Indici di drive ed effort respiratori nel paziente in ventilazione invasiva NAVA

Background. Invasive mechanical ventilation is essential in the management of critically ill patients but may induce significant lung injury. Ventilator-induced lung injury (VILI) and patient self-inflicted lung injury (P-SILI) arise from excessive tidal volumes and transpulmonary pressures generated by the ventilator or amplified by the patient’s inspiratory effort. Prevention of these complications requires integrated monitoring of tidal volume, driving pressure, respiratory drive, and inspiratory effort, assessed respectively by diaphragmatic electrical activity (EAdi) and ΔPocc. Neurally Adjusted Ventilatory Assist (NAVA), which delivers pressure support proportional to EAdi, fits within this monitoring framework. Objectives. To characterize the relationship between NAVA level and tidal volume, identify possible response phenotypes, and examine how respiratory drive and effort evolve across levels of neural support. Materials and methods. We performed a single-center observational study in two intensive care units of the University Hospital of Padua, enrolling patients eligible for NAVA ventilation. Each patient underwent incremental NAVA levels (0.5–3 cmH₂O/μV). At each step, the following variables were collected: tidal volume, respiratory rate, ΔP, peak EAdi, ΔPocc, ΔPL, dyn, and arterial blood gas values. Results. Clustering based on the polynomial function identified three groups: safe (n=18) and danger (n=8). Patients in the safe group maintained protective tidal volumes (7.7±1.7 ml/kg IBW at NAVA 3), whereas danger patients reached non-protective volumes (15±7 ml/kg IBW; p<0.05). ΔP and ΔPL, dyn showed parallel trends, exceeding lung-protective thresholds in the danger group at higher NAVA levels. Respiratory drive and effort decreased significantly with increasing support in the safe group but remained essentially unchanged in the danger group. Conclusions. The ventilatory response to NAVA allows the identification of three phenotypes: a safe phenotype, characterized by stability of lung-protective parameters; a mid phenotype, suggesting greater instability in the balance between ventilatory assistance and respiratory mechanics; and a danger phenotype, in which an elevated, unmodulated respiratory drive leads to potentially harmful volumes and pressures at higher levels of support. This distinction may be relevant for the prevention of VILI and P-SILI.

Presupposti. La ventilazione meccanica invasiva, pur essenziale nella gestione del paziente critico, può determinare effetti lesivi rilevanti. Il danno ventilatore-indotto (VILI) e quello autoindotto dal paziente (P-SILI) derivano da volumi correnti e pressioni transpolmonari eccessivi, generati dal ventilatore o amplificati dallo sforzo respiratorio. La prevenzione di tali complicanze richiede il monitoraggio integrato di volume corrente, driving pressure, drive respiratorio ed effort muscolare, valutabili rispettivamente tramite attività elettrica diaframmatica (EAdi) e ΔPocc. La ventilazione NAVA (Neurally Adjusted Ventilatory Assist), che eroga supporto proporzionale all’EAdi, si inserisce in questo scenario. Obiettivi. Descrivere la relazione tra NAVA level e volume corrente, identificando eventuali fenotipi di risposta, e analizzare l’andamento di drive ed effort al variare del supporto. Materiali e metodi. Studio osservazionale monocentrico condotto in due terapie intensive dell’AOU di Padova, includendo pazienti idonei alla ventilazione NAVA. Ogni paziente è stato sottoposto a livelli progressivi di NAVA (0.5–3 cmH₂O/μV). Per ciascun livello sono stati registrati: volume corrente, frequenza respiratoria, ΔP, EAdi picco, ΔPocc, ΔPL,dyn ed emogasanalisi arteriosa. Risultati. Il clustering basato sulla funzione polinomiale ha identificato tre gruppi: mid (n=16), safe (n=10) e danger (n=21). I pazienti safe hanno mantenuto volumi correnti entro range protettivi (7.7±1.7 ml/kg IBW a NAVA 3), i pazienti mid hanno mantenuto una risposta intermedia, mentre i danger hanno raggiunto volumi non protettivi (15±7 ml/kg IBW; p<0.05). ΔP e ΔPL,dyn hanno seguito un andamento analogo, superando i limiti di lung protection nel gruppo danger. Drive ed effort si sono ridotti significativamente con l’aumento del supporto nel gruppo safe, rimanendo invece sostanzialmente invariati nei danger. Conclusioni. La risposta ventilatoria alla NAVA consente di distinguere tre fenotipi: uno safe, caratterizzato da stabilità dei parametri di protezione polmonare, uno mid che suggerisce una maggiore instabilità nel bilanciamento tra assistenza e meccanica respiratoria, ed uno danger, in cui un’elevata spinta respiratoria non modulata induce volumi e pressioni potenzialmente dannosi ai livelli maggiori di supporto. Tale distinzione può avere rilevanza nella prevenzione di VILI e P-SILI.