ARDSにおける人工呼吸の目標は、酸素中毒と人工呼吸の合併症を回避しながら酸素化を維持することである。 一般に、これには酸素飽和度を85～90％の範囲に維持し、最初の24～48時間以内に吸入酸素分率（FiO2）を65％未満に低下させることを目標とすることが含まれる。 この目標を達成するためには、ほとんどの場合、中等度から高度の呼気終末陽圧（PEEP）の使用が必要となる。
実験的研究により、人工呼吸は人工呼吸器関連肺損傷と呼ばれるタイプの急性肺損傷を促進する可能性があることが示されている。 低い潮容積と限られたプラトー圧を使用する保護換気戦略は、従来の潮容積と圧力と比較して、生存率を向上させる。
ARDSネットワーク研究では、ALIとARDSの患者を、予測体重の12 mL/kgの潮容積と50 cm water以下の吸気圧、または6 mL/kgの潮容積と30 cm water以下の吸気圧での人工呼吸にランダムに割り付けた。861人の患者の中間解析により、低潮容積群の被験者は死亡率が著しく低い（31% 対 39.8%）ことが示され、研究は早期に中止された。
低潮容積を採用した以前の研究では、低潮容積と低吸気気道圧という換気保護目標を達成するために、患者を過呼吸（容認性過呼吸）とアシドーシスにすることができたのに対し、ARDSネットワークの研究ではアシドーシスを修正するために呼吸数の増加と重炭酸の投与が許可されました。
したがって、6 mL/kg予測体重での人工呼吸が推奨され、吸気プラトー圧を30 cm water以下に制限するために必要であれば、4 mL/kgまで調節する。
ARDSネットワークの研究では、低い潮容積で換気した患者は、酸素飽和度を85%以上に維持するために高いレベルのPEEP (9.4 vs 8.6 cm water)が必要であった。 一部の著者は、より高いレベルのPEEPが生存率の向上に貢献したのではないかと推測しています。 しかし、その後行われたARDSネットワーク試験で、ARDS患者におけるPEEPレベルの高さと低さを比較した結果、生存率と人工呼吸の期間のいずれにおいてもPEEPレベルの高さによる利点は認められませんでした。
高レベルのPEEPが有効でなかったのは、ARDSネットワーク試験で推奨されたPEEPレベルが酸素化に基づいており、肺力学に基づいて個別に設定されていなかったことが関係している可能性があります。 ARDSは不均質なプロセスであり、患者は異なる肺損傷パターンと異なる胸壁力学を有している可能性があります。 食道バルーンカテーテルで食道圧を測定することで、肺経圧を推定することができます。 PEEPを漸増させながら、これらの圧力に基づいて人工呼吸器戦略を決定すれば、酸素化を改善し、体積外傷と無気肺を最小限に抑えるための「最適なPEEP」レベルを決定することができるかもしれません。
低い潮容積、限られたプラトー圧、高いPEEPの保護換気戦略の使用は、ARDSの生存を改善します。 Amatoらは、9件の先行研究で報告された3500人以上のARDS患者のレトロスペクティブレビューを通じて、生存率を決定する最も重要な換気変数がデルタP（プラトー圧からPEEPを引いた値）であることを発見した。 デルタ P は肺のコンプライアンスを反映するもので、自発呼吸をしていない ARDS 患者の生存を予測する上で信頼できるものです。 これらの患者では、デルタPのレベルが低いと生存率が向上しました。 PEEPのレベルを高くし、潮容積を小さくしても、それらがデルタPのレベルを下げない限り、生存率は改善されなかった。 重度のARDS患者は、神経筋遮断薬を早期に使用することも有益である。 48時間以内に診断された重症ARDS（PaO2/FiO2< 120）の患者群において、次の48時間のcisatracuriumによる麻痺は、プラセボと比較して、90日死亡率を改善し（cisatracurium 31.6% vs プラセボ 40.7%）、無換気日数が増え、圧挫が減少することが示された。 また、麻痺を起こした群では、長引く筋力低下の発生率の増加は認められませんでした。 しかし、より最近の2019年の研究では、48時間以内にPaO2/FiO2比が150mmHg未満になった患者を対象に、死亡率、無換気日数、圧挫の発生率に改善は認められませんでした。 神経筋遮断薬は選択的に使用すべきである。 これらの薬剤は、非常に重症のARDS患者、呼吸と人工呼吸器の同期に問題がある患者、肺のコンプライアンスが悪い患者に有効である。
管理医師はすべての症例に麻痺薬を使用すべきではなく、むしろ人工呼吸の時間が数時間を超えると予想される場合にのみ使用すべきである。 患者は、麻痺剤の効果が現れるまでの時間より長く換気を続けるべきでない。 麻痺の持続時間は、症状によって異なります。
Jaberらの研究では、人工呼吸期間と横隔膜の損傷または萎縮の関係とともに、人工呼吸中の横隔膜の弱さを調査しています。 この研究では、人工呼吸の期間が長いほど、横隔膜の超微細繊維の損傷、ユビキチン化タンパク質の増加、p65核因子kBの高い発現、カルシウム活性化プロテアーゼの高いレベル、筋線維の断面積の減少が有意に大きいことが明らかにされた。 結論は、機械的人工呼吸を行っている患者の横隔膜では、衰弱、損傷、萎縮が急速に起こり、人工呼吸器のサポート期間と有意な相関があるということである。
このトピックに関する完全な情報は、Barotrauma and Mechanical Ventilationへ。 PEEPでは、呼気中は陽圧が維持されるが、患者が自発的に吸気すると、気道圧がゼロ以下に低下して気流が誘発される。 CPAPでは、低抵抗のデマンドバルブが使用され、陽圧を継続的に維持することができる。 陽圧換気は胸腔内圧を上昇させるため、心拍出量と血圧を低下させることがあります。 平均気道圧はPEEPよりもCPAPの方が高いため、CPAPは血圧により大きな影響を与える可能性がある。
一般に、患者はCPAPによく耐え、通常はPEEPよりもCPAPが使われることが多い。 適切なレベルのCPAPの使用は、ARDSの転帰を改善すると考えられている。 呼吸周期を通じて肺胞を拡張状態に保つことで、CPAPは人工呼吸器関連肺損傷を促進する剪断力を減少させる可能性がある。
また、Amatoらによって支持された別のアプローチは、いわゆる開肺アプローチであり、適切なレベルは静圧容積曲線の構築によって決定される。 これはS字型の曲線であり、PEEPの最適レベルは下部の変曲点のすぐ上にある。
しかし、上記のように、ARDSネットワークが行ったARDS患者のPEEPレベルの高低に関する研究では、PEEPレベルが高い方が有利であるという結果は得られませんでした。 この研究では、PEEPレベルは、88-95%の目標酸素飽和度または55-80mmHgの目標酸素分圧(PO2)を達成するために、どれだけの吸入酸素が必要かで決定されました。 PEEPレベルは低PEEP群では平均8、高PEEP群では平均13であった。 Brielらによる2010年のレビューでは、ALIやARDSの患者において、PEEPを高くする治療は低くする治療に対して優位性を示さなかったが、ARDSの患者では高くすることが生存率の向上と関連していることが明らかになった。
Bellaniらの研究では、比較的高いPEEPで管理されたALI患者において、通気領域の代謝活性はプラトー圧と呼気終末肺ガス量によって正規化された領域潮容に関連していた；周期的リクリエーション/ディリクテーションと代謝活性増加の間には関連性は認められなかった。
圧力制御換気と高頻度換気
低い潮容積でさえ供給するために高い吸気気道圧が必要な場合、圧力制御換気（PCV）が開始される場合がある。 このモードの人工呼吸では、医師がCPAP以上の圧力レベル（デルタP）と吸気時間（I-time）または吸気/呼気（I:E）比を設定します。 結果として得られる潮容積は肺のコンプライアンスに依存し、ARDSが改善するにつれて増加する。 PCVはまた、容量制限換気（VCV）がうまくいかない一部の患者の酸素化を改善します。
酸素化が問題である場合、吸気時間が呼気時間より長い（逆I：E比換気）ことが有効で、7：1という高い比が使用されてきました。 低いピーク圧を使用するPCVは、気管支硬膜瘻のある患者にも有効で、瘻孔の閉鎖を促進する。
証拠は、PCVがARDSにおいて有益であることを示しており、たとえ前述の特別な状況がないとしてもである。 ARDS患者におけるVCVとPCVを比較した多施設共同試験において、Estebanは、同じ潮容積およびピーク吸気圧を使用したにもかかわらず、PCVはVCVよりも臓器系障害が少なく、死亡率も低いことを明らかにした。 9411>
高周波換気（ジェットまたは振動）は、低い潮容積（約1～2 mL/kg）と高い呼吸数（3～15回/秒）を使用する換気モードである。 肺胞の膨張が人工呼吸器関連肺傷害を促進するメカニズムの1つであることが知られていることから、高頻度換気はARDSに有益であると予想されます。 成人におけるこのアプローチと従来の換気を比較した臨床試験の結果は、一般に酸素化の早期改善を示しているが、生存率の改善は示していない。
最大のランダム化比較試験には、従来の換気または高周波振動換気（HFOV）にランダムに割り付けられた中等度から重度のARDSの成人548人が含まれていた。 この試験は、HFOVを受けた患者の院内死亡率が47％で、従来型の群では35％であったため、有害性のため早期に中止された。 したがって、HFOVはARDSの治療戦略として推奨されない。
部分液体換気もARDSで試みられている。 従来の機械的換気と比較した無作為化比較試験では、部分的液体換気は病的状態（気胸、低血圧、低酸素症エピソード）を増加させ、死亡率が高くなる傾向があると判定された。
気道圧解放換気
気道圧解放換気（APRV）は、高い気道陽圧（P high）を長時間（T high）続けた後、低い圧力（P low）で短時間（T low）行う別の換気モードである。 P low と比較して P high で過ごす時間は、通常の呼吸パターンと逆比例している。 例えば、患者はP highで5.2秒、P lowで0.8秒を過ごすことができる。 P high の時間は肺胞の動員を著しく増加させ維持し、それによって酸素化を向上させるという理論である。 APRVは酸素化を改善するかもしれないが、ARDSの生存率向上を証明するランダム化比較試験はない。
仰臥位
ARDS患者の60～75％は、仰臥位から腹臥位にすると酸素化率が有意に改善する。 酸素化の改善は急速で、多くの場合、FiO2またはCPAPのレベルを下げることができるほど実質的である。 仰臥位は、すべてのチューブおよびラインを固定するための適切な予防措置があれば安全であり、特別な装置を必要としない。
指摘された改善のメカニズムとしては、従属肺区域の動員、機能的残存容量(FRC)の増加、横隔膜の収縮の改善、心拍出量の増加、換気・灌流のマッチングの改善が考えられる。
伏臥位による酸素化の改善にもかかわらず、ARDSにおける伏臥位の初期の無作為比較試験では生存率が改善していないことが示されている。 イタリアの研究では，酸素化が有意に改善したにもかかわらず，ICU退院までの生存率および6か月後の生存率は，仰臥位でケアを受けた患者と比較して変化がなかった。 この研究は、患者を1日平均7時間しか仰臥位に保たなかったため、批判を浴びた。 さらに、その後のフランスの研究では、患者が1日8時間以上横臥位で過ごしたが、28日または90日の死亡率、機械的換気の期間、人工呼吸器関連肺炎（VAP）の発症の点で、横臥位の利点は記録されていない。 しかし、その後行われた無作為化比較試験では、重症ARDS患者を早期に、かつ1日16時間以上仰臥位にしたところ、死亡率に有意な効果が認められた。 この試験では、重症ARDS患者（PaO2/FiO2が< 150）を、12～24時間の安定期後に無作為に伏臥位とした。 28日死亡率は伏臥位群16％、仰臥位群32.8％であった。 患者の寝返りは手動で行った。 専用ベッドは不要であった
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