Intervention Review

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Partial liquid ventilation for preventing death and morbidity in adults with acute lung injury and acute respiratory distress syndrome

  1. Imelda M Galvin1,*,
  2. Andrew Steel2,
  3. Ruxandra Pinto3,
  4. Niall D Ferguson4,
  5. Mark W Davies5

Editorial Group: Cochrane Anaesthesia Group

Published Online: 23 JUL 2013

Assessed as up-to-date: 12 NOV 2012

DOI: 10.1002/14651858.CD003707.pub3


How to Cite

Galvin IM, Steel A, Pinto R, Ferguson ND, Davies MW. Partial liquid ventilation for preventing death and morbidity in adults with acute lung injury and acute respiratory distress syndrome. Cochrane Database of Systematic Reviews 2013, Issue 7. Art. No.: CD003707. DOI: 10.1002/14651858.CD003707.pub3.

Author Information

  1. 1

    Queen's University, Kingston, Ontario, Canada

  2. 2

    University of Toronto, Department of Anesthesiology and Interdepartmental Division of Critical Care Medicine, Toronto, Ontario, Canada

  3. 3

    Sunnybrook, Critical Care Medicine, Toronto, Ontario, Canada

  4. 4

    University Health Network and Mount Sinai Hospital, University of Toronto, Interdepartmental Division of Critical Care Medicine, Toronto, Ontario, Canada

  5. 5

    Department of Paediatrics & Child Health, The University of Queensland, Grantley Stable Neonatal Unit, Royal Brisbane and Women's Hospital, Brisbane, Queensland, Australia

*Imelda M Galvin, Queen's University, Kingston, Ontario, Canada. galvini@KGH.KARI.NET.

Publication History

  1. Publication Status: Edited (no change to conclusions)
  2. Published Online: 23 JUL 2013

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Abstract

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  5. Résumé simplifié

Background

Acute lung injury (ALI) and acute respiratory distress syndrome (ARDS) are syndromes of severe respiratory failure that are associated with substantial mortality and morbidity. Artifical ventilatory support is commonly required and may exacerbate lung injury. Partial liquid ventilation (PLV) has been proposed as a less injurious form of ventilatory support for these patients. Although PLV has been shown to improve gas exchange and to reduce inflammation in experimental models of ALI, a previous systematic review did not find any evidence to support or refute its use in humans with ALI and ARDS.

Objectives

The primary objective of this review was to assess whether PLV reduced mortality (at 28 d, at discharge from the intensive care unit (ICU), at discharge from hospital and at one, two and five years) in adults with ALI or ARDS when compared with conventional ventilatory support.

Secondary objectives were to determine how PLV compared with conventional ventilation with regard to duration of invasive mechanical ventilation, duration of respiratory support, duration of oxygen therapy, length of ICU stay, length of hospital stay, incidence of infection, long-term cognitive impairment, long-term health related quality of life, long- term lung function, long-term morbidity costs and adverse events. The following adverse events were considered: hypoxia (arterial PO2 <80 mm Hg), pneumothorax (any air leak into the pleural space requiring therapeutic intervention), hypotension (systolic blood pressure < 90 mm Hg sustained for longer than two minutes or requiring treatment with fluids or vasoactive drugs), bradycardia (heart rate < 50 beats per minute sustained for longer than one minute or requiring therapeutic intervention) and cardiac arrest (absence of effective cardiac output).

Search methods

In this updated review, we searched the Cochrane Central Register of Controlled Trials (CENTRAL Issue 10, 2012, in The Cochrane Library; MEDLINE (Ovid SP, 1966 to November 2012); EMBASE (Ovid SP, 1980 to November 2012) and CINAHL (EBSCOhost,1982 to November 2012) for published studies. In our original review, we searched until May 2004.

Grey literature was identified by searching conference proceedings and trial registries and by contacting experts in the field.

Selection criteria

As in the original review, review authors selected randomized controlled trials that compared PLV with other forms of ventilation in adults (16 y of age or older) with ALI or ARDS, reporting one or more of the following: mortality; duration of mechanical ventilation, respiratory support, oxygen therapy, stay in the intensive care unit or stay in hospital; infection; long-term cognitive impairment or health-related quality of life; long-term lung function or cost.

Data collection and analysis

Two review authors independently evaluated the quality of the relevant studies and extracted the data from included studies.

Main results

In this updated review, one new eligible study was identified and included, yielding a total of two eligible studies (including a combined total of 401 participants). Of those 401 participants, 170 received 'high'-dose partial liquid ventilation (i.e. a mean dose of at least 20 mL/kg), 99 received 'low-dose' partial liquid ventilation (i.e. a dose of 10 mL/kg) and 132 received conventional mechanical ventilation (CMV). Pooled estimates of effect were calculated for all those who received 'high'-dose PLV versus conventional ventilation. No evidence indicated that 'high'-dose PLV either reduced mortality at 28 d (risk ratio (RR) 1.21, 95% confidence interval (CI) 0.79 to 1.85, P = 0.37) or increased the number of days free of CMV at 28 d (mean difference (MD) -2.24, 95% CI -4.71 to 0.23, P = 0.08). The pooled estimate of effect for bradycardia in those who received PLV was significantly greater than in those who received CMV (RR 2.51, 95% CI 1.31 to 4.81, P = 0.005). Pooled estimates of effect for the following adverse events-hypoxia, pneumothorax, hypotension and cardiac arrest-all showed a nonsignificant trend towards a higher occurrence of these events in those treated with PLV. Because neither eligible study addressed morbidity or mortality beyond 28 d, it was not possible to determine the effect of PLV on these outcomes.

Authors' conclusions

No evidence supports the use of PLV in ALI or ARDS; some evidence suggests an increased risk of adverse events associated with its use.

 

Plain language summary

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No evidence of benefit of partial liquid ventilation in adults with acute lung injury and some evidence of increased risk associated with its use

Seriously ill adults can get a severe lung disease called acute lung injury or acute respiratory distress syndrome, which stops enough oxygen from getting into the blood. About half of these patients die, and for those who survive, it can take several years to get back to near normal.

At the height of their illness, many of these patients are unable to breathe properly and need the assistance of a breathing machine called a ventilator, which pushes gas into the lungs under pressure through a process called artifical ventilation. Artifical ventilation can cause further damage to the lungs. The need to support breathing for these patients, while avoiding further lung damage, has led to a search for gentler types of ventilation.

One such gentler type of ventilation is called partial liquid ventilation. It uses a special liquid called perfluorocarbon instead of the gas used by traditional ventilators.

The purpose of this systematic review was to determine whether patients with acute lung injury who received partial liquid ventilation were less likely to die or were more likely to recover completely than those who received traditional gas ventilation.

To provide the best possible answer to this question, this review was conducted in a special preplanned way with the intention of putting together the results of all selected studies to produce an overall measure of the value of partial liquid ventilation. Two eligible studies (including a total of 401 participants) were found, and a comparison was made between those who received similar doses of perfluorocarbon and those who received traditional ventilation. No evidence indicated that partial liquid ventilation reduced the risk of death or the duration of artifical ventilation, and some evidence suggested that it may increase the risk of complications, including low blood oxygen levels, low heart rate, low blood pressure, air leakage from the lungs and cardiac collapse.

 

Résumé

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La ventilation liquide partielle pour prévenir la mortalité et la morbidité chez les adultes présentant des lésions pulmonaires aiguës et un syndrome de détresse respiratoire aiguë

Contexte

La lésion pulmonaire aigüe (LPA) et le syndrome de détresse respiratoire aiguë (SDRA) sont des syndromes d'insuffisance respiratoire sévère qui sont associées à une mortalité et une morbidité importante. Une assistance ventilatoire artificielle est souvent nécessaire et peut exacerber les lésions pulmonaires. La ventilation liquide partielle (VLP) a été proposée comme une forme de l'assistance respiratoire moins nocive pour ces patients. Même sil a été démontré que la VLP améliore l'échange gazeux et réduit l'inflammation dans les modèles expérimentaux d'une lésion pulmonaire aiguë (LPA), une revue systématique précédente n'avait trouvé aucune preuve permettant de recommander ou déconseiller son utilisation chez l'homme, avec une LPA ou un SDRA.

Objectifs

L'objectif principal de cette revue était d'évaluer si la VLP réduit la mortalité (à 28 jours, à la sortie de l'unité de soins intensifs (USI), à la sortie de l'hôpital et à un, deux et cinq ans) chez les adultes présentant des LPA ou un SDRA par rapport à l'assistance respiratoire conventionnelle.

Les objectifs secondaire étaient d'évaluer l'efficacité de la VLP par rapport à la ventilation conventionnelle en ce qui concerne la durée de la ventilation mécanique invasive, la durée de l'assistance respiratoire, la durée de l'oxygénothérapie, la durée du séjour en USI, la durée du séjour à l'hôpital, l'incidence dinfection et de trouble cognitif à long terme, la qualité de vie liée à la santé à long terme, la fonction pulmonaire à long terme, la morbidité à long terme, les coûts et les événements indésirables. Les événements indésirables suivants ont été pris en compte : une hypoxie (PO artérielle 2< 80 mm Hg), un pneumothorax (une fuite d'air dans la cavité pleurale nécessitant une intervention thérapeutique), l'hypotension (pression artérielle systolique &lt; 90 mm Hg pour une durée supérieure à deux minutes ou nécessitant un traitement avec des liquides ou médicaments vasoactifs), la bradycardie (fréquence cardiaque &lt; 50 battements par minute durable pendant plus d'une minute ou nécessitant une intervention thérapeutique) et un arrêt cardiaque (absence d'efficacité du débit cardiaque).

Stratégie de recherche documentaire

Dans cette mise à jour de revue, nous avons recherché des études publiéés dans le registre Cochrane des essais contrôlés (CENTRAL, numéro 10, 2012, in La Bibliothèque Cochrane; MEDLINE (Ovid SP, de 1966 à novembre 2012) ; EMBASE (Ovid SP, de 1980 à novembre 2012) et CINAHL (EBSCOhost, de 1982 à novembre 2012). Dans notre revue initiale, nous avons effectué des recherches jusqu'à mai 2004.

La littérature grise a été identifiée par des recherches dans les actes de conférence et des registres d'essais et en contactant des experts dans le domaine.

Critères de sélection

Comme dans la revue originale, les auteurs de revue ont sélectionné les essais contrôlés randomisés qui comparaient la VLP avec d'autres formes de ventilation chez les adultes (âgés de 16 ans ou plus) avec une LPA ou un SDRA, rapportant un ou plusieurs des critères suivants : mortalité , durée de la ventilation mécanique, aide respiratoire, oxygénothérapie, séjour en unité de soins intensifs ou à l'hôpital ; infection ; trouble cognitif à long terme ou qualité de vie liée à la santé ; fonction pulmonaire à long terme ou coût.

Recueil et analyse des données

Deux auteurs de la revue ont indépendamment évalué la qualité des études pertinentes et extrait les données issues des études incluses.

Résultats Principaux

Dans cette mise à jour de revue, une nouvelle étude éligible a été identifiée et incluse, donnant un total de deux études éligibles (incluant un total combiné de 401 participants). Sur le total de 401 participants, 170 ont reçu la ventilation liquide partielle à une «dose élevée» (i.e. une dose moyenne dau moins 20 ml/kg), 99 ont reçu la ventilation liquide partielle à faible dose (i.e. une dose de 10 ml/kg) et 132 ont reçu la ventilation mécanique conventionnelle (VMC). Les estimations combinées des effets ont été calculés pour tous les participants ayant reçu la VLP à dose « élevé » versus la ventilation conventionnelle. Il ny a pas de preuve que la VLP à dose « élevée » réduit la mortalité à 28 jours (risque relatif (RR) 1,21, intervalle de confiance (IC) à 95 % 0,79-1,85 ; P = 0,37) ou une augmentation du nombre de jours sans CMV à 28 jours (différence moyenne (DM) de -2,24, IC à 95 % -4.71 à 0,23, P = 0,08). L'estimation combinée de l'effet pour la bradycardie chez ceux ayant reçu la VLP était significativement plus élevée que chez ceux ayant reçu la VMC (RR 2,51, IC à 95 % 1,31 à 4,81, P =0,005). Les estimations combinées pour les effets indésirables suivants: hypoxie, pneumothorax, hypotension et arret cardiaque, ont toutes montré une tendance non significative à une plus grande occurrence de ces événements chez ceux traités avec la VLP. Puisque aucune étude éligible ne portait sur la morbidité ou la mortalité au-delà de 28 jous, il n'a pas été possible de déterminer l'effet de la VLP sur ces critères de jugement.

Conclusions des auteurs

Aucune donnée factuelle ne supporte l'utilisation de la VLP pour une LPA ou un SDRA ; certaines donnés suggèrent un risque accru d'événements indésirables associés à son utilisation.

 

Résumé simplifié

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La ventilation liquide partielle pour prévenir la mortalité et la morbidité chez les adultes présentant des lésions pulmonaires aiguës et un syndrome de détresse respiratoire aiguë

Aucune preuve du bénéfice de la ventilation liquide partielle chez les adultes présentant des lésions pulmonaires aiguës et un niveau de preuve limité d'un risque accru associé à son utilisation

Les adultes sévèrement malades peuvent être victimes d'une grave maladie pulmonaire connue sous le nom de lésions pulmonaires aiguës ou syndrome de détresse respiratoire aiguë, qui empêche quune quantité suffisante doxygène passe dans le sang. Environ la moitié de ces patients meurent, et chez les survivants, le retour à la quasi normale peut prendre plusieurs années.

Lors de lacmé de leur maladie, de nombreux patients ne parviennent pas à respirer correctement et nécessitent l'aide d'un respirateur artificiel appelé ventilateur, qui pousse les gaz dans les poumons sous pression par un procédé appelé ventilation artificielle. La ventilation artificielle peut entraîner des lésions pulmonaires. Le fait que ces patients aient besoin dune assistance respiratoire, tout en évitant dautres lésions pulmonaires, a conduit à une recherche de méthodes de ventilation plus douces.

Une de ces méthodes de ventilation plus douce est appelée la ventilation liquide partielle . On utilise un liquide spécial appelé le perfluorocarbone au lieu des gaz utilisés par la méthode de ventilation traditionnelle.

L'objectif de cette revue systématique était de déterminer si les patients présentant des lésions pulmonaires aiguës qui bénéficiaent dune ventilation liquide partielle avaient une probabilité moindre de décès ou avaient une probabilité plus élevée de rétablissement complet que ceux ayant reçu une ventilation traditionnelle par gaz.

Afin de fournir les meilleures réponses possibles à cette question, cette revue a été réalisée dune manière préplanifiée avec l'intention de combiner les résultats de toutes les études sélectionnées pour produire une mesure globale de la valeur de la ventilation liquide partielle. Deux études éligibles (incluant un total de 401 participants) ont été trouvées, et une comparaison a été établie entre ceux qui recevaient des doses semblables de perfluorocarbone et ceux qui recevaient une ventilation traditionnelle. Aucune donnée nindique que la ventilation liquide partielle réduirait le risque de décès ou la durée de ventilation artificielle, et certaines preuves suggéraient qu'elle pourrait augmenter le risque de complications, notamment un faible taux d'oxygène dans le sang, une faible fréquence cardiaque, une faible tension artérielle, des fuites d'air dans les poumons et un collapsus cardiaque.

Notes de traduction

Traduit par: French Cochrane Centre 16th January, 2014
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