만 Edi에 비례하여 지원을 제공합니다. PEEP는 임상의가 고정하고 정의합니다. 이 "전통적인 NAVA" 중에는 보조되지 않는 상당한 양의 강장제 Edi가 있습니다. 지속적인 NAVA에서는 Edi를 사용하여 어시스트를 지속적으로 조정합니다. Edi는 흡기 및 호기 지원을 모두 제어합니다. 중립적으로 조정된 PEEP(neuroPAP)를 사용하는 20명의 조산아에 대한 안전 및 내성 연구는 비강 프롱을 전달 인터페이스로 사용하여 수행되었습니다(부록 2 참조).

이 연구에서 연구자들은 음압 전달 장치(NeoVest)를 제어하여 짧은 시간 동안 동기화된 음성 NIV를 전달할 계획입니다. 작은 쥐(~400g)와 큰 토끼(~3-4kg)의 예비 데이터는 신생아 호흡 곤란을 모방한 실험 조건에서 실행 가능성과 효능을 입증했습니다(부록 3 참조). Neovest는 부작용 없이 이 동물들에게 여러 가지 효과적인 수준의 인공호흡기 지원을 생성할 수 있었습니다.

NeoVest 전달 장치는 영아의 복부를 감싸는 착용 가능한 조끼/외피입니다. 이전에 St. Michael's Hospital NICU(REB #15-183)에 입원한 유아의 일련의 신체 측정을 ​​사용하여 개발되었습니다. 음압을 가하여 복부를 부드럽게 잡아당겨 다이어프램을 이동시킵니다. NeoVest에 사용된 소재는 가볍고 유아의 민감한 피부에 적합합니다.

현재 연구의 목표는 영아의 호흡 요구량과 동기화되고 비례하는 음압 NIV 적용 가능성을 입증하는 것입니다. 타당성에 대한 예비 데이터는 더 작은 미숙아의 NeoVest 연구를 위해 CIHR에서 더 큰 보조금을 신청하는 데 사용할 수 있습니다.