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间歇指令通气（IMV）在20世纪70年代初作为一种撤机方式发展起来，尽管最初备受赞誉并被广泛使用，但随着其理论益处不断受到质疑，人们对IMV的热情已经逐渐消退。最近，随着对机械通气模式分类体系的研究的深入，IMV被赋予了新的内涵，其发生了从“模式”到“呼吸序列”的范式转变。目前有4种不同类型的IMV，每种类型在实现机械通气目标方面都有各自的优缺点。可以说，虽然一些旧的IMV正走向衰亡，但未来新的IMV仍将继续发展。
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20世纪中叶，被设计用于雾化吸入治疗的气动IPPB装置（图1）常被用于无创和有创通气的生命支持，其能够提供压力目标型通气。到了20世纪六七十年代，电动的能够提供VC通气的正压有创呼吸机越来越流行（图2），因为医生可以直接设置频率、潮气量（VT）和吸呼比。但这些呼吸机都不允许患者触发通气，只能提供CMV（受控指令通气）。因此，患者要么主动顺应医生设定的呼吸机参数，要么被镇静甚至肌松以耐受通气支持。我们急需一种新的技术，使患者能够与呼吸机进行更同步的交互，IMV应运而生。
图1 IPPB装置(左: Bird Mark 7; 右: Bennett TV-2P)图2 第一代有创呼吸机（从左上角开始顺时针方向：Morch呼吸机、Emerson术后呼吸机、Engstrom呼吸机）1973年由Downs等创造了IMV一词并报道了其用于成人患者，在此之前，Kirby等已于1971年报道了其用于儿科患者。用于成人的IMV最初并非出现在商业产品中，而是通过改装已有的呼吸机（图3），在呼吸回路中外接二级IMV供气系统（图4），实现在指令呼吸之间能够自主呼吸。很快，市场上几乎每台呼吸机都进行了改装，以允许应用IMV。图3 加装了原始IMV装置的Emerson术后呼吸机和Bird Mark 14呼吸机![]()
图4 用于将标准呼吸机改装为IMV回路的组件示意图注：基本原理为一个T形管通过单向阀连接在开孔的Y形接头上, T形管一端连接持续气流, 仅当患者主动吸气时气流进入呼吸机回路
IMV的下一个重大改变发生于1976年，Shapiro等提出了一种名为IDV的新技术，用以实现指令呼吸与患者吸气努力之间的同步，也就是我们今天更常说的SIMV。之后，制造商逐渐将SIMV整合到了具有VC模式的成人呼吸机中。值得一提的是，随着辅助呼吸触发器的开发，20世纪60年代末推出的Puritan-Bennett MA-1呼吸机首次允许CMV（持续指令通气），也就是今天更常说的A/C通气，与原来的CMV（受控指令通气）之间的区别在于其允许患者触发。这实际上使得CMV与IMV之间的主要区别发生了变化，原来CMV（受控指令通气）与IMV之间的主要区别在于是否允许患者触发，而现在CMV（持续指令通气）与IMV之间的主要区别在于是否提供全量的通气支持。也就是说，CMV（持续指令通气）的临床意图是让每一次呼吸都成为指令呼吸，而IMV的临床意图是在指令呼吸和自主呼吸之间分配通气支持。因此在CMV（持续指令通气）中，如果降低通气频率，只要患者继续以相同的频率触发指令呼吸，通气支持的力度就不会受到影响；而在IMV中，频率设置直接影响指令呼吸的次数，从而影响通气支持的力度。同时，SIMV中的“S”也失去了强调的意义，因为如今几乎每种模式都允许患者触发，也都是“同步”的。这种强调在早期也许很重要，但现在已经过时。IMV发展过程的最后一步是Servo 900C呼吸机的推出，其提供了PSV。通过PSV，患者的自主呼吸能够得到支持。另外，指令呼吸的类型除了VC呼吸，后来也可以设置为PC呼吸。IMV很快成为许多ICU用于通气和撤机的首选模式，在1987年进行的一项调查中有90.2%的医院更偏好IMV。然而，随着生理学研究检查了其对机械通气患者的影响并对其理论上的益处提出质疑，人们对IMV的热情随后减弱。Hudson等表明，IMV可能有助于纠正呼吸性碱中毒患者的异常高pH值，但代价是增加呼吸做功。随后，Marini等和Imsand等研究均表明，IMV期间的呼吸做功取决于自主呼吸做功，而指令呼吸并不能有效减轻危重呼吸衰竭患者的呼吸肌负担。这些作者得出结论，呼吸肌的神经控制以及由此决定的呼吸肌做功并不能像IMV的最初支持者声称的那样在逐次呼吸之间调整。随后发现，在患者触发的指令呼吸基础上增加对患者自主呼吸的压力支持会减少IMV期间的呼吸做功，因此带压力支持的IMV的使用变得更加普遍。此后，IMV既有狂热的支持者，也有反对者。由于前面提到的CMV（持续指令通气）与IMV之间的不同之处，CMV（持续指令通气）通常被认为是一种全面呼吸支持方法，而IMV通常被视为一种部分呼吸支持方法，因此IMV常作为一种撤机方式使用，撤机是通过缓慢降低设定的指令频率来实现的，从而允许患者逐渐接管呼吸做功。当专家们对IMV的生理优势和劣势争论不休时，人们开始进行随机对照试验，以比较各种呼吸机模式的临床结果。Esteban等和Brochard等的研究均表明，作为一种撤机策略，IMV不如PSV或T管试验，IMV平均将机械通气撤机过程延缓2～4天。因此，随着时间的推移，通过IMV（带或不带压力支持）撤机的患者比例已从20世纪80年代的90%以上下降到2004年的略低于18%。另外，人机不同步现象也越来越受到关注，有证据表明其与更长的机械通气时间等不良结局有关。Robinson等发现，IMV是与人机不同步最相关的呼吸机模式，尤其是指令频率≥10次/分时。尽管由于样本量较小，不同步与否的不良结局指标没有显著差异，但这些指标在不同步组中有升高趋势。那么，这一切对于IMV意味着什么呢？对于需要大量通气支持的患者，应用IMV似乎没有什么优势，因为这需要选择适当的指令频率，并可能需要频繁调整压力支持水平，因为这些患者的通气需求和呼吸力学变化迅速。此时，CMV（持续指令通气）是一种更好的模式，因为它允许患者根据代谢需求的变化改变指令频率，从而降低了提供不适当通气支持水平的风险。对于病情好转准备撤机的患者，IMV同样失去了吸引力，因为其不能有效减少患者的呼吸做功，并且初始使用IMV的患者更有可能继续使用IMV撤机，而其已被证明不如PSV或T管试验。此外，IMV还与人机不同步相关，这在病情更重、更不稳定的患者中可能导致更差的临床结局。因此，IMV既不应成为危重患者的初始通气模式，也不是理想的撤机模式。有人可能会问，为什么IMV一直是一种流行的模式，尤其是在术后和麻醉环境中？习惯的传承和知识更新的不及时可能是重要因素，尤其是这些没有心肺脑合并症的相对健康的患者，通常只需要很少的、持续时间很短的通气支持，他们不管使用什么模式，一般都能够轻松撤机拔管，这可能导致临床医生缺乏改变的动力。不可否认，IMV将指令呼吸与自主呼吸相结合的思路非常有创造性，并被一直保留下来，但IMV本身代表着一种技术上的不合时宜，目前除了非常特殊的情况外，没有证据支持继续使用IMV。
是否有继续讨论IMV的必要取决于我们如何定义它。在之前的讨论中，IMV被定义为“以临床医生定义的间隔进行间歇性指令呼吸，并且在这些指令呼吸之间患者可以进行自主呼吸或压力支持呼吸的一种通气模式”。然而，将IMV视为一种“模式”代表了一种过时的范式，限制了我们对这一术语的理解和使用。在Chatburn等建立的机械通气模式分类体系中，IMV被视为一种“呼吸序列”。在这一体系中，一个完整的模式由控制变量(control variable)、呼吸序列(breath sequence)和目标方案(targeting scheme)这三部分组成，并且使用一个称为分类属性分组(taxonomic attribute grouping, TAG)的缩写来概括这三个组成部分(图5)。虽然这套分类体系很少用于日常临床实践，但它实现了呼吸机模式中制造商为营销目的而发明的商标名与分类名之间的分离，就像药品商品名和通用名之间的分离一样。这一分类体系的具体内容在其他地方已有详细描述，这超出了本文的范围。呼吸序列是一个模式中所允许的指令呼吸和自主呼吸的组合形式。指令呼吸是由机器触发或切换的，机器触发常通过预设的呼吸频率实现，而机器切换常通过预设的VT或吸气时间确定。相比之下，自主呼吸是由患者触发和切换的，通常使用流量或压力信号实现。因此，有3种可能的呼吸序列：全部由指令呼吸组成的CMV（持续指令通气）、由指令呼吸和自主呼吸共同组成的IMV和全部由自主呼吸组成的CSV。基于上述概念，IMV被正式定义为在指令呼吸之间允许自主呼吸的呼吸序列。事实上，经过几十年的技术创新，IMV已演变四种不同的类型，即IMV(1)～IMV(4)，每种类型在实现机械通气的目标（即安全、舒适和撤机）方面都有自己的优缺点（表2）。![]()
IMV(1)表示指令呼吸始终按照设定的呼吸频率进行，我们之前讨论的IMV都属于这一类型。安全方面，IMV(1)通过设置指令VT和呼吸频率来提供最小分钟通气量。因此，如果参数设置合适，则气体交换和肺保护层面的安全目标是可以实现的。舒适方面，虽然大多数IMV(1)的指令呼吸输送可以与患者的吸气努力同步，但指令呼吸仍是机器切换的，这可能导致切换过早或过晚的人机不同步。一些研究也发现IMV(1)时的人机不同步现象更为常见。撤机方面，已经证实通过手动降低IMV(1)指令频率的方式实现逐步撤机会导致撤机延迟，原因如下。首先，如果指令呼吸之间的自主呼吸使用压力支持，并且压力支持下的自主VT与指令呼吸相同，那么简单地降低指令频率对于减少通气支持几乎起不到什么作用；其次，这一过程意味着需要定期重新评估患者（例如每日查房时），这些评估间隔的时间可能会导致整个过程被延长。这种做法不如让患者每天早上以实际表现告诉我们结果，即SBT。IMV(2)表示如果自主呼吸频率大于设定的指令呼吸频率，则可能会抑制指令呼吸，常见的形式有Servo呼吸机上的自动模式（Automode）和Respironics（现为Philips）及其他呼吸机上的S/T。安全方面，由于设定了指令VT和呼吸频率，在发生呼吸暂停时IMV(2)可以保证最小分钟通气量从而实现安全目标。舒适方面，由于自主呼吸是由患者触发和切换的，因此从理论上讲，由自主呼吸组成的模式比由指令呼吸组成的模式更有可能改善人机同步性。因此，IMV(2)比IMV(1)更有可能改善同步性，因为指令呼吸可能会被自主呼吸抑制。事实上，如果患者有足够的通气驱动力，指令呼吸可能永远不会出现。撤机方面，如果将撤机过程视为增加自主呼吸相对于指令呼吸的比例，就像过去使用IMV(1)的理由那样，那么在其他因素相同的情况下，IMV(2)理论上更有可能缩短撤机时间。这是因为它会自动用自主呼吸替代指令呼吸，从而避免因手动调节造成的延迟。Roth等研究表明，IMV(2)可用于肺部健康的神经外科患者术后撤机，与IMV(1)相比对呼吸机设置的调整更少。IMV(3)表示如果自主分钟通气量大于设定的指令分钟通气量，则可能会抑制指令呼吸，常见的形式有Dräger及其他呼吸机上的MMV和Hamilton呼吸机上的ASV等。在MMV中指令分钟通气量通过设定的指令VT乘呼吸频率计算得出，在ASV中临床医生设定预测正常分钟通气量百分比，呼吸机根据呼吸力学自动选择最佳指令VT和呼吸频率。安全方面，IMV(2)有一个缺点，即当ARDS等呼吸形式浅快的患者出现自主呼吸通气不足（由于VT较小，因此VD/VT较大）时，呼吸机却依然抑制能产生较大VT的指令呼吸。而IMV(3)仅当自主分钟通气量大于指令分钟通气量时才抑制指令呼吸，从而避免了这个问题。舒适方面，同IMV(2)一样，IMV(3)在理论上更有可能改善同步性，因为指令呼吸可能会被自主呼吸抑制。撤机方面，同IMV(2)一样，在其他因素相同的情况下，IMV(3)理论上更有可能缩短撤机时间。一些证据表明，与IMV(2)、IMV(1)或CMV相比，IMV(3)缩短了通气/撤机时间。IMV(4)表示由于患者吸气努力对触发和切换事件的影响，单次指令呼吸可能会被抑制，常见的形式有Servo呼吸机上带流量适应（flow adaptation）的VC和Avea呼吸机上带流量切换的P-A/C。在这两种形式下，若预设的指令呼吸是由患者触发的，则满足了自主呼吸的第一条标准。在第一种形式下，由于吸气努力大，吸气由VC转换为PC[双重目标(dual targeting)]并变为流量切换，由此满足了自主呼吸的第二条标准，则这次呼吸成为自主呼吸。在第二种形式下，指令呼吸本身就是流量切换的，因此指令呼吸同样变成了自主呼吸。安全方面，一方面某些IMV(4)是具有双重目标的VC，这意味着吸气是以预设VT和流量开始的，这可以确保安全的VT从而防止容量伤的发生。另一方面，在足够的吸气努力下，所有形式的IMV(4)都可能使患者吸入有潜在风险的更大VT，因此设置适当警报是必要的。舒适方面，同IMV(2)和IMV(3)一样，用自主呼吸代替指令呼吸可以改善人机同步性。撤机方面，IMV(4)可能间接服务于撤机目标。对于带流量切换的P-A/C模式，可以想象IMV(4)在患者从麻醉中苏醒的情景中有助于撤机过程，因为它允许患者在没有临床医生干预的情况下过渡到完全自主呼吸。从适用的患者人群来讲，IMV的优势在于其可以间歇性提供指令呼吸和自主呼吸，并且除IMV(1)之外的IMV都允许自主呼吸抑制指令呼吸。我们可以尝试将患者分为4组：①无法产生自主呼吸的患者（例如器官捐献者和接受神经肌肉阻滞的患者）；②自主呼吸频率不可靠的患者（例如早产儿）；③呼吸暂停风险较小的患者（可能是大多数使用呼吸机的患者）；④根本不需要指令呼吸的患者（例如接受SBT的患者）。这4组患者对指令呼吸的需求水平可以分为完全依赖、间歇性依赖和完全独立3个级别，并且不同的需求水平经常出现在同一个患者身上。因此，呼吸机有必要能够间歇性提供指令呼吸和自主呼吸，这正是发明IMV的动机。从实现机械通气的目标上来讲，IMV的优势在于其可以服务于所有3个目标。所有形式的IMV都允许设定最低分钟通气量，以实现安全目标。允许自主呼吸抑制指令呼吸可以实现舒适目标，因为自主呼吸总是比指令呼吸的人机同步性更好。最后，消除指令呼吸（通过自动抑制）和自动减少通气支持是实现撤机目标的安全有效的方法。因此，我们不能只感知到IMV(1)的存在及其对安全目标的服务，否则我们就无法认识到IMV如何有效地服务于通气的所有3个目标。因此，IMV有必要继续存在，并且在未来可能会变得更加普遍。如果存在机械通气的“终极模式”，一方面，这种模式应该能够提供所有级别的通气支持，并且根据患者的需求自动在各个级别之间切换；另一方面，这种模式应该具有多种技术能力，能够实现通气的所有3个目标。不难想象，这种终极模式在定义上就是某种IMV。也许在不久的将来，几乎所有模式都将是某种形式的IMV。![]()
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中日友好医院呼吸与危重症医学科呼吸治疗师，毕业于四川大学呼吸治疗专业，从事呼吸治疗工作6年。主要研究方向：危重症呼吸支持与气道管理，参与编写专著3部，发表论文2篇，获实用新型专利1项。点击文末【阅读原文】可查看更多“我是RT”内容。
本文仅用于学术内容的探讨和交流，不用于任何商业和推广。临床实践需根据患者的具体情况选择适宜的处理措施。
