AirPAP

ASV — Adaptive Servoventilation

Adaptive Bilevel-Therapie, die die Druckunterstützung Atemzug für Atemzug anpasst, um die Ventilation zu stabilisieren.

Die adaptive Servoventilation (ASV) ist eine Bilevel-Therapie, die die inspiratorische Druckunterstützung kontinuierlich Atemzug für Atemzug anpasst, um die Ventilation nahe an einem gleitenden Zielwert zu halten und unregelmäßige Atemmuster wie periodische Atmung und Cheyne-Stokes-Atmung zu glätten. Automatische ASV-Formen erhöhen zudem den EPAP als Reaktion auf eine Obstruktion. Durch die Echtzeitüberwachung der Atmung und eine bei Bedarf einsetzende Hintergrundfrequenz reduziert ASV Apnoen und respiratorische Instabilität. Sie ist für zentrale schlafbezogene Atmungsstörungen konzipiert — zentrale und komplexe Schlafapnoe, gemischte Apnoe und periodische Atmung —, die häufig mit Herz-Kreislauf-Erkrankungen, Opioidkonsum oder PAP-Therapie einhergehen.

So funktioniert die ASV von AirPAP

Der AirPAP-ASV-Algorithmus überwacht kontinuierlich die Atmung des Patienten, um eine Zielventilation zu berechnen, die er bei Bedarf anwendet. Über ein Fenster der letzten 100 Atemzüge aufgezeichnete Muster werden mit einem gleitenden Mittelwert kombiniert, der mit jedem Atemzug erneuert wird, sodass das Gerät die Ziel-Minutenventilation, Frequenz und Inspirationszeit kontinuierlich misst. Die anfänglichen Standardwerte sind MV = 6000 ml/min, Frequenz = 15 Atemzüge/min und Inspirationszeit = 1,0 s.

Wenn das spontane Triggern des Patienten unterbrochen wird, vergleicht das Gerät die aufgezeichneten Zielwerte mit den momentanen Werten, um seine Reaktion zu bestimmen. Der Algorithmus reagiert auf vier Ereignisse — obstruktive Apnoe, zentrale Apnoe, Hypopnoe und Schnarchen — in dieser Prioritätsreihenfolge. Treten beispielsweise Schnarchen und Hypopnoe gemeinsam auf, reagiert das Gerät auf die Hypopnoe, da die Hypopnoe Vorrang hat.

Im Inneren des Algorithmus — vier Ereignisse

Obstruktive Apnoe

Wenn der Patient aufhört zu atmen, erkennt das Gerät keine Anstrengung mehr, sodass kein spontanes Triggern erfolgt und das Gerät in ein Apnoe-Ereignis eintritt. Ein Abfall des Atemwegsflusses um 90 % über 10 Sekunden wird als mögliche obstruktive Apnoe gewertet, und der zeitgesteuerte Hintergrundzyklus wird aktiviert (Inspirationszeit 1 s, Hintergrundfrequenz 15 Atemzüge/min).

Nach 10 Sekunden werden die zeitgesteuerten Atemzüge mit den vorherigen spontanen Atemzügen verglichen. Ist das momentane Minutenvolumen unter 80 % des Zielwerts gefallen, wird dies als obstruktive Apnoe eingestuft. Das Gerät reagiert, indem es den EPAP alle fünf Sekunden in Schritten von 0,5 mbar anhebt — und so die Atemwege offen schient —, während die Druckunterstützung erhöht wird, um die Ventilation aufrechtzuerhalten.

Zentrale Apnoe

Eine zentrale Schlafapnoe tritt auf, wenn das Gehirn keine richtigen Signale an die Atemmuskulatur sendet. Wie bei einem obstruktiven Ereignis setzt das spontane Triggern aus und der zeitgesteuerte Atemzyklus wird aktiviert.

Die zeitgesteuerten Atemzüge werden mit den vorherigen spontanen Atemzügen verglichen. Ist die Frequenz unter 80 % gefallen, bei geringem oder keinem Abfall des Minutenvolumens, wird dies als zentrale Apnoe eingestuft. Das Gerät reagiert, indem es die inspiratorische Druckunterstützung (PS = IPAP − EPAP) zusammen mit der Hintergrundfrequenz von 15 Atemzügen pro Minute innerhalb der eingestellten minimalen und maximalen PS-Grenzen automatisch anpasst — der EPAP wird nicht erhöht.

Schnarchen

Schnarchen ist die durch eine teilweise Verlegung der Atemwege verursachte Vibration und zeigt sich als Unregelmäßigkeit in der Flusskurve. Der Algorithmus leitet das Atemsignal durch einen Hochpassfilter, um die schnellen, hochfrequenten Vibrationen des Schnarchens vom langsameren Atemsignal und vom Rauschen zu trennen.

Nach der Filterung wird das Signal auf Spitzen analysiert: Werden drei Spitzen gezählt, wird Schnarchen erkannt und das Gerät hebt den EPAP alle fünf Sekunden um 0,5 mbar an.

Hypopnoe

Eine Änderung des Minutenvolumens um ±10 % wird nicht als Ereignis gewertet. Eine Abnahme des Minutenvolumens um 30 % wird als Hypopnoe erkannt, und das Gerät reagiert, indem es den EPAP alle fünf Sekunden um 0,5 mbar anhebt.

Klinische Evidenz

In einem randomisierten Vergleich bei Patienten mit zentraler Schlafapnoe, Cheyne-Stokes-Atmung, überwiegend gemischter Apnoe und komplexem Schlafapnoe-Syndrom (CompSAS) war CPAP unzureichend (mittlerer Rest-AHI 34,3/h). Die nichtinvasive Überdruckbeatmung senkte den AHI auf 6,2/h, während ASV ihn weiter auf 0,8/h senkte — und insbesondere bei gemischter Apnoe und CompSAS deutlich wirksamer bei der Reduktion von Atemereignissen und Weckreaktionen war.

Bei opioidbedingter zentraler Schlafapnoe übertraf ASV das Bilevel ST: es senkte den AHI um 84,7 %, den Index zentraler Apnoen um 95,7 % und den Weckreaktionsindex um 77,1 %, wobei sich die Atemparameter bei 83,3 % der ASV-Auto-Patienten normalisierten gegenüber 33,3 % unter Bilevel ST.

ASV-Parameter 9

Maximaler E-Druck

5 – 20 mbar — Höchster zulässiger Druck während der Ausatmung.

Minimaler E-Druck

3 – 20 mbar — Niedrigster zulässiger Druck während der Ausatmung.

Maximale Druckunterstützung

2 – 20 mbar — Höchste anwendbare Druckunterstützung.

Minimale Druckunterstützung

2 – 20 mbar — Niedrigste anwendbare Druckunterstützung.

Inspirations-Flanke

1 – 8 — Legt fest, wie schnell der Druck auf den Inspirationsdruck ansteigt.

Exspirations-Flanke

1 – 8 — Legt fest, wie schnell der Druck auf den Exspirationsdruck übergeht.

Seufzer

On / Off — Wendet alle 20 Atemzüge einmal das 1,5-Fache des Inspirationsdrucks an.

Inspirations-Empfindlichkeit

1 – 8 — Erforderliche Empfindlichkeit, damit der Patient die Einatmung auslöst.

Exspirations-Empfindlichkeit

1 – 8 — Erforderliche Empfindlichkeit für den Wechsel von Einatmung zu Ausatmung.

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