Hỗ trợ thông khí được điều chỉnh bằng thần kinh

Bài viết Hỗ trợ thông khí được điều chỉnh bằng thần kinh từ bài viết gốc: Neurally Adjusted Ventilatory Assist: A Ventilation Tool or a Ventilation Toy? của tác giả Walter Verbrugghe and Philippe G Jorens được biên dịch bởi BS. Đặng Thanh Tuấn – BV Nhi Đồng 1.

1. Tóm tắt

Thông khí cơ học, kể từ khi được đưa vào thực hành lâm sàng, đã trải qua một sự phát triển lớn từ thông khí kiểm soát sang các phương thức thông khí hỗ trợkhác nhau. Hỗtrợthông khíđượcđiều chỉnh bằng thần kinh (Neurally adjusted ventilatory assist, NAVA) là sự phát triển mới nhất. Việc thực hiện NAVA đòi hỏi sự ra đời của một ống thông để đo hoạt động điện của cơ hoành ( electrical activity of the diaphragm, EAdi). Ngược lại với các chế độ thông khí hỗ trợ thông thường, NAVA dựa vào EAdi để kích hoạt nhịp thở của máy thở và để điều chỉnh hỗ trợ thông khí cho hệ thống truyền động thần kinh (neural drive). Biên độ của hỗ trợ máy thở được xác định bằng EAdi tức thời và mức NAVA do bác sĩ lâm sàng thiết lập. Mức NAVA khuếch đại tín hiệu EAdi và xác định hỗ trợ máy thở tức thời trên cơ sở từng nhịp thở. Dữ liệu thực nghiệm và lâm sàng cho thấy sự đồng bộ bệnh nhân – máy thở (patient-ventilator synchrony) tốt hơn với NAVA. Không đồng bộ bệnh nhân – máy thở chiếm ở 25% bệnh nhân thở máy trong khoa chăm sóc đặc biệt và có thể góp phần làm bệnh nhân khó chịu, giấc ngủ bị phân mảnh, sử dụng nhiều thuốc an thần, phát triển cơn mê sảng, tổn thương phổi do máy thở, thở máy kéo dài và cuối cùng là tử vong. Với NAVA, sự phụ thuộc vào tín hiệu EAdi, cùng với hệ thống truyền động thông khí nguyên vẹn và phản xạ thở còn nguyên vẹn, cho phép tích hợp máy thở trong khớp nối thần kinh – thông khí (neuro- ventilatory coupling) ở mức độ cao hơn so với các chế độ thông khí thông thường. Chỉ theo dõi đơn giản tín hiệu EAdi có thể cung cấp cho bác sĩ lâm sàng thông tin quan trọng để hướng dẫn xử trí máy thở, đặc biệt là trong quá trình cai máy. Mặc dù, cho đến nay, rất ít bằng chứng chứng minh tính ưu việt của NAVA đối với các điểm kết thúc có liên quan về mặt lâm sàng, nhưng có vẻ như rõ ràng là một số quần thể bệnh nhân (ví dụ, COPD và trẻ nhỏ) có một tỷ lệ lớn hiện tượng không đồng bộ bệnh nhân máy thở, có thể được hưởng lợi từ công cụ thở máy mới này.

2. Giới thiệu

Thở máy là một trong những kỹ thuật được áp dụng phổ biến trong điều trị bệnh nhân suy hô hấp tại khoa hồi sức tích cực (ICU). Tiên lượng của những bệnh nhân này không chỉ được xác định bởi tình trạng cơ bản, mà còn bởi chiến lược thở máy mà bác sĩ lâm sàng theo đuổi.1

Theo quan điểm sinh lý, thở máy được chỉ định khi có sự khác biệt rõ rệt giữa mức độ nỗ lực hô hấp cần thiết để duy trì trao đổi khí thích hợp và khả năng hoạt động của hệ hô hấp. Các mục tiêu chính của cơ chế thở máy là phục hồi chức năng trao đổi khí và giảm gắng sức của cơ hô hấp. Cách tiếp cận này cho phép những bệnh nhân bị bệnh nặng hồi phục sau bệnh cấp tính của họ.

3. Từ thông khí cơ học kiểm soát đến thông khí cơ học hỗ trợ

Ban đầu, máy thở là một máy chạy bằng máy bơm, được thiết kế để cung cấp hỗn hợp oxy-không khí đến bệnh nhân với thể tích và tần số ổn định (thở máy kiểm soát). Tuy nhiên, những loại máy thở ban đầu đó không tính đến nỗ lực hô hấp của chính bệnh nhân. Chu kỳ hô hấp thần kinh của bệnh nhân thở máy thường chỉ bị ức chế một phần, và nó thường không đồng bộ với tần số và thể tích do máy thở cung cấp. Trong những điều kiện như vậy, việc sử dụng thuốc an thần thường là sự cân bằng để cải thiện sự đồng bộ bệnh nhân – máy thở và cuối cùng là cho phép thông khí và trao đổi khí đầy đủ.

Từ đầu những năm 1980, một thế hệ máy thở mới đã được phát triển có thể hỗ trợ thông khí cơ học. Các máy thở này được trang bị một cảm biến khí nén (pneumatic sensor) được thiết kế để phát hiện thời điểm bắt đầu nỗ lực hít vào ( inspiratory effort) của bệnh nhân. Cơ chế cảm biến khí nén phát hiện sự hít vào, bằng cách đảo ngược dòng thở ra (cảm biến lưu lượng, flow sensor) hoặc bằng sự sụt giảm áp lực (cảm biến áp lực, pressure sensor) được tạo ra bởi nỗ lực hít vào của bệnh nhân. Đáp lại, máy thở sẽ hỗ trợ nỗ lực hít vào của bệnh nhân thông qua việc hỗtrợ tạo áp lực hít vào đã được thiết lập trước đó. Khi lưu lượng khí hít vào giảm tốc về cuối giai đoạn hít vào, còn khoảng 25–30% lưu lượng khí tối đa, van thở ra của máy sẽ được mở để bệnh nhân có thểthởra. Chế độthông khí nàyđược gọi
là thông khí hỗ trợ áp lực (pressure support ventilation, PSV) hoặc hỗ trợ thở tự phát (assisted spontaneous breathing). Các chế độ thông khí hỗ trợ được đặc trưng bởi sự đồng bộ về thời gian hít vào giữa nỗ lực hít vào của bệnh nhân (hít vào thần kinh) và việc máy thở cung cấp lưu lượng hít vào (hít vào cơ học).

Mặc dù có lợi thế về tính đồng bộ thời gian hít vào trong các chế độ thông khí hỗ trợ, nghiên cứu gần đây cho thấy rằng các chế độ này ảnh hưởng đến sự không đồng bộ bệnh nhân – máy thở rõ rệt. Thông thường, ở những bệnh nhân COPD có thể có sự không đồng bộ về thời gian giữa giai đoạn thở ra của chu kỳ thở (thở ra thần kinh) và mở van thở ra của máy thở (thở ra cơ học).2,3 Trong phần sau của chương này, sự không đồng bộ của máy thở có liên quan đến các kết cục bất lợi.4,5

Để giải quyết những vấn đề này, một chế độ thông khí mới, thông khí hỗ trợ tỷ lệ (proportional assist ventilation, PAV), đã được đề xuất. PAV cung cấp thông khí hỗ trợ áp lực được hỗ trợ bằng một thuật toán phức tạp dựa trên độ giãn nởvà sức cản của đường thở. PAV cải thiện đồng bộ thời gian và cho phép điều chỉnh biên độ và độ dốc của dòng thông khí hỗ trợ cho nhu cầu thông khí của bệnh nhân (đồng bộ dòng, flow synchrony). Việc thực hiện đúng PAV ngụ ý ước tính sức cản đường thở và độ giãn nở, điều này trong thực hành lâm sàng có thể khó thực hiện. Ngoài ra, PAV chỉ có sẵn trên một số máy thở hạn chế và cho đến nay vẫn chưa được các bác sĩ lâm sàng áp dụng rộng rãi.

Sựphát triển mới nhất trong lĩnh vực này, mới chỉ được cung cấp cho các bác sĩ lâm sàng gần đây, là hỗ trợ thông khí được điều chỉnh bằng thần kinh (NAVA). Phương thức thở máy hỗ trợ mới này cung cấp hỗ trợ áp lực tỷ lệ thuận dựa trên các phép đo hoạt động điện của cơ hoành (EAdi), đóng vai trò như một đại diện cho đầu ra tế bào thần kinh của trung tâm hô hấp.

4. Khớp nối thần kinh – thông khí

Khớp nối thần kinh – thông khí là một quá trình phức tạp phối hợp giữa thông khí thần kinh và thông khí cơ học. Trung tâm hô hấp thần kinh nằm trong tủy sống của hệ thần kinh trung ương. Thông qua một mạng lưới dao động của các tế bào thần kinh hít vào và thở ra, nó điều khiển chu kỳ thở và tạo ra kiểu hô hấp. Trung tâm hô hấp chịu ảnh hưởng và điều chỉnh bởi các tín hiệu từ các bộ phận khác của não, bao gồm cả từ vỏ não vận động, để chúng ta có thể kiểm soát nhịp thở một cách có ý thứcởmột mứcđộnàođó. Tất cảnhững tín hiệu này được điều phối trong cầu não; cuối cùng chúng quyết định hoạt động thần kinh hô hấp của chúng ta. Thông tin này được tích hợp và điều chỉnh bởi tủy sống thông qua các phản xạ bắt nguồn từ các thụ thể ở phổi, lồng ngực và các cơ hô hấp. Tín hiệu thần kinh bắt đầu, thông qua dây thần kinh hoành, điện thế hoạt động của sợi cơ của cơ hoành, dẫn đến sự co cơ học của cơ hoành. Cường độ của sự co cơ này phụ thuộc vào số lượng đơn vị vận động được kích hoạt, lần lượt được xác định bởi cường độ và tần số của hoạt động thần kinh. Sự hoạt hóa của cơ hô hấp dẫn đến sự giãn nở của lồng ngực thông qua việc tạo ra một áp lực âm trong lồng ngực, gây ra sự giãn nở của phổi và một áp lực âm phế nang, tạo ra một luồng khí hít vào trong quá trình thở tự phát. Trong toàn bộ chu kỳ thở, trung tâm hô hấp liên tục bị ảnh hưởng bởi một cơ chế phản hồi thần kinh (neural feedback mechanism) phức tạp bắt nguồn từ các thụ thể nằm trong não và ở cấp độ ngoại vi.

Dođó, khớp nối thần kinh – thông khí có thể được xem như một sự tương tác phức tạp dẫn đến việc bắt đầu và điều hòa chu kỳ hô hấp. Cho đến ngày nay, chúng ta vẫn thiếu một thiết bị có thể đo hoạt động thần kinh được tạo ra bởi trung tâm hô hấp và phản hồi thần kinh. Thế hệ máy thở hiện nay được trang bị cảm biến lưu lượng, áp lực và thể tích. Tuy nhiên, những thay đổi về lưu lượng, áp lực và thể tích chỉ đơn thuần là kết quả của khớp nối thần kinh – thông khí. Biết rằng, ở những người khỏe mạnh, thời gian chờ giữa hoạt động thần kinh và bắt đầu hít vào là dưới 20 ms, có vẻ hợp lý khi giả định rằng một cảm biến nằm xa hơn về phía thượng lưu là mong muốn (Hình 1). Việc tích hợp máy thở với khớp nối thần kinh – thông khí mức độ cao hơn – ít nhất về lý thuyết – cũng có lợi cho sự đồng bộ bệnh nhân – máy thở được nâng cao hơn nhiều.6–8

Hình 1. Trình tự kiểm soát thông khí thần kinh, từ tín hiệu hít vào thần kinh đến khi hít vào (cơ học). Cảm biến để kích hoạt hít vào càng được đặt gần bộ điều khiển trung tâm, thì công nghệ này càng được tích hợp tốt hơn với khớp nối thần kinh - thông khí. Hỗ trợ thông khí được điều chỉnh bằng thần kinh (NAVA) đáp ứng với kích thích cơ hoành. (Từ Tham chiếu 6, với sự cho phép)
Hình 1. Trình tự kiểm soát thông khí thần kinh, từ tín hiệu hít vào thần kinh đến khi hít vào (cơ học). Cảm biến để kích hoạt hít vào càng được đặt gần bộ điều khiển trung tâm, thì công nghệ này càng được tích hợp tốt hơn với khớp nối thần kinh – thông khí. Hỗ trợ thông khí được điều chỉnh bằng thần kinh (NAVA) đáp ứng với kích thích cơ hoành. (Từ Tham chiếu 6, với sự cho phép)

5. Không đồng bộ bệnh nhân – máy thở

Các điểm quan trọng trong chu kỳ hô hấp là (1) kích hoạt (thời điểm mà máy thở được kích hoạt và bắt đầu hỗtrợhô hấhít vào), (2) chu kỳ(thời điểm mà van thở ra của bộ dây máy thở được mở), và (3) mức độ và tốc độ điều áp trong giai đoạn hít vào.

Đánh giá đầy đủ về sự không đồng bộ bệnh nhân – máy thở nằm ngoài phạm vi của bài báo này. Vì vậy, chúng tôi giới thiệu người đọc đến các bài đánh giá xuất sắc khác. 4,9,10 Về cơ bản, theo quan điểm sinh lý, sự không đồng bộ bệnh nhân – máy thở có thể được chia thành sự không đồng bộ về thời gian và sự không đồng bộ về lưu lượng.

Sự không đồng bộ về thời gian đề cập đến sự khác biệt giữa thời gian của chu kỳ hô hấp thần kinh của bệnh nhân và chu kỳ hô hấp của máy thở. Sự không đồng bộ về thời gian có thể liên quan đến sự bắt đầu của giai đoạn hit vào (Hình 2) hoặc sự bắt đầu của giai đoạn thởra (Hình 3). Tự động kích hoạt (bắt đầu hỗ trợ cơ học mà không có nỗ lực hít vào) và các nỗ lực không hiệu quả (không có hỗ trợ cơ học mặc dù có nỗ lực hít vào, xem Hình 2) đều có thể được coi là cực điểm của sự không đồng bộ về thời gian.

Hình 2. Dạng sóng áp lực, lưu lượng, thể tích và hoạt động điện của cơ hoành (EAdi) từ một bệnh nhân được thông khí hỗ trợ áp lực và đường cong áp lực giả định (màu xám) nếu bệnh nhân đang sử dụng phương pháp hỗ trợ thông khí được điều chỉnh bằng thần kinh (NAVA), với mức NAVAđặt trước không được hiển thị. Nhịp thở 1 và 3 cho thấy sự không đồng bộ về thời gian hít vào: có sự chậm trễ giữa hít vào thần kinh và sự bơm phồng phổi cơ học. Trong nhịp thở 1 cũng có thể có sự không đồng bộ hỗ trợ. Biên độ của nỗ lực thở thần kinh lớn hơn biên độ của bơm phồng phổi cơ học. Nhịp thở 2 cho thấy khả năng kích hoạt không hiệu quả: mặc dù có sự hiện diện của nỗ lực thở thần kinh, không có bơm phồng phổi cơ học. Không đồng bộ kích hoạt không hiệu quả có thể được coi là một dạng cực đoan của sự không đồng bộ về thời gian.
Hình 2. Dạng sóng áp lực, lưu lượng, thể tích và hoạt động điện của cơ hoành (EAdi) từ một bệnh nhân được thông khí hỗ trợ áp lực và đường cong áp lực giả định (màu xám) nếu bệnh nhân đang sử dụng phương pháp hỗ trợ thông khí được điều chỉnh bằng thần kinh (NAVA), với mức NAVAđặt trước không được hiển thị. Nhịp thở 1 và 3 cho thấy sự không đồng bộ về thời gian hít vào: có sự chậm trễ giữa hít vào thần kinh và sự bơm phồng phổi cơ học. Trong nhịp thở 1 cũng có thể có sự không đồng bộ hỗ trợ. Biên độ của nỗ lực thở thần kinh lớn hơn biên độ của bơm phồng phổi cơ học. Nhịp thở 2 cho thấy khả năng kích hoạt không hiệu quả: mặc dù có sự hiện diện của nỗ lực thở thần kinh, không có bơm phồng phổi cơ học. Không đồng bộ kích hoạt không hiệu quả có thể được coi là một dạng cực đoan của sự không đồng bộ về thời gian.
Hình 3. Dạng sóng áp lực, lưu lượng, thể tích và hoạt động điện của cơ hoành (EAdi) từ một bệnh nhân được thông khí hỗ trợ áp lực và đường cong áp lực giả định (màu xám) nếu bệnh nhân đang sử dụng phương pháp hỗtrợthông khí được điều chỉnh bằng thần kinh (NAVA), với mức NAVAđặt trước không được hiển thị. Nhịp thở 3 thể hiện sự không đồng bộ về thời gian thở ra: tiếp tục có bơm phồng phổi cơ học sau khi bắt đầu thở ra thần kinh, gây ra sự chậm trễ giữa thời gian thở ra thần kinh và xẹp phổi xuống cơ học.
Hình 3. Dạng sóng áp lực, lưu lượng, thể tích và hoạt động điện của cơ hoành (EAdi) từ một bệnh nhân được thông khí hỗ trợ áp lực và đường cong áp lực giả định (màu xám) nếu bệnh nhân đang sử dụng phương pháp hỗtrợthông khí được điều chỉnh bằng thần kinh (NAVA), với mức NAVAđặt trước không được hiển thị. Nhịp thở 3 thể hiện sự không đồng bộ về thời gian thở ra: tiếp tục có bơm phồng phổi cơ học sau khi bắt đầu thở ra thần kinh, gây ra sự chậm trễ giữa thời gian thở ra thần kinh và xẹp phổi xuống cơ học.

Sự không đồng bộ hỗ trợ lưu lượng đề cập đến sự khác biệt giữa biên độ của đầu ra hô hấp thần kinh và mức độ hỗ trợ hít vào do máy thở cung cấp. Sự khôngđồng bộ của hỗ trợ lưu lượng có thể liên quan đến tốc độ lưu lượng hoặc biên độ của hỗ trợ thông khí cơ học (xem Hình 2). Có rất ít dữ liệu có sẵn về sự không đồng bộ hỗ trợ lưu lượng. Trong mọi trường hợp, một sự thay đổi “sinh lý” trong thể tích khí lưu thông và nhịp thở sẽ có vẻ hợp lý.

6. Tầm quan trọng của sự đồng bộ bệnh nhân – máy thở

Không đồng bộ bệnh nhân – máy thở có thể xảy ra ở 25% bệnh nhân thở máy hỗ trợ.3–5,11,12 Không đồng bộbệnh nhân – máy thở xảy ra chủ yếu ở những bệnh nhân có tần số hô hấp nội tại cao, ở những bệnh nhân tắc nghẽn đường thở mãn tính và ở những bệnh nhân những người được thở với mức hỗ trợ áp lực cao dẫn đến thể tích khí lưu thông vượt quá thể tích thông thường của họ.3,4 Sự không đồng bộbệnh nhân – máy thở có thể do các yếu tố liên quan đến bệnh lý của bệnh nhân và các yếu tố kỹ thuật (cài đặt máy thở không phù hợp hoặc lỗi kỹ thuật máy thở).9,10

Yếu tố quyết định chính liên quan đến bệnh nhân của sự không đồng bộ bệnh nhân – máy thở đáng kể trong các chế độ thông khí hỗ trợ là sự hiện diện của PEEP nội tại và siêu bơm phồng phổi động. Loại thứ hai, như thường thấy ở bệnh nhân COPD, dẫn đến rút ngắn cơ hít vào, với vùng cơ hô hấp giảm và vị trí cơ hoành nằm ngang hơn. Đến lượt nó, điều này làm ảnh hưởng đến sức mạnh cơ hoành, dẫn đến việc kích hoạt máy thở bị trì hoãn so với lúc bắt đầu hít vào thần kinh. Hơn nữa, nếu áp lực hít vào tăng quá chậm, hoặc áp lực quá cao, thì việc mở van thở ra của máy thở sẽ xảy ra sau khi bắt đầu hết thời gian thần kinh, dẫn đến bơm phồng phổi cơ học tiếp tục sau khi bắt đầu thở ra thần kinh. Áp lực hít vào tăng quá mức sẽ dẫn đến thể tích khí lưu thông quá mức, kích hoạt phản xạ Hering-Breuer, và do đó làm suy giảm thêm hô hấp thần kinh của bệnh nhân. Nếu thể tích phút cao dẫn đến nhiễm kiềm hô hấp, sau đó phản xạ hô hấp sẽ bị suy giảm nhiều hơn, dẫn đến ngưng thở.13

Các yếu tố kỹ thuật như cài đặt không đủ ngưỡng kích hoạt khí nén cũng có thể dẫn đến tình trạng không đồng bộ bệnh nhân – máy thở. Ngưỡng kích hoạt hít vào quá nhạy cảm, cũng như rò rỉ không khí từ bộ dây thở, có thể dẫn đến tự động kích hoạt. Ngược lại, ngưỡng kích hoạt khí nén quá cao sẽ dẫn đến bơm phồng phổi cơ học bị trì hoãn quá mức hoặc trong những tình huống cực đoan sẽ dẫn đến không có bơm phồng phổi cơ học.2
Sự không đồng bộ bệnh nhân – máy thở có liên quan đến (1) tăng nhu cầu an thần và phong tỏa thần kinh cơ, (2) tăng áp lực xuyên phổi, với nguy cơ chấn thương phổi và tổn thương phổi do máy thở, và (3) thời gian thở máy kéo dài.3– 5,11,12 Ngoài ra, tăng cường sự đồng bộ bệnh nhân – máy thở có liên quan đến sự thoải mái hơn của bệnh nhân và chất lượng giấc ngủ tốt hơn.14 Chất lượng giấc ngủ không đủ có liên quan đến nguy cơ mê sảng cao hơn và có thể góp phần dẫn đến tử vong. Thông khí kéo dài có liên quan đến nguy cơ cao hơn bị viêm phổi do thở máy, thời gian nằm ICU kéo dài, tỷlệmởkhí quản cao hơn và chi phí cao hơn – cuối cùng nhưng không kém phần quan trọng. Có vẻ như tình trạng không đồng bộ này tự nó có thể dẫn đến tử vong cao hơn.5

7. Hỗ trợ thông khí được điều chỉnh bằng thần kinh

NAVA có thể được coi là một phương thức hỗ trợ thông khí cơ học trong đó mức độ hỗ trợ thông khí tỷ lệ thuận với hoạt động điện cơ hoành (EAdi). Cơ hoành là cơ hô hấp chính. Hoạt động điện được tạo ra bởi cơ hoành, như được ghi lại bởi tín hiệu EAdi, là thước đo nỗ lực thần kinh của bệnh nhân. Theo cách này, máy thở được “kết nối” với trung tâm hô hấp của chính bệnh nhân. Thời gian và cường độ của tín hiệu EAdi xác định cả thời gian và cường độ của máy trợ thở, dẫn đến mức độ đồng bộ cao giữa chu kỳ hô hấp thần kinh và lưu lượng của máy thở. Trái ngược với hầu hết các phương thức thông thường của thông khí hỗ trợ chỉ sử dụng một bộ kích hoạt khí nén, NAVA tận dụng tín hiệu EAdi như một bộ kích hoạt “điện”.

Việc thực hiện NAVA như một chế độ thông khí hỗ trợ giả định rằng EAdi là một thước đo đáng tin cậy cho hệ thống truyền động hô hấp thần kinh của bệnh nhân.15 Hơn nữa, khớp nối thần kinh – thông khí của bệnh nhân cần phải nguyên vẹn để cường độ của tín hiệu EAdi (như một biểu thức của hoạt động thần kinh của trung tâm hô hấp) tỷ lệ với yêu cầu thông khí của bệnh nhân. Điều này ngụ ý rằng tất cả các thụ thể của cơ chếphản hồi của hệ thống hô hấp đều có đủ chức năng và các tín hiệu của chúng được trung tâm hô hấp giải thích một cách chính xác. Tuy nhiên, ở những bệnh nhân nặng, cơ chế phản hồi này và bản thân trung tâm hô hấp có thể bị ảnh hưởng và tổn hại theo nhiều cách khác nhau. Chấn thương phổi, chấn thương hệ thần kinh trung ương hoặc ngoại vi, thuốc an thần và giảm đau, hoặc bản thân chế độ thở máy đều có thể ảnh hưởng đến cơ chế phản hồi phức tạp này.16,17

7.1 Tín hiệu điện từ cơ hoành

Tín hiệu EAdi là tổng hoạt động điện của cơ hoành. Tín hiệu EAdi này bao gồm cả tần số và cường độ của hoạt động cơ hoành và được biểu thị bằng microvolt (μV). Tín hiệu EAdi được đo xuyên thực quản bằng ống thông EAdi, ống thông này có 8 vi điện cực lưỡng cực gắn trên đầu ống thông dạ dày. Nóđượcđặt gần cơ hoành, nơi có thể đo tín hiệu EAdi. Tín hiệu EAdi là kết quả của một thuật toán phức tạp lọc tín hiệu điện của cơ hoành từ các tín hiệu điện phát ra từ tim, thực quản và các cơ xung quanh khác.18,19 Tín hiệu thu được được khuếch đại và hiển thị dưới dạng đường cong EAdi. Cho đến nay, NAVA chỉ có sẵn trên máy thở Servo-i (Maquet Critical Care, Solna, Thụy Điển).

Trước khi thực hiện thở máy với NAVA, bác sĩ hô hấp phải đặt đúng ống thông EAdi để thu được tín hiệu EAdi chính xác. Trong thực tế, vị trí chính xác của điện cực được xác định dựa trên một số tiêu chí20:

  • Tham chiếu giải phẫu dựa trên khoảng cách giả định giữa bờ cơ hoành và đỉnh, và được tính bằng công thức
  • Tín hiệu điện tâm đồ, có thể được hiển thị trên một màn hình cụ thể trên bảng điều khiển máy thở và do sóng P và sóng QRS, biểu thị vị trí của điện cực.
  • Sự đồng bộ của tín hiệu EAdi với độ lệch âm của đường cong áp lực đường thở trong một nỗ lực tạo hít vào chống lại một đường thở nhân tạo bị tắc

Về nguyên tắc, người ta phải luôn có thể bắt được tín hiệu EAdi, ngoại trừ những trường hợp có khiếm khuyết giải phẫu lớn (ví dụ, thoát vị hoành); ngưng thở trung ương không có điều khiển của trung khu hô hấp (ví dụ: dùng an thần, tổn thương não); hoặc trong trường hợp không có hoạt động điện cơ hoành (ví dụ, tổn thương dây thần kinh hoành, thuốc giãn cơ).

Tuy nhiên, việc đặt ống thông mũi dạ dày bị lệch có thể làm gián đoạn tín hiệu EAdi, do đó việc thông khí với NAVA có thể bị cản trở hoặc thậm chí không thể thực hiện được. Tuy nhiên, máy thở được trang bị cơ chế an toàn chuyển sang chế độ thông khí hỗ trợ áp lực nếu không phát hiện thấy tín hiệu EAdi. Hơn nữa, nếu bệnh nhân không có biểu hiện hô hấp tự phát, thì máy thở sẽ được phép chuyển sang thởmáy kiểm soát áp lực, nhờcơ chếan toàn bổ sung.

7.2 Giải thích tín hiệu cơ hoành

Giá trị tuyệt đối của tín hiệu EAdi cho thấy sự thay đổi đáng kể giữa các cá thể. Do đó, người ta không thể đưa ra giá trị bình thường cho tín hiệu EAdi. Mặc dù không hoàn toàn rõ ràng chính xác yếu tố nào đóng vai trò ở đây, nhưng chúng được cho là có cả bản chất giải phẫu và sinh lý học. Đối với các khía cạnh giải phẫu, người ta cho rằng khoảng cách từ cơ đến điện cực có thể khác nhau ở mỗi bệnh nhân. Ngoài ra, mật độ đơn vị vận động của cơ hoành cũng có thể khác nhau giữa các cá nhân, do đó cường độ hoạt động điện của cơ hoành đo được cũng có thể khác nhau.

Về mặt sinh lý, người ta giả định rằng sự huy động riêng lẻ của cơ hoành và các đơn vị vận động làm cơ sở cho tín hiệu EAdi cao hơn hoặc thấp hơn. Việc huy động đơn vị vận động này được xác định bởi dự trữ sinh lý của khớp nối thần kinh – thông khí. Ở một người “khỏe mạnh” khi nghỉ ngơi, tín hiệu EAdi thấp hơn ở một bệnh nhân phổi mãn tính ở trạng thái nghỉ ngơi. Có lẽ cái thứ hai là một biểu hiện của một dự trữ sinh lý hạn chế của khớp nối thần kinh – thông khí. Một bệnh nhân suy hô hấp có tín hiệu EAdi cao quá mức là một biểu hiện của sự dự trữ không đủcủa khớp nối thần kinh – thông khí, không đáp ứng được nhu cầu hô hấp của bệnh nhân.

Tín hiệu EAdi cũng có thể thay đổi trong từng cá nhân, tùy thuộc vào giai đoạn bệnh và dự trữ sinh lý của hệ thống hô hấp.24 Do đó, sự phát triển của tín hiệu EAdi có thể được sử dụng như một thước đo sự tiến triển của chức năng hô hấp và có thể giúp ích dự đoán sự thành công của cai máy thở.

7.4 Chu kỳ hô hấp trong thông khí tự phát được hỗ trợ với NAVA

Bơm phồng phổi cơ học bắt đầu khi máy thở phát hiện độ lệch của tín hiệu EAdi lớn hơn ngưỡng đã đặt (chủ yếu là 0,5 μV). Trong giai đoạn hít vào của chu kỳ hô hấp, thiết bị trợ giúp cơ học được điều chỉnh để phù hợp với tín hiệu EAdi tức thời, được đo sau mỗi 16 ms và được khuếch đại bởi một mức NAVA đã đặt. Kết quả hỗ trợ áp lực trên PEEP (tính bằng cm H2O) bằng với mức NAVA (tính bằng cm H2O/μV) nhân với tín hiệu EAdi (tính bằng μV).