Intervention Review

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High-frequency ventilation versus conventional ventilation for treatment of acute lung injury and acute respiratory distress syndrome

  1. Sachin Sud1,*,
  2. Maneesh Sud2,
  3. Jan O Friedrich3,
  4. Hannah Wunsch4,
  5. Maureen O Meade5,
  6. Niall D Ferguson6,
  7. Neill KJ Adhikari7

Editorial Group: Cochrane Anaesthesia, Critical and Emergency Care Group

Published Online: 28 FEB 2013

Assessed as up-to-date: 1 MAR 2011

DOI: 10.1002/14651858.CD004085.pub3

How to Cite

Sud S, Sud M, Friedrich JO, Wunsch H, Meade MO, Ferguson ND, Adhikari NKJ. High-frequency ventilation versus conventional ventilation for treatment of acute lung injury and acute respiratory distress syndrome. Cochrane Database of Systematic Reviews 2013, Issue 2. Art. No.: CD004085. DOI: 10.1002/14651858.CD004085.pub3.

Author Information

  1. 1

    Trillium Health Center, University of Toronto, Division of Critical Care, Department of Medicine, Mississauga, Canada

  2. 2

    University of Toronto, Department of Medicine, Toronto, Ontario, Canada

  3. 3

    University of Toronto and Keenan Research Centre/Li Ka Shing Knowledge Institute, Critical Care and Medicine Departments, St. Michael's Hospital, Interdepartmental Division of Critical Care, Toronto, Ontario, Canada

  4. 4

    Mailman School of Public Health, Columbia University, Department of Anesthesiology, College of Physicians and Surgeons; Department of Epidemiology, New York, NY, USA

  5. 5

    McMaster University, Department of Clinical Epidemiology and Biostatistics, Hamilton, Ontario, Canada

  6. 6

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

  7. 7

    University of Toronto, and Department of Critical Care Medicine and Sunnybrook Research Institute, Sunnybrook Health Sciences Centre, Interdepartmental Division of Critical Care, Toronto, Ontario, Canada

*Sachin Sud, Division of Critical Care, Department of Medicine, Trillium Health Center, University of Toronto, Mississauga, Canada.

Publication History

  1. Publication Status: New search for studies and content updated (conclusions changed)
  2. Published Online: 28 FEB 2013




  1. Top of page
  2. Abstract
  3. Plain language summary
  4. Résumé scientifique
  5. Résumé simplifié


High frequency oscillation is an alternative to conventional mechanical ventilation that is sometimes used to treat patients with acute respiratory distress syndrome, but effects on oxygenation, mortality and adverse clinical outcomes are uncertain. This review was originally published in 2004 and was updated in 2011.


To determine clinical and physiological effects of high frequency oscillation (HFO) in patients with acute lung injury (ALI) or acute respiratory distress syndrome (ARDS) compared to conventional ventilation.

Search methods

We electronically searched CENTRAL (Ovid), MEDLINE (Ovid), EMBASE (Ovid), and ISI (from inception to March 2011). The original search was performed in 2002. We manually searched reference lists from included studies and review articles; searched conference proceedings of the American Thoracic Society (1994 to 2010), Society of Critical Care Medicine (1994 to 2010), European Society of Intensive Care Medicine (1994 to 2010), and American College of Chest Physicians (1994 to 2010); contacted clinical experts in the field; and searched for unpublished and ongoing trials in and

Selection criteria

Randomized controlled clinical trials comparing treatment using HFO with conventional mechanical ventilation for children and adults diagnosed with ALI or ARDS.

Data collection and analysis

Three authors independently extracted data on clinical, physiological, and safety outcomes according to a predefined protocol. We contacted investigators of all included studies to clarify methods and obtain additional data. We used random-effects models in the analyses.

Main results

Eight RCTs (n = 419) were included; almost all patients had ARDS. The risk of bias was low in six studies and unclear in two studies. The quality of evidence for hospital and six-month mortality was moderate and low, respectively. The ratio of partial pressure of oxygen to inspired fraction of oxygen at 24, 48, and 72 hours was 16% to 24% higher in patients receiving HFO. There were no significant differences in oxygenation index because mean airway pressure rose by 22% to 33% in patients receiving HFO (P < 0.01).  In patients randomized to HFO, mortality was significantly reduced (RR 0.77, 95% CI 0.61 to 0.98; P = 0.03; 6 trials, 365 patients, 160 deaths) and treatment failure (refractory hypoxaemia, hypercapnoea, hypotension, or barotrauma) was less likely (RR 0.67, 95% CI 0.46 to 0.99; P = 0.04; 5 trials, 337 patients, 73 events). Other risks, including adverse events, were similar. We found substantial between-trial statistical heterogeneity for physiological (I2 = 21% to 95%) but not clinical (I2 = 0%) outcomes.  Pooled results were based on few events for most clinical outcomes.

Authors' conclusions

The findings of this systematic review suggest that HFO was a promising treatment for ALI and ARDS prior to the uptake of current lung protective ventilation strategies. These findings may not be applicable with current conventional care, pending the results of large multi-centre trials currently underway.


Plain language summary

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  2. Abstract
  3. Plain language summary
  4. Résumé scientifique
  5. Résumé simplifié

High frequency oscillation for the treatment of acute respiratory distress syndrome

Acute lung injury (ALI) and acute respiratory distress syndrome (ARDS) are life-threatening conditions. They are characterized by acute lung inflammation causing pulmonary congestion, stiff lungs that increase the work of breathing, and reduced ability of the lungs to adequately oxygenate the blood. Survivors can have a reduced quality of life. Patients with ALI or ARDS usually require mechanical ventilation in order to prevent death. High frequency oscillation (HFO) ventilation differs from conventional ventilation in that very small tidal volumes are delivered very rapidly with each breath (3 to15 Hz, or 180 to 900 breaths per minute). HFO facilitates the re-expansion of collapsed lung tissue at a constant mean airway pressure. We performed a systematic review to determine whether HFO improves clinical outcomes (including preventing deaths) when compared to conventional mechanical ventilation of adults and children with ALI or ARDS.

We included eight randomized controlled trials enrolling 419 patients. HFO as an initial ventilation strategy reduced the risk of death in hospital by 23% in six trials enrolling 365 patients, and reduced the risk of treatment failure by 33% in five trials enrolling 337 patients. The ability of the lungs to oxygenate blood, measured at 24 to 72 hours of ventilation after randomization, was 16% to 24% better in patients receiving HFO. HFO had no effect on the duration of mechanical ventilation. The risk of adverse events, including low blood pressure or further injury to the lung due to high airway pressure, was not increased. We found substantial inconsistency for physiological outcomes such as oxygenation and carbon dioxide removal from the blood but not clinical outcomes. The quality of evidence is moderate at best for outcomes that would be most important to patients due to small numbers of trials, patients, and events. This indicates that randomized trials that are currently ongoing may change or impact these findings.


Résumé scientifique

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  5. Résumé simplifié

Ventilation à haute fréquence versus ventilation conventionnelle pour le traitement d'une lésion pulmonaire aigüe et d'un syndrome de détresse respiratoire aigüe


L'oscillation à haute fréquence est une alternative à la ventilation mécanique conventionnelle qui est parfois utilisée pour traiter les patients atteints d'un syndrome de détresse respiratoire aigüe, mais on ignore les effets sur l'oxygénation, la mortalité et les critères de jugement cliniques indésirables. Cette revue a été publiée à l'origine en 2004 et a été mise à jour en 2011.


Déterminer les effets cliniques et physiologiques de la ventilation à haute fréquence (VHF) chez les patients présentant des lésions pulmonaires aiguës (LPA) ou un syndrome de détresse respiratoire aiguë (SDRA) comparé à ceux de la ventilation conventionnelle.

Stratégie de recherche documentaire

Nous avons effectué une recherche électronique dans CENTRAL (Ovid), MEDLINE (Ovid), EMBASE (Ovid) et ISI (de l'origine à mars 2011). La recherche originale a été réalisée en 2002. Nous avons recherché manuellement des listes bibliographiques dans les études incluses et dans des articles de revues ; nous avons consulté les actes de conférences de l'American Thoracic Society (de 1994 à 2010), de la Society of Critical Care Medicine (de 1994 à 2010), de l'European Society of Intensive Care Medicine (de 1994 à 2010) et de l'American College of Chest Physicians (de 1994 à 2010) ; nous avons contacté des experts cliniques dans le domaine et avons recherché des essais non publiés et en cours sur les sites et

Critères de sélection

Les essais cliniques contrôlés randomisés comparant le traitement par la VHF à une ventilation mécanique conventionnelle pour les enfants et les adultes ayant reçu un diagnostic de LPA ou de SDRA.

Recueil et analyse des données

Trois auteurs ont extrait de manière indépendante des données sur les critères de jugement cliniques, physiologiques et les critères de jugement de sécurité selon un protocole prédéfini. Nous avons contacté les chercheurs de toutes les études incluses pour obtenir des explications concernant les méthodes, ainsi que des données supplémentaires. Nous avons utilisé des modèles à effets aléatoires dans les analyses.

Résultats principaux

Huit ECR (n = 419) ont été inclus ; presque tous les patients présentaient un SDRA. Le risque de biais était faible dans six études et incertain dans deux études. La qualité des preuves pour la mortalité à l'hôpital et à six mois était modérée et faible, respectivement. Le rapport de la pression partielle d'oxygène sur la fraction d'oxygène inspiré à 24, 48 et 72 heures était de 16 % à 24 % supérieur chez les patients recevant une VHF. Il n'y a pas eu de différences significatives concernant l'index d'oxygénation, car la pression moyenne des voies respiratoires a augmenté dans une mesure de 22 % à 33 % chez les patients recevant une VHF (P <I>< </I>0,01). Chez les patients randomisés pour recevoir une VHF, la mortalité a été réduite significativement (RR 0,77, IC à 95 % 0,61 à 0,98 ; P = 0,03 ; 6 essais, 365 patients, 160 décès) et l'échec du traitement (hypoxémie, hypercapnie, hypotension ou barotraumatisme réfractaires) a été moins probable (RR 0,67, IC à 95 % 0,46 à 0,99 ; P = 0,04 ; 5 essais, 337 patients, 73 événements). Les autres risques, notamment les événements indésirables, ont été semblables. Nous avons constaté une hétérogénéité statistique importante entre les essais pour les critères de jugement physiologiques (I2 = 21 % à 95 %), mais non pour les critères de jugement cliniques (I2 = 0 %). Les résultats combinés se sont basés sur peu d'événements pour la plupart des critères de jugement cliniques.

Conclusions des auteurs

Les découvertes de cette revue systématique suggèrent que la VHF est un traitement prometteur pour les LPA et le SDRA avant la mise en œuvre des stratégies de ventilation actuelles de protection des poumons. Ces découvertes peuvent ne pas s'appliquer aux soins conventionnels actuels et sont en attente des résultats de vastes essais multicentriques actuellement en cours.


Résumé simplifié

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  5. Résumé simplifié

Oscillation à haute fréquence pour le traitement du syndrome de détresse respiratoire aigüe

Les lésions pulmonaires aiguës (LPA) et le syndrome de détresse respiratoire aiguë (SDRA) sont des affections potentiellement mortelles. Elles se caractérisent par une inflammation pulmonaire aigüe provoquant une congestion pulmonaire, une rigidité pulmonaire qui rend difficile la respiration et une capacité réduite des poumons à oxygéner correctement le sang. Les survivants peuvent avoir une qualité de vie réduite. Les patients atteints de LPA ou de SDRA ont généralement besoin d'une ventilation mécanique afin de prévenir le décès. La ventilation par oscillation à haute fréquence (VHF) diffère de la ventilation conventionnelle en ce que de très faibles volumes courants sont fournis très rapidement à chaque respiration (3 à 15 Hz ou 180 à 900 respirations par minute). La VHF facilite la réexpansion des tissus pulmonaires affaissés à une pression moyenne constante des voies aériennes. Nous avons effectué une revue systématique afin de déterminer si la VHF améliorait les critères d'évaluation cliniques (notamment la prévention des décès) comparé à une ventilation mécanique conventionnelle chez les adultes et les enfants atteints de LPA ou de SDRA.

Nous avons inclus huit essais contrôlés randomisés ayant recruté au total 419 patients. La VHF, à titre de stratégie de ventilation initiale, a réduit le risque de décès à l'hôpital de 23 % dans six essais ayant recruté 365 patients et a réduit le risque d'échec du traitement de 33 % dans cinq essais ayant recruté 337 patients. La capacité des poumons à oxygéner le sang, mesurée à 24 à 72 heures de ventilation après la randomisation, a été de 16 % à 24 % supérieure chez les patients recevant une VHF. La VHF n'a eu aucun effet sur la durée de la ventilation mécanique. Le risque d'événements indésirables, notamment une faible tension artérielle ou des lésions pulmonaires supplémentaires dues à la pression élevée dans les voies aériennes, n'a pas été accru. Nous avons trouvé des incohérences importantes pour les critères d'évaluation physiologiques, tels que l'oxygénation et l'élimination du dioxyde de carbone du sang, mais pas pour les critères d'évaluation cliniques. La qualité des preuves est au mieux modérée pour les critères d'évaluation qui seraient les plus importants pour les patients en raison du petit nombre d'essais, de patients et d'événements. Cela indique que les essais randomisés qui sont actuellement en cours pourraient modifier ou affecter ces résultats.

Notes de traduction

Traduit par: French Cochrane Centre 1st March, 2013
Traduction financée par: Pour la France : Ministère de la Santé. Pour le Canada : Instituts de recherche en santé du Canada, ministère de la Santé du Québec, Fonds de recherche de Québec-Santé et Institut national d'excellence en santé et en services sociaux.