Koneellisen ventilaation tavoitteet ARDS:ssä ovat hapen saannin ylläpitäminen ja hapen myrkyllisyyden ja mekaanisen ventilaation komplikaatioiden välttäminen. Yleensä tähän kuuluu happisaturaation pitäminen välillä 85-90 %, ja tavoitteena on vähentää hengitetyn hapen osuus (FiO2) alle 65 %:iin ensimmäisten 24-48 tunnin aikana. Tämän tavoitteen saavuttaminen edellyttää lähes aina kohtalaisen tai korkean positiivisen uloshengityspaineen (PEEP) käyttöä.
Kokeelliset tutkimukset ovat osoittaneet, että mekaaninen ventilaatio voi edistää eräänlaista akuuttia keuhkovauriota, jota kutsutaan ventilaattoriin liittyväksi keuhkovaurioksi. Suojaava ventilaatiostrategia, jossa käytetään alhaisia hengitystilavuuksia ja rajoitettuja tasopaineita, parantaa eloonjäämistä verrattuna tavanomaisiin hengitystilavuuksiin ja -paineisiin.
ARDS Network -tutkimuksessa ALI- ja ARDS-potilaat satunnaistettiin mekaaniseen ventilaatioon joko hengitystilavuudella 12 ml/kg ennustettua ruumiinpainoa ja hengityspaineella 50 cm vettä tai vähemmän tai hengitystilavuudella 6 ml/kg ja hengityspaineella 30 cm vettä tai vähemmän; tutkimus lopetettiin ennenaikaisesti sen jälkeen, kun 861 potilasta käsittänyt välivaiheen analyysi osoitti, että pienen hengitystilavuuden ryhmään kuuluvilla potilailla oli merkitsevästi alhaisemmat kuolleisuusluvut (31 % vs. 39,8 %).
Vaikka aiemmissa tutkimuksissa, joissa käytettiin alhaisia hengitystilavuuksia, potilaiden sallittiin olla hyperkapnisia (salliva hyperkapnia) ja asidoottisia, jotta saavutettaisiin alhaisen hengitystilavuuden ja alhaisen sisäänhengitystiepaineen suojaavat ventilaatiotavoitteet, ARDS-verkostotutkimuksessa sallittiin hengitystaajuuden lisääminen ja bikarbonaatin antaminen asidoosin korjaamiseksi. Tämä saattaa selittää tämän tutkimuksen myönteisen lopputuloksen verrattuna aikaisempiin tutkimuksiin, joissa ei ollut pystytty osoittamaan hyötyä.
Siten suositellaan mekaanista ventilaatiota, jossa hengitystilavuus on 6 ml/kg ennustettua ruumiinpainoa, ja hengitystilavuuden säätämistä niinkin alhaiseksi kuin 4 ml/kg, jos se on tarpeen sisäänhengitystiepaineen rajoittamiseksi 30 cm:n vedenpinnan tasolle tai alle. Nosta hengitystaajuutta ja anna tarvittaessa bikarbonaattia pH:n pitämiseksi lähes normaalilla tasolla (7,3).
ARDS Network -tutkimuksessa pienemmillä hengitystilavuuksilla ventiloidut potilaat tarvitsivat suuremman PEEP:n (9,4 vs. 8,6 cm vettä), jotta happisaturaatio pysyisi vähintään 85 prosentissa. Jotkut kirjoittajat ovat arvelleet, että korkeammat PEEP-tasot saattoivat myös vaikuttaa eloonjäämislukujen paranemiseen. Myöhemmässä ARDS Network -verkoston tutkimuksessa, jossa ARDS-potilailla tutkittiin korkeampia ja matalampia PEEP-tasoja, ei kuitenkaan havaittu, että korkeammat PEEP-tasot olisivat hyödyttäneet eloonjäämistä tai mekaanisen ventilaation kestoa.
Korkeampien PEEP-tasojen tehon puute saattoi liittyä siihen, että ARDS Network -tutkimuksessa suositellut PEEP-tasot perustuivat happeutumiseen, eikä niitä yksilöity keuhkojen mekaniikan perusteella. ARDS on epähomogeeninen prosessi, ja potilailla voi olla erilaisia keuhkovauriomalleja ja erilainen rintakehän seinämän mekaniikka. Ruokatorven paineiden mittaaminen ruokatorven pallokatetrilla mahdollistaa transpulmonaalisen paineen arvioinnin. Perustamalla ventilaattoristrategia näihin paineisiin, kun PEEP:tä titrataan, voitaisiin määrittää ”parhaat PEEP-tasot” happeutumisen parantamiseksi ja volutrauman ja atelektaasin minimoimiseksi.
Suojaavan ventilaatiostrategian (pienemmät hengitystilavuudet, rajoitettu tasopaine ja korkeampi PEEP) käyttö parantaa selviytymistä ARDS:ssä. Amato ym. havaitsivat yhdeksässä aiemmassa tutkimuksessa raportoitujen yli 3500 ARDS-potilaan retrospektiivisen katsauksen avulla, että eloonjäämisen kannalta tärkein ventilaatiomuuttuja on delta P (tasopaine miinus PEEP). Delta P kuvastaa keuhkojen komplianssia ja on luotettava selviytymisen ennustaja ARDS-potilailla, jotka eivät hengitä spontaanisti. Näillä potilailla alhaisemmat delta P -tasot paransivat selviytymistä. Suuremmat PEEP-tasot ja pienemmät hengitystilavuudet eivät parantaneet eloonjäämistä, elleivät ne liittyneet pienempiin delta P-tasoihin.
Lamaannuttajien käyttö on edelleen kiistanalaista. Vaikeaa ARDS:ää sairastavat potilaat voivat myös hyötyä neuromuskulaaristen salpaajien varhaisesta käytöstä. Ryhmässä potilaita, joilla oli 48 tunnin kuluessa diagnosoitu vaikea ARDS (PaO2/FiO2< 120), osoitettiin, että paralyysi sisatrakuriumilla seuraavien 48 tunnin aikana paransi 90 päivän kuolleisuutta lumelääkkeeseen verrattuna (31,6 % sisatrakuriumilla vs. 40,7 % lumelääkkeellä), lisäsi ventilaattorivapaita vuorokausia ja vähensi barotraumaa. Pitkittyneen lihasheikkouden esiintyvyys ei lisääntynyt ryhmässä, joka oli halvaantunut. Vuonna 2019 tehdyssä uudemmassa tutkimuksessa, joka koski potilaita, joiden PaO2/FiO2-suhde oli alle 150 mmHg alle 48 tunnin ajan, ei kuitenkaan havaittu parannusta kuolleisuudessa, ventilaattorittomissa päivissä tai barotrauman määrässä. Neuromuskulaarisia salpaajia tulisi käyttää valikoivasti. Näistä aineista voi olla hyötyä potilailla, joilla on hyvin vaikea ARDS, potilailla, joilla on ongelmia hengityksen synkronoinnissa hengityskoneen kanssa, ja potilailla, joiden keuhkojen komplianssi on heikko.
Hoitavien lääkäreiden ei tulisi käyttää paralyyttejä kaikissa tapauksissa, vaan ainoastaan silloin, kun ventilaation keston odotetaan olevan yli muutaman tunnin. Potilaita ei saisi pitää hengityskoneessa pidempään kuin paralyyttien vaikutus kestää. Halvauksen kesto riippuu tilasta.
Jaberin ym. tutkimuksessa tutkittiin pallean heikkoutta mekaanisen ventilaation aikana sekä mekaanisen ventilaation keston ja palleavaurion tai -atrofian välistä suhdetta. Tutkimuksessa todettiin, että pidemmät mekaanisen ventilaation jaksot liittyivät merkittävästi suurempaan ultrastrukturaaliseen kuituvammaan, lisääntyneisiin ubikvitinoituneisiin proteiineihin, korkeampaan p65-ydintekijä-kB:n ilmentymiseen, suurempiin kalsiumaktivoitujen proteaasien pitoisuuksiin ja vähentyneeseen lihaskuitujen poikkipinta-alaan palleassa. Johtopäätöksenä oli, että heikkoutta, vaurioita ja atrofiaa voi esiintyä nopeasti mekaanista ventilaatiota saavien potilaiden palleassa, ja ne korreloivat merkittävästi ventilaattorituen keston kanssa.
Sivulla Barotrauma ja mekaaninen ventilaatio on täydelliset tiedot tästä aiheesta.
Positiivinen uloshengityksen loppupääpaine ja jatkuva positiivinen hengitystiepaine
VARDS-taudille on luonteenomaista vakava hypoksemia. Kun happeutumista ei voida ylläpitää korkeista sisäänhengitetyistä happipitoisuuksista huolimatta, CPAP:n tai PEEP:n käyttö edistää yleensä happeutumisen paranemista, jolloin FiO2:ta voidaan kapenevasti säätää.
PEEP:n avulla positiivinen paine säilyy koko uloshengityksen ajan, mutta kun potilas hengittää spontaanisti, hengitystiepaine laskee nollan alapuolelle ilmavirtauksen käynnistämiseksi. CPAP:n kanssa käytetään matalan vastuksen vaativuusventtiiliä, jotta positiivista painetta voidaan ylläpitää jatkuvasti. Ylipaineventilaatio lisää rintakehänsisäistä painetta ja voi siten alentaa sydämen tehoa ja verenpainetta. Koska keskimääräinen hengitystiepaine on suurempi CPAP:lla kuin PEEP:llä, CPAP:llä voi olla syvempi vaikutus verenpaineeseen.
Yleensä potilaat sietävät CPAP:n hyvin, ja CPAP:tä käytetään yleensä PEEP:n sijasta. Sopivien CPAP-tasojen käytön uskotaan parantavan ARDS:n lopputulosta. Pitämällä keuhkorakkulat laajentuneina koko hengityssyklin ajan CPAP saattaa vähentää leikkausvoimia, jotka edistävät hengityskoneeseen liittyvää keuhkovauriota.
Paras menetelmä optimaalisen CPAP-tason löytämiseksi ARDS-potilaille on kiistanalainen. Jotkut kannattavat juuri sen verran CPAP:n käyttöä, että FiO2 voidaan laskea alle 65 %:n.
Toinen Amaton ym. suosima lähestymistapa on niin sanottu open lung -lähestymistapa, jossa sopiva taso määritetään staattisen painetilavuuskäyrän rakentamisen avulla. Tämä on S-muotoinen käyrä, ja optimaalinen PEEP-taso on juuri alemman käännepisteen yläpuolella. Tätä lähestymistapaa käyttäen tarvittava keskimääräinen PEEP-taso on 15 cm vettä.
Mutta kuten edellä todettiin, ARDS-verkoston tutkimuksessa, jossa ARDS-potilailla tutkittiin korkeampia ja matalampia PEEP-tasoja, ei todettu, että korkeammat PEEP-tasot olisivat edullisia. Tässä tutkimuksessa PEEP-taso määritettiin sen mukaan, kuinka paljon hengitettyä happea tarvitaan, jotta saavutetaan tavoitehapen saturaatio 88-95 % tai tavoitehapen osapaine (PO2) 55-80 mmHg. PEEP-taso oli keskimäärin 8 alhaisemman PEEP:n ryhmässä ja 13 korkeamman PEEP:n ryhmässä. Mekaanisen ventilaation kestossa tai selviytymisessä sairaalasta kotiutumiseen ei havaittu eroa.
Briel ym. vuonna 2010 julkaistussa katsauksessa todettiin, että korkeammalla PEEP-tasolla toteutettu hoito ei osoittanut etua alhaisemmilla tasoilla toteutettuun hoitoon verrattuna ALI- tai ARDS-potilailla; ARDS-potilailla korkeammat PEEP-tasot liittyivät kuitenkin parempaan selviytymiseen.
Bellani ym. tekemässä tutkimuksessa todettiin, että ALI-potilailla, joita hoidettiin suhteellisen korkealla PEEP:llä, ilmastettujen alueiden metabolinen aktiivisuus liittyi tasopaineeseen ja alueelliseen hengitystilavuuteen, joka normalisoitiin uloshengityksen loppupään keuhkokaasutilavuudella; syklisen rekrytoinnin/rekrytoinnista poistamisen ja lisääntyneen metabolisen aktiivisuuden välillä ei havaittu yhteyttä.
Painekontrolloitu ventilaatio ja korkeataajuuksinen ventilaatio
Jos tarvitaan korkeita sisäänhengitystiepaineita, jotta saadaan aikaan pienetkin hengitystilavuudet, voidaan aloittaa painekontrolloitu ventilaatio (PCV). Tässä mekaanisen ventilaation tilassa lääkäri asettaa CPAP:n yläpuolisen painetason (delta P) ja sisäänhengitysajan (I-aika) tai sisäänhengitys- ja uloshengityssuhteen (I:E). Tuloksena saatava hengitystilavuus riippuu keuhkojen komplianssista ja kasvaa ARDS:n parantuessa. PCV voi myös parantaa happeutumista joillakin potilailla, jotka eivät pärjää hyvin tilavuusohjatulla ventilaatiolla (VCV).
Jos happeutuminen on ongelma, pidemmät I-ajat, jolloin sisäänhengitys on pidempi kuin uloshengitys (käänteinen I:E-suhteen ventilaatio), voivat olla hyödyksi; suhdelukuja on käytetty jopa 7:1. PCV, jossa käytetään matalampia huippupaineita, voi olla hyödyllistä myös potilailla, joilla on bronkopleuraalifisteli, koska se helpottaa fistelin sulkeutumista.
Todisteet viittaavat siihen, että PCV:stä voi olla hyötyä ARDS:ssä, vaikka ei olisikaan edellä mainittuja erityisolosuhteita. Monikeskuksisessa kontrolloidussa tutkimuksessa, jossa verrattiin VCV:tä ja PCV:tä ARDS-potilailla, Esteban havaitsi, että PCV johti harvempiin elinjärjestelmän toimintahäiriöihin ja alhaisempaan kuolleisuuteen kuin VCV, vaikka käytettiin samoja hengitystilavuuksia ja samoja sisäänhengityksen huippupaineita. Tarvitaan laajempi tutkimus ennen lopullisen suosituksen antamista.
Korkeataajuusventilaatio (suihkuventilaatio tai oskilloiva ventilaatio) on ventilaattorikäytäntö, jossa käytetään alhaisia hengitystilavuuksia (noin 1-2 ml/kg) ja korkeita hengitystaajuuksia (3-15 hengitystä sekunnissa). Koska keuhkorakkuloiden laajentumisen tiedetään olevan yksi niistä mekanismeista, jotka edistävät hengityskoneeseen liittyvää keuhkovauriota, korkeataajuisen ventilaation odotetaan olevan hyödyksi ARDS:ssä. Tulokset kliinisistä tutkimuksista, joissa tätä lähestymistapaa on verrattu tavanomaiseen ventilaatioon aikuisilla, ovat yleensä osoittaneet, että hapensaanti on parantunut varhaisessa vaiheessa, mutta eloonjääminen ei ole parantunut.
Suurimpaan satunnaistettuun kontrolloituun tutkimukseen osallistui 548 aikuista, joilla oli keskivaikea tai vaikea ARDS ja jotka satunnaistettiin tavanomaiseen ventilaatioon tai korkeataajuiseen oskilloivaan ventilaatioon (HFOV). Tämä tutkimus lopetettiin ennenaikaisesti haittojen vuoksi, koska sairaalakuolleisuus oli 47 % HFOV-hoitoa saaneilla potilailla ja 35 % tavanomaisen ventilaation hoitohaarassa. Tämän vuoksi HFOV:tä ei suositella ARDS:n hoitostrategiana.
Myös osittaista nesteventilaatiota on kokeiltu ARDS:ssä. Satunnaistetussa kontrolloidussa tutkimuksessa, jossa sitä verrattiin tavanomaiseen mekaaniseen ventilaatioon, todettiin, että osittainen nesteventilaatio johti lisääntyneeseen sairastuvuuteen (pneumothorasit, hypotensio ja hypoksia) ja trendi kohti korkeampaa kuolleisuutta.
Airway pressure release ventilation
Airway pressure release ventilation (APRV) on toinen ventilaatiomuoto, jossa käytetään pitkään kestävää (T high) korkeaa positiivista hengitystiepainetta (P high), jota seuraa lyhyt kesto (T low) alhaisella paineella (P low). Korkeassa P-paineessa vietetty aika verrattuna matalaan P-paineeseen on käänteinen suhde normaaliin hengitysmalliin. Potilas voi esimerkiksi viettää 5,2 sekuntia korkeassa P-arvossa ja 0,8 sekuntia matalassa P-arvossa. Teorian mukaan aika, joka kuluu korkeassa P-arvossa, lisää ja ylläpitää alveolaarista rekrytointia merkittävästi ja parantaa siten happeutumista. APRV saattaa parantaa happeutumista, mutta satunnaistetuissa kontrolloiduissa tutkimuksissa ei ole osoitettu ARDS:n parantaneen eloonjäämistä. Lääkäreiden on noudatettava varovaisuutta APRV:n suhteen potilailla, joilla on obstruktiivinen keuhkosairaus, suhteellisen lyhyen uloshengitysajan ja mahdollisen hyperinflaation ja barotrauman vuoksi.
Maka-asento
Joskin 60-75 %:lla ARDS:ää sairastavista potilaista happeutuminen paranee merkittävästi, kun heidät käännetään selinmakuulla olevasta asennosta makuuasentoon. Hapetuksen paraneminen on nopeaa ja usein riittävän merkittävää, jotta FiO2:n tai CPAP-tason alentaminen on mahdollista. Makuuasento on turvallinen, kun kaikki letkut ja letkustot kiinnitetään asianmukaisin varotoimin, eikä se vaadi erikoisvälineitä. Hapetuksen paraneminen voi jatkua sen jälkeen, kun potilas on palautettu makuuasentoon, ja se voi ilmetä uusintakokeissa potilailla, jotka eivät aluksi vastanneet siihen.
Mahdollisia mekanismeja havaitulle paranemiselle ovat riippuvaisten keuhkoalueiden rekrytoituminen, lisääntynyt toiminnallinen jäännöskapasiteetti (FRC), parantunut palleaeritys, lisääntynyt sydämen ulostulovoima ja parantunut ventilaatio-perfuusion yhteensovittaminen.
Vaikka happeutuminen paranee makuuasennon avulla, varhaisissa satunnaistetuissa kontrolloiduissa tutkimuksissa, jotka koskivat makuullaolon asennossa tapahtuvaa happeutumistaipumusta ARDS-taudin hoidossa, hengissä pysymistä ei ole voitu todistaa paranevan. Italialaisessa tutkimuksessa eloonjäämisaste teho-osastolta kotiutumiseen ja eloonjäämisaste kuuden kuukauden kuluttua eivät muuttuneet verrattuna potilaisiin, jotka hoidettiin makuuasennossa, vaikka happeutuminen parani merkittävästi. Tutkimusta kritisoitiin, koska potilaita pidettiin makuuasennossa keskimäärin vain 7 tuntia päivässä. Lisäksi myöhemmässä ranskalaisessa tutkimuksessa, jossa potilaat olivat makuuasennossa vähintään 8 tuntia vuorokaudessa, makuuasennosta ei todettu olevan hyötyä 28 tai 90 päivän kuolleisuuden, mekaanisen ventilaation keston tai hengityskoneeseen liittyvän keuhkokuumeen kehittymisen osalta. Myöhemmässä satunnaistetussa kontrolloidussa tutkimuksessa, jossa vaikeaa ARDS:ää sairastavat potilaat asetettiin makuuasentoon varhain ja vähintään 16 tunniksi vuorokaudessa, todettiin kuitenkin merkittävä hyöty kuolleisuuteen. Tässä tutkimuksessa potilaat, joilla oli vaikea ARDS (PaO2/FiO2 < 150), satunnaistettiin makuuasentoon 12-24 tunnin vakauttamisen jälkeen. 28 päivän kuolleisuus oli 16 % makuuasentoryhmässä ja 32,8 % makuuasentoryhmässä. Potilaat käännettiin manuaalisesti. Erikoisvuodetta ei tarvittu.