Does the use of high PEEP levels prevent ventilator-induced lung injury?
- PMID: 28977263
- PMCID: PMC5496758
- DOI: 10.5935/0103-507X.20170032
Does the use of high PEEP levels prevent ventilator-induced lung injury?
Abstract
Overdistention and intratidal alveolar recruitment have been advocated as the main physical mechanisms responsible for ventilator-induced lung injury. Limiting tidal volume has a demonstrated survival benefit in patients with acute respiratory distress syndrome and is recognized as the cornerstone of protective ventilation. In contrast, the use of high positive end-expiratory pressure levels in clinical trials has yielded conflicting results and remains controversial. In the present review, we will discuss the benefits and limitations of the open lung approach and will discuss some recent experimental and clinical trials on the use of high versus low/moderate positive end-expiratory pressure levels. We will also distinguish dynamic (tidal volume) from static strain (positive end-expiratory pressure and mean airway pressure) and will discuss their roles in inducing ventilator-induced lung injury. High positive end-expiratory pressure strategies clearly decrease refractory hypoxemia in patients with acute respiratory distress syndrome, but they also increase static strain, which in turn may harm patients, especially those with lower levels of lung recruitability. In patients with severe respiratory failure, titrating positive end-expiratory pressure against the severity of hypoxemia, or providing it in a decremental fashion after a recruitment maneuver, is recommended. If high plateau, driving or mean airway pressures are observed, prone positioning or ultraprotective ventilation may be indicated to improve oxygenation without additional stress and strain in the lung.
A distensão excessiva e o recrutamento alveolar pelo volume corrente foram defendidos como os principais mecanismos físicos responsáveis pela lesão pulmonar induzida pelo ventilador. A limitação do volume corrente demonstrou benefícios quanto à sobrevivência em pacientes com síndrome da angústia respiratória aguda e é reconhecida como a pedra fundamental da ventilação protetora. Em contraste, o uso de elevados níveis de pressão positiva expiratória final em estudos clínicos gerou resultados conflitantes e ainda é um assunto controvertido. Nesta revisão, discutimos os benefícios e as limitações da abordagem de pulmão aberto, e debatemos alguns recentes estudos experimentais e clínicos, referentes ao uso de níveis baixos e moderados de pressão positiva expiratória final. Também distinguimos o estiramento dinâmico (volume corrente) do estático (pressão expiratória final positiva e pressão média nas vias aéreas) e discutimos seus papéis na indução da lesão pulmonar induzida pela ventilação. As estratégias com elevada pressão positiva expiratória final claramente diminuem a hipoxemia refratária em pacientes com síndrome da angústia respiratória aguda, porém também aumentam o estiramento estático, que, por sua vez, pode ser lesiva aos pacientes, especialmente para aqueles com nível mais baixo de recrutabilidade pulmonar. Em pacientes com insuficiência respiratória grave, recomenda-se a titulação da pressão positiva expiratória final contra a gravidade da hipoxemia, ou sua aplicação de uma forma decrescente após manobra de recrutamento. Caso sejam observadas elevadas pressões de platô, driving pressure ou pressão média nas vias aéreas, a posição prona ou ventilação ultraprotetora podem ser indicadas para melhora da oxigenação, sem estresse adicional e estiramento dos pulmões.
A distensão excessiva e o recrutamento alveolar pelo volume corrente foram defendidos como os principais mecanismos físicos responsáveis pela lesão pulmonar induzida pelo ventilador. A limitação do volume corrente demonstrou benefícios quanto à sobrevivência em pacientes com síndrome da angústia respiratória aguda e é reconhecida como a pedra fundamental da ventilação protetora. Em contraste, o uso de elevados níveis de pressão positiva expiratória final em estudos clínicos gerou resultados conflitantes e ainda é um assunto controvertido. Nesta revisão, discutimos os benefícios e as limitações da abordagem de pulmão aberto, e debatemos alguns recentes estudos experimentais e clínicos, referentes ao uso de níveis baixos e moderados de pressão positiva expiratória final. Também distinguimos o estiramento dinâmico (volume corrente) do estático (pressão expiratória final positiva e pressão média nas vias aéreas) e discutimos seus papéis na indução da lesão pulmonar induzida pela ventilação. As estratégias com elevada pressão positiva expiratória final claramente diminuem a hipoxemia refratária em pacientes com síndrome da angústia respiratória aguda, porém também aumentam o estiramento estático, que, por sua vez, pode ser lesiva aos pacientes, especialmente para aqueles com nível mais baixo de recrutabilidade pulmonar. Em pacientes com insuficiência respiratória grave, recomenda-se a titulação da pressão positiva expiratória final contra a gravidade da hipoxemia, ou sua aplicação de uma forma decrescente após manobra de recrutamento. Caso sejam observadas elevadas pressões de platô, driving pressure ou pressão média nas vias aéreas, a posição prona ou ventilação ultraprotetora podem ser indicadas para melhora da oxigenação, sem estresse adicional e estiramento dos pulmões.
Conflict of interest statement
Figures



Similar articles
-
Ventilator-induced lung injury during controlled ventilation in patients with acute respiratory distress syndrome: less is probably better.Expert Rev Respir Med. 2018 May;12(5):403-414. doi: 10.1080/17476348.2018.1457954. Epub 2018 Mar 29. Expert Rev Respir Med. 2018. PMID: 29575957 Review.
-
Ventilatory strategies in severe acute respiratory failure.Semin Respir Crit Care Med. 2014 Aug;35(4):418-30. doi: 10.1055/s-0034-1382154. Epub 2014 Aug 11. Semin Respir Crit Care Med. 2014. PMID: 25111640 Review.
-
Optimal Ventilator Strategies in Acute Respiratory Distress Syndrome.Semin Respir Crit Care Med. 2019 Feb;40(1):81-93. doi: 10.1055/s-0039-1683896. Epub 2019 May 6. Semin Respir Crit Care Med. 2019. PMID: 31060090 Free PMC article. Review.
-
Ventilation strategy using low tidal volumes, recruitment maneuvers, and high positive end-expiratory pressure for acute lung injury and acute respiratory distress syndrome: a randomized controlled trial.JAMA. 2008 Feb 13;299(6):637-45. doi: 10.1001/jama.299.6.637. JAMA. 2008. PMID: 18270352 Clinical Trial.
-
[Positive end-expiratory pressure and tidal volume titration after recruitment maneuver in a canine model of acute respiratory distress syndrome].Zhonghua Jie He He Hu Xi Za Zhi. 2005 Nov;28(11):763-8. Zhonghua Jie He He Hu Xi Za Zhi. 2005. PMID: 16324272 Chinese.
Cited by
-
Static Stretch Increases the Pro-Inflammatory Response of Rat Type 2 Alveolar Epithelial Cells to Dynamic Stretch.Front Physiol. 2022 Apr 11;13:838834. doi: 10.3389/fphys.2022.838834. eCollection 2022. Front Physiol. 2022. PMID: 35480037 Free PMC article.
-
Effect of positive end-expiratory pressure on lung injury and haemodynamics during experimental acute respiratory distress syndrome treated with extracorporeal membrane oxygenation and near-apnoeic ventilation.Br J Anaesth. 2021 Nov;127(5):807-814. doi: 10.1016/j.bja.2021.07.031. Epub 2021 Sep 8. Br J Anaesth. 2021. PMID: 34507822 Free PMC article.
-
Distribution and Magnitude of Regional Volumetric Lung Strain and Its Modification by PEEP in Healthy Anesthetized and Mechanically Ventilated Dogs.Front Vet Sci. 2022 Mar 14;9:839406. doi: 10.3389/fvets.2022.839406. eCollection 2022. Front Vet Sci. 2022. PMID: 35359684 Free PMC article.
References
-
- Slutsky AS, Ranieri VM. Ventilator-induced lung injury. N Engl J Med. 2013;369(22):2126–2136. Erratum in N Engl J Med. 2014;370(17):1668-9. - PubMed
-
- Acute Respiratory Distress Syndrome Network. Brower RG, Matthay MA, Morris A, Schoenfeld D, Thompson BT, Wheeler A. Ventilation with lower tidal volumes as compared with traditional tidal volumes for acute lung injury and the acute respiratory distress syndrome. N Engl J Med. 2000;342(18):1301–1308. - PubMed
-
- Amato MB, Barbas CS, Medeiros DM, Magaldi RB, Schettino GP, Lorenzi-Filho G. Effect of a protective-ventilation strategy on mortality in the acute respiratory distress syndrome. N Engl J Med. 1998;338(6):347–354. - PubMed
-
- Ranieri VM, Suter PM, Tortorella C, De Tullio R, Dayer JM, Brienza A. Effect of mechanical ventilation on inflammatory mediators in patients with acute respiratory distress syndrome a randomized controlled trial. JAMA. 1999;282(1):54–61. - PubMed
Publication types
MeSH terms
LinkOut - more resources
Full Text Sources
Other Literature Sources
Medical