Volume-targeted versus pressure-limited ventilation in the neonate

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Authors


Abstract

Background

Damage caused by lung overdistension (volutrauma) has been implicated in the development bronchopulmonary dysplasia (BPD). Modern neonatal ventilation modes can target a set tidal volume as an alternative to traditional pressure-limited ventilation using a fixed inflation pressure. Volume targeting aims to produce a more stable tidal volume in order to reduce lung damage and stabilise pCO2

Objectives

To determine whether volume-targeted ventilation (VTV) compared with pressure-limited ventilation (PLV) leads to reduced rates of death and BPD in newborn infants. Secondary objectives were to determine whether use of VTV affected outcomes including air leak, cranial ultrasound findings and neurodevelopment.

Search methods

The search strategy comprised searches of the Cochrane Central Register of Controlled Trials, MEDLINE PubMed 1966 to January 2010, and hand searches of reference lists of relevant articles and conference proceedings.

Selection criteria

All randomised and quasi-randomised trials comparing the use of volume-targeted versus pressure-limited ventilation in infants of less than 28 days corrected age.

Data collection and analysis

Two review authors assessed the methodological quality of eligible trials and extracted data independently. When appropriate, meta-analysis was conducted to provide a pooled estimate of effect. For categorical data the relative risk (RR) and risk difference (RD) were calculated with 95% confidence intervals. Number needed to treat was calculated when RD was statistically significant. Continuous data were analysed using weighted mean difference.

Main results

Twelve randomised trials met our inclusion criteria; nine parallel trials (629 infants) and three crossover trials (64 infants).

The use of VTV modes resulted in a reduction in the combined outcome of death or bronchopulmonary dysplasia [typical RR 0.73 (95% CI 0.57 to 0.93), NNT8 (95% CI 5 to 33)]. VTV modes also resulted in reductions in pneumothorax [typical RR 0.46 (95% CI 0.25 to 0.84), NNT 17 (95% CI 10 to 100)], days of ventilation [MD -2.36 (95% CI -3.9 to -0.8)], hypocarbia [typical RR 0.56 (95%CI 0.33 to 0.96), NNT 4 (95% CI 2 to 25)] and the combined outcome of periventricular leukomalacia or grade 3-4 intraventricular haemorrhage [typical RR 0.48 (95% CI 0.28 to 0.84), NNT 11 (95% CI 7 to 50)].

Authors' conclusions

Infants ventilated using VTV modes had reduced death and chronic lung disease compared with infants ventilated using PLV modes. Further studies are needed to identify whether VTV modes improve neurodevelopmental outcomes and to compare and refine VTV strategies.

Resumen

Antecedentes

Ventilación con volumen definido versus ventilación con presión limitada en el neonato

El daño causado por la sobredistensión pulmonar (volutrauma) ha sido implicado en la génesis de la displasia broncopulmonar (DBP). Las modalidades modernas de ventilación neonatal pueden dirigirse a un volumen corriente definido como alternativa a la ventilación tradicional con presión limitada con el uso de presión de insuflación fija. El volumen definido se dirige a producir un volumen corriente más estable para reducir el daño pulmonar y estabilizar el pCO2

Objetivos

Determinar si la ventilación con volumen definido comparada con la ventilación con presión limitada disminuye las tasas de muerte y de DBP en los neonatos. Los objetivos secundarios fueron determinar si el uso de ventilación con volumen definido afectó tales resultados como la fuga de aire, los resultados de ecografía craneal y el desarrollo neurológico.

Estrategia de búsqueda

La estrategia de búsqueda incluyó búsquedas en el Registro Cochrane Central de Ensayos Controlados (Cochrane Central Register of Controlled Trials, CENTRAL), MEDLINE PubMed 1966 a enero de 2010, y búsquedas manuales en las listas de referencias de artículos relevantes y resúmenes de congresos.

Criterios de selección

Todos los ensayos con asignaición aleatoria y cuasialeatoria que compararon el uso de ventilación con volumen definido versus ventilación con presión limitada en neonatos en los primeros 28 días de edad corregida.

Obtención y análisis de los datos

Dos revisores evaluaron la calidad metodológica de los ensayos elegibles y extrajeron los datos de forma independiente. Cuando fue apropiado, se realizó un metanálisis para proporcionar una estimación combinada del efecto. En los resultados categóricos, se calculó el riesgo relativo (RR) y la diferencia de riesgos (DR) con intervalos de confianza del 95%. Se calculó el número necesario a tratar (NNT) cuando la DR fue estadísticamente significativa. Los datos continuos se analizaron mediante la diferencia de medias ponderada.

Resultados principales

Doce ensayos con asignación aleatoria cumplieron los criterios de inclusión; nueve ensayos paralelos (629 neonatos) y tres ensayos cruzados (crossover) (64 neonatos).

El uso de las modalidades de ventilación con volumen definido provocó una reducción del resultado combinado de muerte o displasia broncopulmonar (RR típico 0,73, IC del 95%: 0,57 a 0,93; NNT 8, IC del 95%: 5 a 33). Las modalidades de ventilación con volumen definido también provocaron reducciones en el neumotórax (RR típico 0,46, IC del 95%: 0,25 a 0,84; NNT 17, IC del 95%: 10 a 100; días de ventilación DM −2,36, IC del 95%: −3,9 a −0,8; hipocapnia RR típico 0,56, IC del 95%: 0,33 a 0,96; NNT 4, IC del 95%: 2 a 25; y el resultado combinado de leucomalacia periventricular o hemorragia intraventricular grado 3–4 RR típico 0,48, IC del 95%: 0,28 a 0,84; NNT 11, IC del 95%: 7 a 50).

Conclusiones de los autores

Los neonatos que recibieron ventilación con volumen definido presentaron tasas reducidas de muerte y enfermedad pulmonar crónica en comparación con los neonatos que recibieron ventilación con presión limitada. Se necesitan estudios adicionales para identificar si las modalidades de ventilación con volumen definido mejoran los resultados de retraso del desarrollo neurológico y para comparar y perfeccionar las estrategias de ventilación con volumen definido.

Traducción

Traducción realizada por el Centro Cochrane Iberoamericano

Résumé scientifique

Ventilation à volume cible versus à pression limitée chez les nouveau-nés

Contexte

Les lésions provoquées par une surdistension pulmonaire (volotraumatisme) pourraient être impliquées dans le développement d'une dysplasie broncho-pulmonaire (DBP). Les méthodes de ventilation néonatale modernes qui ciblent un volume courant prédéterminé peuvent constituer une alternative à la ventilation à pression limitée traditionnelle qui utilise une pression de distension fixe. L'objectif du ciblage du volume est de produire un volume courant plus stable afin de réduire les lésions pulmonaires et de stabiliser la pCO2

Objectifs

Déterminer si la ventilation à volume cible (VVC) par rapport à la ventilation à pression limitée (VPL) entraîne une réduction des taux de mortalité et de DBP chez les nouveau-nés. Les objectifs secondaires étaient de déterminer si l'utilisation de la VVC avait un impact sur des critères de jugement tels que la fuite d'air, les résultats de l'échographie crânienne et le développement neurologique.

Stratégie de recherche documentaire

La stratégie de recherche documentaire incluait notamment des recherches dans le registre Cochrane central des essais contrôlés, MEDLINE et PubMed de 1966 à janvier 2010, ainsi que des recherches manuelles dans les références bibliographiques des articles et actes de congrès pertinents.

Critères de sélection

Tous les essais randomisés et quasi-randomisés comparant l'utilisation d'une ventilation à volume cible versus à pression limitée chez des nourrissons de moins de 28 jours d'âge corrigé.

Recueil et analyse des données

Deux auteurs de revue ont évalué la qualité méthodologique des essais éligibles et extrait les données de manière indépendante. Dans certains cas, des méta-analyses ont été effectuées afin d’obtenir une estimation regroupée des effets. Pour les données catégorielles, le risque relatif (RR) et la différence de risques (DR) ont été calculés avec des intervalles de confiance à 95 %. Le nombre de sujets à traiter a été calculé lorsque la DR était statistiquement significative. Les données continues ont été analysées à l'aide de la différence moyenne pondérée.

Résultats principaux

Douze essais randomisés remplissaient nos critères d'inclusion ; neuf essais en parallèle (629 nourrissons) et trois essais croisés (64 nourrissons).

L'utilisation de la méthode VVC entraînait une réduction du résultat combiné des décès et de la dysplasie broncho-pulmonaire [RR typique de 0,73 (IC à 95 %, entre 0,57 et 0,93), NST de 8 (IC à 95 %, entre 5 et 33)]. La méthode VVC entraînait également des réductions du pneumothorax [RR typique de 0,46 (IC à 95 %, entre 0,25 et 0,84), NST de 17 (IC à 95 %, entre 10 et 100)], du nombre de jours sous ventilation [DM de -2,36 (IC à 95 %, entre -3,9 et -0,8)], de l'hypocapnie [RR typique de 0,56 (IC à 95 %, entre 0,33 et 0,96), NST de 4 (IC à 95 %, entre 2 et 25)] et du résultat combiné de la leucomalacie périventriculaire et des hémorragies intraventriculaires de grade 3-4 [RR typique de 0,48 (IC à 95 %, entre 0,28 et 0,84), NST de 11 (IC à 95 %, entre 7 et 50)].

Conclusions des auteurs

Une réduction de la mortalité et de la maladie pulmonaire chronique était observée chez les nourrissons ventilés avec la méthode VVC par rapport aux nourrissons ventilés avec la méthode VPL. D'autres études sont nécessaires afin de déterminer si la méthode VVC améliore les résultats du développement neurologique, et comparer et affiner les stratégies de VVC.

アブストラクト

新生児における従量式人工呼吸と従圧式人工呼吸の比較

背景

肺過拡張による損傷(圧外傷)は、気管支肺形成異常(BPD)の発生に関与している。最新式の新生児換気モードは、固定膨張圧を用いた伝統的な従圧式人工呼吸の代替法として設定換気量を決めることができる。従量式は、肺損傷を減じpCO2を安定化させるため、より安定した1回換気量を生じることを目指している。

目的

新生児において、従量式人工呼吸(VTV)は従圧式人工呼吸(PLV)と比較して死亡率やBPD発生率の低下に結びつくか否かを検討する。副次目的は、VTV使用は、空気漏れ、頭部超音波所見、神経発達などのアウトカムに影響を与えるか否かを検討することであった。

検索戦略

検索戦略は、Cochrane Central Register of Controlled Trials、MEDLINE PubMedの検索(1966年から2010年1月まで)、および関連性のある論文の参考文献リストや学会議事録のハンドサーチから成った。

選択基準

補正年齢28日未満の乳児を対象として、従量式人工呼吸使用と従圧式人工呼吸使用を比較している全てのランダム化および準ランダム化試験。

データ収集と分析

2人のレビューアが独自に適格な試験の方法論的質を評価し、データを抽出した。適切な場合、メタアナリシスを行い、効果の統合推定値を求めた。カテゴリー・データに対して、相対リスク(RR)とリスク差(RD)を95%信頼区間とともに計算した。RDが統計学的有意であった場合、治療必要数を計算した。連続データを、重みつき平均差を用いて解析した。

主な結果

12件のランダム化試験が選択基準を満たした;並行群間試験9件(629例の乳児)、クロスオーバー試験3件(64例の乳児)。VTVモードの使用は死亡か気管支肺形成異常の複合アウトカムを減じた[typical RR 0.73(95%CI 0.57~0.93)、NNT 8例(95%CI 5~33)]。VTVモードは気胸[typical RR 0.46(95%CI 0.25~0.84)、NNT 17例(95%CI 10~100)]、人工呼吸日数[MD -2.36(95%CI -3.9~-0.8)]、低炭酸症[typical RR 0.56(95%CI 0.33~0.96)、NNT 4例(95%CI 2~25)]、および、脳室周囲白質軟化症かグレード3~4の脳室内出血の複合アウトカム[typical RR 0.48(95%CI 0.28~0.84、NNT 11例(95%CI 7~50))の減少ももたらした。

著者の結論

VTVモードを用いて換気された乳児では、PLVモードを用いて換気された乳児と比較して、死亡や慢性肺疾患が少なかった。VTVモードは神経発達アウトカムを改善するかどうかを確認し、複数のVTV戦略を比較し洗練するために、更なる研究が必要である。

訳注

監  訳: 江藤 宏美,2011.7.12

実施組織: 厚生労働省委託事業によりMindsが実施した。

ご注意 : この日本語訳は、臨床医、疫学研究者などによる翻訳のチェックを受けて公開していますが、訳語の間違いなどお気づきの点がございましたら、Minds事務局までご連絡ください。Mindsでは最新版の日本語訳を掲載するよう努めておりますが、編集作業に伴うタイム・ラグが生じている場合もあります。ご利用に際しては、最新版(英語版)の内容をご確認ください。

Plain language summary

A comparison of volume targeted ventilation modes with traditional pressure limited ventilation modes for newborn babies

Preterm babies may need help to breathe. The risk of lung problems increases with increasing immaturity. For some babies, the assistance of a ventilator (breathing machine) can be life saving, however ventilators may also injure the baby’s immature lungs. New ‘volume targeted’ modes of ventilation have been developed which aim to reduce lung injury by controlling the amount of air entering the lungs with each breath. This review has compared the outcome of infants ventilated with volume targeted modes, with infants ventilated using traditional ‘pressure limited’ modes.

Babies ventilated using volume targeted modes of ventilation were more likely to survive free of lung damage. They needed ventilator assistance for a shorter duration and were less likely to develop pneumothorax (a condition when air escapes from the lung into the chest). They had more stable carbon dioxide levels in the blood, and had fewer brain ultrasound abnormalities. There was no evidence that volume targeted modes were more likely to harm the baby than traditional modes. More research is needed to understand whether volume targeted modes also lead to improvements in the development of movement and intellect. More research is also needed comparing different volume targeting techniques.

Résumé simplifié

Une comparaison entre des modes de ventilation à volume cible et les modes de ventilation traditionnels à pression limitée chez les nouveau-nés

Les bébés prématurés peuvent avoir besoin d'une assistance pour respirer. Plus l'immaturité est importante, plus le risque de problèmes pulmonaires augmente. L'utilisation d'un ventilateur (respirateur artificiel) peut sauver des vies, mais les ventilateurs peuvent également provoquer des lésions dans les poumons immatures des bébés. De nouveaux modes de ventilation dits à volume cible ont été développés afin de réduire les lésions pulmonaires en contrôlant la quantité d'air qui pénètre dans les poumons à chaque inspiration. Cette revue a comparé les résultats des nourrissons ventilés avec la méthode du volume cible à ceux des nourrissons ventilés avec la méthode traditionnelle de la pression dite limitée.

Les bébés ventilés avec la méthode du volume cible avaient plus de chances de survivre sans lésions pulmonaires. Ils nécessitaient une assistance ventilatoire plus courte et étaient moins susceptibles de développer un pneumothorax (une affection dans laquelle de l'air des poumons s'échappe dans le thorax). Ils présentaient des niveaux de dioxyde de carbone sanguin plus stables et moins d'anomalies cérébrales à l'échographie. Aucune preuve n'indiquait que la méthode du volume cible était plus susceptible d'entraîner des lésions que les méthodes traditionnelles. Des recherches supplémentaires sont nécessaires afin de déterminer si la méthode du volume cible améliore également le développement moteur et intellectuel. Des recherches supplémentaires sont également nécessaires pour comparer différentes techniques de ciblage du volume.

Notes de traduction

Traduit par: French Cochrane Centre 1st February, 2013
Traduction financée par: Instituts de Recherche en Sant� du Canada, Minist�re de la Sant� et des Services Sociaux du Qu�bec, Fonds de recherche du Qu�bec-Sant� et Institut National d'Excellence en Sant� et en Services Sociaux

Ringkasan bahasa mudah

Perbandingan kaedah ventilasi sasaran volum dengan kaedah ventilasi tekanan terhad yang tradisi untuk bayi baru lahir.

Bayi pramatang mungkin memerlukan bantuan untuk bernafas. Risiko masalah paru-paru meningkat dengan peningkatan ketidak-matangan. Untuk sesetengah bayi, bantuan ventilator (mesin bernafas) boleh menyelamatkan nyawa, tetapi mesin bantuan pernafasan juga boleh mencederakan paru-paru bayi yang tidak matang. Kaedah ventilasi baru "sasaran volum" telah diwujudkan dimana ia bertujuan untuk mengurangkan kecederaan paru-paru dengan mengawal jumlah udara yang memasuki paru-paru dengan setiap pernafasan. Ulasan ini telah membandingkan hasil kajian bayi yang diberikan ventilasi melalui kaedah sasaran volum dengan ventilasi tradisi melalui kaedah 'tekanan terhad'.

Bayi yang telah diberi bantuan pernafasan dengan menggunakan kaedah ventilasi sasaran volum adalah lebih cenderung sembuh bebas dari kecederaan paru-paru. Mereka memerlukan bantuan mesin pernafasan untuk tempoh yang lebih singkat dan kemungkinan mendapatkan pneumothorax menurun (satu keadaan dimana udara terkeluar dari paru-paru dan memasuki kawasan dada). Mereka mempunyai paras karbon dioksida yang lebih stabil dalam darah, dan kurang keabnormalan ultrasound otak. Tidak ada bukti bahawa kaedah sasaran volum lebih cenderung menyebabkan kecederaan kepada bayi berbanding kaedah tradisi. Lebih banyak penyelidikan diperlukan untuk memahami samada kaedah sasaran volum juga menyebabkan peningkatan dalam perkembangan pergerakan dan intelek bayi. Lebih banyak kajian juga diperlukan untuk membandingkan kaedah sasaran volum yang berlainan.

Catatan terjemahan

Diterjemahkan oleh Foo Sook Lee (Penang Medical College). Disunting oleh Tan May Loong (Penang Medical College). Untuk sebarang pertanyaan mengenai terjemahan ini sila hubungi fslee@pmc.edu.my. 

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