NAVA 通气对先天性心脏病患儿脑氧合和灌注的影响

1. 科学背景

   在术后心脏手术中，通常需要有创通气，但诱导的胸腔内正压可通过多种机制对血液动力学产生不利影响：静脉回流减少、肺血管阻力增加和右心室后负荷增加。 对于前负荷依赖性右心室受限的患者，以及用于单心室姑息治疗的 Cavo 肺连接患者，这种影响尤其成问题。 在这些患者中，降低呼吸机正压可改善心输出量和脑氧合。 然而，非常早的拔管并不总是可行或安全的，因此必须优化机械通气以尽量减少其对血液动力学的影响。

   在成人中，NAVA（神经调节通气辅助）模式下的通气，无论辅助水平如何，都可以保留自主通气的胸腔内压力变化特征，并限制通气对右心室射血的影响。 在儿童中，与常规通气相比，NAVA 的吸气压力和平均压力也较低。

   评估心血管复苏中的脑氧合和灌注作为血流动力学参数和神经预后因素都很重要。 一种创新的非侵入性工具，漫相关光谱与近红外光谱 (DCS-NIRS) 相结合，可以对脑氧合和脑血流变化进行非侵入性评估。

2. 假设和目标

   假设是，与传统通气相比，NAVA 通气模式产生的胸腔内压力较低，与传统通气相比，将改善心脏手术后高危患者的脑血流动力学、心输出量和氧气输送。

   主要目标：

   在心脏手术后有右心室舒张功能障碍或被动肺静脉回流风险的儿科患者（包括 Glenn、hemi-Fontan、Fontan 和法洛四联症手术），研究人员将评估 NAVA 通气对：

   • 脑灌注：通过DCS测量的脑血流量(mm2/s)。
   • 脑氧合：脑组织饱和度（%）和局部脑 O2 提取（OEF，通过 NIRS-DCS 测量）。

   次要目标：

   在有限制性右心室或被动肺静脉回流风险的儿科术后心脏手术患者（包括 Glenn、半方坦、方坦和法洛四联症手术）中，研究人员将比较常规通气与 NAVA 模式对以下方面的影响：

   • 从 NIRS-DCS 测量中提取的大脑区域 O2 消耗量
   • 全身血流动力学，包括心脏指数、乳酸水平、中心静脉血氧饱和度 (ScvO2) 和氧气输送
   • 通风参数
   • COMFORT 量表测量的舒适度
3. 方法

这是一项前瞻性交叉单中心生理研究，将在 CHU Sainte Justine（加拿大蒙特利尔）的儿科重症监护病房进行。

将比较 2 种通气模式中每一种 60 分钟的两个时间段：常规通气模式（由治疗团队规定）和 NAVA 模式，顺序随机。

术后进入 PICU 时，研究患者将配备鼻胃 NAVA 探头。

在进行任何研究测量之前，研究人员将等待患者稳定，其定义为：

• 没有血液动力学显着出血
• 稳定通气参数
• 稳定的强心药剂量 2 个通气期的顺序将根据先前生成的随机列表随机分配。

研究期间通风将设置如下：

• 常规通气：治疗团队规定的通气将继续进行。 通常，通气采用 PRVC（压力调节容量控制）模式，潮气量在 5 到 8 mL/kg 之间，呼气量在 4 到 5 之间，呼吸频率以正常碳酸血症为目标，FiO2 以 PaO2 为目标 100 到 150毫米汞柱。
• NAVA 模式：NAVA 水平设置的目标是 Edi 水平在 3 到 20 V 之间，潮气量在 5 到 7 mL/kg 之间，体检时没有呼吸窘迫。 触发器将设置为 0.5 V。 最大压力将限制在 30 cmH2O。 治疗医师规定的 PEEP 水平不会改变。

为了促进脑流量和氧合测量的可比性，FiO2、NO 浓度、强心剂剂量和镇静将在这些期间尽可能保持稳定，由主治医师决定。 同样，如果可能，研究期间将不会输血。

在两次通气期间，将连续记录以下参数：

• 通气参数：根据设定模式的呼吸机参数：吸气峰压、平均气道压、PEEP、潮气量、总通气量和自主分钟通气量、Edi 水平、FiO2、通过容积二氧化碳图测得的呼出 CO2。
• 血液动力学参数：心率 (HR)、平均动脉压、收缩压、舒张压、中心静脉压 (CVP)、左心房压 (LAP)、接受的血管活性药物的类型和剂量以及计算血管活性正性肌力评分。

在每个时期的后半段，调查人员将执行：

• 中央动脉和静脉血气和动脉乳酸测量。
• 通过漫相关光谱法测量脑血流量和测量脑区域组织饱和度和氧提取。 这些测量是通过将探针放在孩子的前额上大约 20 分钟，无创且无痛地完成的。
• 用于计算心输出量 (CO) 的有限心脏超声。
• 通气期间尿量的计算。

此外，对于每位患者，还将收集以下信息：

• 手术时的年龄
• 心脏诊断
• 主肺侧枝的存在和量化
• 术前用药
• 手术细节：手术过程、体外循环持续时间、主动脉阻断持续时间、正性肌力药的使用（和最大剂量）。
• 术后经食管心脏超声检查结果（心脏功能、修复评估、是否存在残余解剖损伤）
• 研究通气期前的动脉和静脉血气、乳酸和血红蛋白水平
• 体外循环结束与研究测量开始之间的时间间隔

变量将根据其分布的性质以平均标准差或中位数（四分位数）表示。 由于样本量的原因，将使用非参数 Wilcoxon 检验（研究的所有变量均为连续型）对 2 种通气模式期间 t 变量之间的差异进行分析。 p 值

对于样本量的计算，研究人员使用 Huang 等人 (4) 的研究估计，脑饱和度的标准偏差为 6%，并且 2 种通气模式之间的预期差异至少为 6%。 要在 alpha 风险设置为 0.05 的情况下达到 90% 的功效，至少需要 24 名患者。 考虑到失明的风险（例如 获得主要变量的技术困难）并且由于患者群体的异质性，我们决定目标是包括 30 名患者。

请注意，没有执行基于光谱测量的脑血流量变化的功率计算，因为没有关于该主题的初步数据。

获得了圣贾斯汀大学医院研究伦理委员会和大学医学事务部的批准。 需要父母的书面同意。