机械通气是重症监护病房中最常见的呼吸治疗手段。为降低机械通气并发症，改善临床结局，新的呼吸机模式在不断发展。适应性支持通气(ASV)是一种新的呼吸支持模式，利用闭环控制模式，根据患者的需求自动调节，使患者每次呼吸的效率最大化。现就ASV的工作原理、参数设置及优缺点进行综述，总结其临床应用，并提供儿科患者中与ASV有关研究的详细描述。
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机械通气是重症监护病房(ICU)中最常见的呼吸治疗手段，但机械通气的应用是一把双刃剑，治疗呼吸衰竭的同时也可引起呼吸机相关性肺损伤，使用不当时甚至会加重肺损伤。大部分呼吸支持模式旨在保证患者通气及氧合，降低呼吸做功，改善患者舒适度。机械通气应用以来，已研发了多种呼吸支持模式以降低机械通气并发症，缩短通气时间及改善临床结局，适应性支持通气(adaptive support ventilation，ASV)就是其中一种新的呼吸支持模式。ASV是由自动反馈控制的闭合环路产生的通气模式，属于闭环控制通气，通过流量传感器检测患者肺顺应性、潮气量及呼吸道峰压等呼吸力学指标，根据患者每次呼吸从而调节频率、潮气量及吸气时间，使患者每次呼吸的效率最大化，减少呼吸肌做功。现就ASV的工作原理、参数设置及优缺点进行综述，总结其临床应用，并提供儿科患者中与ASV有关研究的详细描述。
ASV通气原理基于闭环系统控制，呼吸机根据连续测得的患者呼吸力学指标从而进行反馈调节，当测得的潮气量与设置的潮气量不一致时，呼吸机根据反馈信号调节输出信号以达到目标通气[1]。闭环控制系统主导的通气模式包括比例辅助通气(PAV)、神经调节辅助通气(NAVA)及ASV[2]等，ASV由于其自动调节的特性，可实现不同模式的通气。ASV是由分钟指令性通气(MMV)发展而来，结合了容积和压力2种控制模式，当患者呼吸频率低于目标值时为同步间歇指令通气(SIMV)，高于目标值时为压力支持通气(PSV)，没有自主呼吸时则为压力控制通气(PCV)。不同于MMV可引起浅快呼吸、过度死腔通气、内源性呼气末正压(PEEP)等缺陷[3]，在ASV通气模式下，潮气量和呼吸频率基于最小呼吸做功的原理进行计算[4]，PEEP和吸入氧体积分数根据测得的血氧饱和度(pulse oxygen saturation，SpO2)进行调整。患者被动呼吸时，ASV自动调节吸气压力、呼吸频率和吸气/呼气比，通过最大吸气压力控制潮气量，提高呼吸频率的同时降低潮气量，从而减少呼吸做功。患者主动呼吸时，ASV模式下，吸气压力根据自主呼吸频率而降低，帮助患者撤机[5,6]。
ASV通气的目标是达到理想的肺泡通气量，降低呼吸做功，减少气压伤、容量伤及死腔通气等并发症[3]，临床医师根据患者的理想体质量可设置最大的平台压及目标每分通气量，呼吸机根据设置目标值及患者的呼吸力学指标，如肺顺应性、呼吸道阻力及PEEP等自动选择通气模式，随着患者呼吸力学及呼吸做功的改变而改变通气支持力度，达到最大的呼吸支持效率。通气前需设置压力报警阈值，避免潮气量过低或过高，以最大限度降低过度通气及容量伤的发生率。ASV的参数设置包括患者的理想身高、性别、呼吸触发灵敏度、高压报警值、PEEP和吸入氧体积分数等，通气开始后通过理想体质量、吸气时间、吸气压力测试计算获得患者的肺顺应性、潮气量及呼吸频率，随后则持续监测患者呼吸状态，调整呼吸支持的力度[7]。
Belliato等[8]观察各种不同功能的肺脏(如正常肺、梗阻性肺疾病等)使用ASV发现，肺功能正常时ASV的通气策略倾向于生理状态，而对梗阻性肺疾病患者，ASV模式会延长呼气相，过度通气试验中还会调节潮气量及呼吸频率，ASV可根据患者的呼吸状态选择合适的呼吸支持策略。Sulemanji等[9]使用6 mL/kg的潮气量给予ASV通气时发现，ASV可避免过高平台压引起的肺损伤，可能与ASV自动调节输出压力潮气量低相关。Meta分析显示ASV撤机与非自动撤机相比，减少了危重患者的撤机时间、通气时间和住院时间[10]，然而，也有研究持保留意见[11]。
ASV与各通气模式在临床应用中各有优势(表1)[2,4,12]。229例内科ICU的患者使用ASV，与压力辅助/控制通气(PAV/PCV)比较发现，使用ASV的ICU患者撤机时间和机械通气时间更短，所需手动设置更少[13]，在慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease，COPD)患者的撤机效率优于压力支持模式[14]。重症患者肺部力学变化快，临床医师难以瞬时判断调节呼吸机参数，而ASV模式检测到自主呼吸时可自动切换到压力支持模式，改善人机同步性，这或许与ASV的撤机效率高有关。该研究也有明显的局限，如缺乏双盲、单中心研究及缺乏肺部呼吸力学指标等。与SIMV相比，ASV应用于术后患者的插管时间更短，撤机时间更优，简化了呼吸管理[11,15,16]，缩短了住院时间[17]。短时间交叉研究显示使用ASV模式与SIMV相比，患者呼吸道压力、潮气量、死腔量及呼气末二氧化碳分压(end-tidal carbon dioxide，PetCO2)等呼吸力学参数更低[18]，然而由于使用时间短，此结论能否推广仍需进一步研究验证。压力调节容量控制通气(PRVCV)与ASV相比，冠状动脉术后插管时间和机械通气时间更长，临床医师干预次数更多[19]。呼吸需求增大时，ASV维持相同的压力支持水平，而压力调节容量控制通气可能会减小压力支持[20]。一项对6家欧洲ICU病房的前瞻性多中心交叉研究发现，每分通气量相同时，ASV组患者的二氧化碳分压低于常规控制通气组，二氧化碳分压相同时，ASV通气组患者的每分通气量较低[1]。ASV与NAVA模式均属于闭环通气，根据患者的实时呼吸调节支持力度，二者的理论依据及调节参数不同，目前尚未发现有关于二者效果比较的研究，除此之外，ASV对呼吸机相关性肺损伤、患者舒适度、住院时间、病死率等指标的影响尚不清楚，仍需进一步研究探讨。
常见机械通气与适应性支持通气模式的区别
The difference between adaptive support ventilation and common mechanical ventilation modes
常见机械通气与适应性支持通气模式的区别
The difference between adaptive support ventilation and common mechanical ventilation modes
| 机械通气模式 | 类型 | 原理 | 优点 | 缺点 |
|---|---|---|---|---|
| 压力控制通气 | 定压型通气 | 呼吸机提供的气流使呼吸道压达预置水平，后维持在预定压力直至吸气结束，呼气开始 | 峰压低，较少出现气压伤；改善通气/血流比值 | 需不断调节压力保证适宜潮气量 |
| 压力支持通气 | 定压型通气 | 患者吸气触发、压力限制、流速切换，呼吸机提供预设呼吸道正压克服吸气阻力辅助呼吸 | 锻炼呼吸机；减轻呼吸负荷；适合患者吸气需要；人机协调好 | 难以确定合适的压力水平 |
| 同步间歇指令通气 | 定容型通气 | 呼吸机间隔一定的时间输送指令通气，若在触发窗内自主吸气达到触发灵敏度，呼吸机则同步输送一次指令通气 | 改善同步性，减少镇静剂使用；利于呼吸肌锻炼；改善通气/血流比值；呼吸性碱中毒发生率低 | 患者自主呼吸较弱时，易造成过度通气或通气不足 |
| 压力调节容量控制通气 | 双重控制模式(定压及定容) | 以压力切换方式通气，自动调整预设压力水平，通过每次呼吸的连续测算和调整，使实际潮气量与预设潮气量相符 | 人机协调好，可减少镇静剂或肌松剂应用；潮气量恒定 | 吸气压低会导致呼吸机难以达到预设潮气量；呼吸回路有泄漏不适用 |
| 成比例通气 | 闭环通气 | 呼吸机提供同步的压力支持，与患者产生的瞬时吸气努力成正比 | 利于呼吸机锻炼；呼吸做功小；呼吸道压力安全 | 呼吸回路泄漏可导致过度通气或通气不足 |
| 神经调节辅助通气 | 闭环通气 | 根据膈肌电活动给予通气辅助 | 人机协调好；减轻呼吸机负荷；生理化、个体化通气 | 膈肌电信号受多个因素影响 |
| 适应性支持通气 | 闭环通气 | 基于闭环控制系统，自动完成同步间歇指令通气、压力支持通气、压力控制通气间的转换 | 模式切换由呼吸机完成，无需人工更换；呼吸功小，减轻呼吸肌疲劳；呼吸道压力始终处于安全范围，避免容积伤；避免浅快呼吸或窒息 | 临床研究处于起步阶段 |
通气全自动巡航IntelliVent-ASV在ASV的基础上进行了升级和改进，临床医师只需设置PetCO2和SpO2目标值，该模式通过患者的呼吸力学指标自动调整呼吸机以达到设置的目标值。IntelliVent-ASV自动设置与氧合状态(如PEEP和吸入氧体积分数)和通气(如呼吸频率、吸气时间、潮气量和吸气压力)有关的控制参数，采用肺保护性策略，最大程度减少内源性PEEP和容积伤/气压伤等并发症，预防窒息、死腔通气和过度呼吸。分钟通气量目标值根据被动呼吸患者的PetCO2，由置于Y形管处的主流传感器测量及自主呼吸患者的呼吸频率进行调整。临床医师选择患者的临床状况(正常肺、急性呼吸窘迫综合征、慢性高碳酸血症或脑损伤)，以确定合适的PetCO2和SpO2默认目标值范围，为不同肺功能状态的患者提供适宜的潮气量及呼吸频率[7]，这些目标值范围可始终基于临床判断进行手动调整。在肺保护性策略规则范围内，ASV促进患者自主呼吸，对被动呼吸通气向自主呼吸通气的过渡进行管理，提供自动撤机方案[21]。IntelliVent-ASV提供选配的自动撤机方案，逐步减小压力支持，筛选撤机就绪标准，为操作者提供可配置的撤机方案。
IntelliVent-ASV采用肺保护性策略减少并发症，如内源性PEEP和容积伤/气压伤，与常规ASV通气相比可预防窒息及死腔通气[22]，但该研究仅使用IntelliVent-ASV通气2 h。在肺保护性策略规则范围内，IntelliVent-ASV促进患者的自主呼吸。与常规ASV通气相比，IntelliVent-ASV在最佳通气范围内提供了更多时间[2]，并给予自主呼吸患者更多可变通气，改善氧合状态[23]。IntelliVent-ASV无需为被动呼吸和主动呼吸患者设置单独的通气模式，减少控制参数的设置，根据患者的生理状况(PetCO2、SpO2、肺力学和自主呼吸)自动连续地调整呼吸频率、潮气量、吸气时间、PEEP和吸入氧体积分数[24]，使机械通气更简便。IntelliVent-ASV减少临床干预次数[25]，提高了患者护理效率。
Intelli-Vent-ASV的临床应用尚属于起步阶段，各研究依然存在使用时间短、样本量较少等缺点，研究得出的结论尚需持谨慎态度，尚未发现应用于儿科领域的报道，推广应用于临床还需长时间研究验证。
与SIMV相比，ASV期间COPD患者的呼吸频率、潮气量和吸气压减小，心率、收缩压、舒张压及中心静脉压减小，氧分压增加，临床状态得到明显改善[26]。Tassaux等[27]发现呼吸衰竭患者脱机时，在固定的每分通气量下，ASV模式下患者的呼吸做功更低，呼吸机疲劳减轻，舒适度更高。有研究发现ASV用于ARDS患者与容量控制模式有相同作用[28]，然而由于样本量偏小，该研究并未发现差异有统计学意义。
ASV可用于心脏手术后快速气管拔管，插管时间更短，动脉血气操作减少，简化冠状动脉搭桥术和心脏瓣膜手术后患者的通气管理，与SIMV相比可缩短机械通气时间及住院时间，然而这部分研究的样本量均较小，部分研究并未使用盲法，不排除主观偏倚的可能性[16,29,30,31]。心脏术后患者肺不张发生率高，术后使用ASV模式可降低肺不张的发生率，手动调节的次数减少，在医护人员紧张的情况下具有优势，但该研究并未发现ASV可缩短机械通气时间[22]。Tam等[32]发现在接受选择性冠状动脉搭桥手术并以ASV通气的患者中，可通过逐渐减少每分钟通气量以减少术后通气和插管的持续时间。ASV还可用于急慢性疾病患者拔管前的过渡模式。Linton等[5]发现ASV作为慢性呼吸衰竭患者的撤机模式时更加经济。
Hallenberger等[33]对34例接受机械通气或经鼻持续呼吸道正压通气的早产儿进行了一项多中心随机对照试验发现，闭环自动氧气控制能更好调节SpO2水平，同时减少低氧血症发作次数，可能有助于减少早产儿视网膜病、脑损伤或其他器官损伤的发生，并可能有助于改善神经发育结果。Jouvet等[34]对病情稳定准备脱机的患儿使用闭环通气，发现闭环通气在短时间内使用是安全的，大部分通气时间内可保证正常通气。然而这部分患者的体质量均在7.0 kg以上，处于相对稳定的状态，并无缺氧表现，暂不能将结论推广至危重患者。该研究选取4种呼吸支持模式序贯使用进行比较，并未使用随机方法，且只纳入了14例患儿进行分析，样本量有限，因此这项研究只能作为探索性研究，证明在特定的人群及实验条件下短时间使用闭环通气是安全的，为ASV在儿童中的应用提供了可能性。Fernández等[3]对1例11岁支气管哮喘患儿使用ASV时发现，ASV可降低吸气峰压而没有引起内源性PEEP。田庆玲等[35]先后给予机械控制通气(CMV)及ASV对呼吸衰竭患儿进行机械通气，发现ASV下吸气峰压、平均呼吸道压、控制频率、浅快呼吸指数较CMV模式明显下降，证实ASV能减轻呼吸衰竭患儿气压伤、减少人机对抗及呼吸机依赖。有报道称，一种评估机械通气的计算机系统FLEX可在新生儿机械通气中发挥重要作用，FLEX包括ASV的功能，但是，与ASV相比，FLEX具有许多附加功能，其可以连续调节每分钟通气量、PEEP及吸入氧体积分数从而改善氧合。FLEX可用于多种通气模式，并不限定特定的通气模式，可用于成人、儿童及新生儿，对于极低体质量新生儿(<1.2 kg)，需进一步研究改进[36]。总的来说，ASV在儿科及新生儿领域的研究基本空白，关于其应用的安全性、有效性及对并发症和预后的影响仍需研究探讨。
在成人研究中发现，ASV模式下，每分钟通气量随着死腔量增大而增加，随之出现的呼吸频率和潮气量增加难以预测[25]。Jouvet等[34]的研究中还发现，体质量<7.0 kg的患儿使用ASV时死腔量较大，与压力控制模式相比每分钟通气量增加，限制了其在新生儿及低体质量患儿中的应用。ASV的临床应用尚属于起步阶段，各研究依然存在使用时间短、样本量较少等缺点，研究得出的结论尚需持谨慎态度，推广应用于儿科临床还需长时间研究验证。
综上，ASV作为呼吸支持模式有许多优势，通气支持时考虑到了患者的自主呼吸，可避免呼吸急促、内源性PEEP及过度通气。在呼吸暂停及呼吸驱动力不足的情况下也可安全使用，并且使用时不增加平台压。ASV的主要优势于其肺保护通气策略，急慢性插管患者均可得益于ASV。然而ASV的研究大部分为交叉研究短时间通气或撤机阶段通气，使用时间偏短，研究对象相对保守，且ASV在儿科的应用有限，未来是否可应用于新生儿领域，仍需设计严密的随机对照研究证实其临床意义。
