What is the recommended approach to implementing mechanical power during mechanical ventilation in patients with Acute Respiratory Distress Syndrome (ARDS)?

Review: Implementasi Mechanical Power pada Pasien ARDS

Konsep Dasar Mechanical Power

Mechanical power merupakan energi mekanik per unit waktu yang ditransfer dari ventilator ke sistem respirasi, yang mencerminkan potensi cedera paru akibat ventilator (VILI) dan harus dinormalisasi terhadap jaringan paru yang terventilasi untuk memprediksi mortalitas secara akurat. 1, 2

Mechanical power terdiri dari komponen-komponen yang dapat diatur oleh klinisi, termasuk:

• Volume tidal (VT) 3
• Tekanan jalan napas (Paw) 3
• Aliran inspirasi (V') 3
• Respiratory rate (RR) 3
• Level PEEP 3

Formula Perhitungan Mechanical Power

Formula surrogate pressure control yang disederhanakan dapat digunakan secara akurat untuk menilai risiko mortalitas pada ARDS, bahkan ketika menggunakan ventilasi volume control: 1

MPRS = 0.098 × frekuensi napas × volume tidal × (PEEP + driving pressure) 1

Formula ini cukup akurat tanpa memerlukan kurva pressure-volume yang rumit secara klinis 1. Perhitungan dapat dilakukan dengan komponen dinamis (kinetik) dan statis (potensial), meskipun metode sederhana terutama mempertimbangkan komponen dinamis 3.

Ambang Batas Kritis Mechanical Power

Mortalitas meningkat secara konsisten lebih dari 2 kali lipat ketika mechanical power melebihi ambang batas yang telah ditetapkan: 1

• ≤15 J/min: Mortalitas 23% 1
• >15 J/min: Mortalitas 38% (OR 2.03) 1
• >20 J/min: Mortalitas 42% 1
• >25 J/min: Mortalitas 47% 1
• >30 J/min: Mortalitas 51% (OR 2.51) 1

Median mechanical power berbeda signifikan antara non-survivors dan survivors pada semua kategori ARDS Berlin: mild (24.7 vs 18.5 J/min), moderate (25.7 vs 21.3 J/min), dan severe (28.7 vs 23.5 J/min) 1.

Normalisasi Mechanical Power: Kunci Prediksi Mortalitas

Mechanical power yang dinormalisasi terhadap compliance sistem respirasi atau jaringan yang terventilasi baik merupakan prediktor mortalitas independen, bukan mechanical power absolut itu sendiri. 2

Parameter Normalisasi yang Terbukti Bermakna:

1. Normalisasi terhadap compliance sistem respirasi:

• Meningkatkan risiko mortalitas ICU (RR 1.79,95% CI 1.16-2.76) 2
• Transpulmonary mechanical power yang dinormalisasi juga signifikan (RR 1.74,95% CI 1.11-2.70) 2

2. Normalisasi terhadap jaringan yang terventilasi baik (well-inflated tissue):

• Meningkatkan risiko mortalitas ICU paling tinggi (RR 2.69,95% CI 1.10-6.56) 2
• Transpulmonary mechanical power yang dinormalisasi (RR 3.01,95% CI 1.15-7.91) 2

Konsep "intensity" (rasio mechanical power terhadap area alveolar yang terpapar energi) mencerminkan bahwa level mechanical power yang sama pada ukuran paru berbeda dapat memberikan efek berbeda 3, 2.

Strategi Implementasi Berbasis Guideline

Fondasi Ventilasi Protektif Paru (Rekomendasi Kuat)

Semua pasien ARDS harus menerima ventilasi volume rendah dengan volume tidal 4-8 ml/kg predicted body weight dan plateau pressure ≤30 cmH2O untuk meminimalkan mechanical power dan VILI: 4, 5

Strategi ini memiliki confidence moderate dalam estimasi efek dan merupakan satu-satunya metode yang terbukti mengurangi mortalitas ARDS 4, 6.

Titrasi PEEP untuk Optimalisasi Mechanical Power

Untuk ARDS moderate atau severe (PaO2/FiO2 <200), gunakan PEEP lebih tinggi (rerata 15.1 ± 3.6 cmH2O) dibandingkan PEEP rendah (rerata 9.1 ± 2.7 cmH2O): 4

• PEEP lebih tinggi menurunkan mortalitas pada ARDS moderate-severe (adjusted RR 0.90,95% CI 0.81-1.00) 4
• Tidak ada efek signifikan pada ARDS mild (adjusted RR 1.29,95% CI 0.91-1.83) 4
• Meningkatkan oksigenasi (PaO2/FIO2 61 mmHg lebih tinggi) 4
• Mengurangi atelektasis dan meningkatkan volume paru end-ekspirasi 4

Pertimbangan penting: PEEP tinggi dapat menyebabkan overdistensi alveolar, peningkatan shunt intrapulmoner, peningkatan dead space, dan resistensi vaskular pulmoner yang lebih tinggi hingga cor pulmonale 4.

Recruitment Maneuvers: Pendekatan Berhati-hati

Recruitment maneuvers dapat dipertimbangkan pada ARDS moderate-severe dengan monitoring hemodinamik ketat, tetapi hindari pada pasien dengan hipovolemia atau syok: 4, 7

• Menurunkan mortalitas (RR 0.81,95% CI 0.69-0.95) 4, 7
• Meningkatkan oksigenasi (52 mmHg lebih tinggi pada 24 jam) 4, 7
• Mengurangi kebutuhan rescue therapy (RR 0.64,95% CI 0.35-0.93) 4, 7
• Tidak meningkatkan barotrauma (RR 0.84,95% CI 0.46-1.55) 4, 7
• Risiko kompromi hemodinamik (RR 1.30,95% CI 0.92-1.83) 4, 7

Kontraindikasi absolut: 7

• Instabilitas hemodinamik atau hipovolemia aktif 7
• Penyakit kardiovaskular berat dengan cadangan hemodinamik terbatas 7
• Pneumotoraks baru atau kebocoran udara signifikan 7
• Peningkatan tekanan intrakranial (kontraindikasi relatif) 7

Prone Positioning untuk ARDS Berat

Untuk ARDS severe (PaO2/FiO2 <150 mmHg), lakukan prone positioning >12 jam per hari tanpa meningkatkan mechanical power yang diberikan: 4, 5, 6

Prone positioning meningkatkan homogenitas paru dan mengurangi stress risers regional tanpa menambah mechanical power 6. Ini merupakan rekomendasi kuat dengan confidence moderate 4.

Monitoring Parameter Kritis

Monitor secara kontinyu untuk menilai mechanical power dan risiko VILI: 5

• Plateau pressure (target ≤30 cmH2O) 5
• Driving pressure (ΔP = plateau pressure - PEEP) 5, 1
• Dynamic compliance 5
• PaO2 70-90 mmHg atau SpO2 88-92% 5

Driving pressure merupakan komponen penting dalam perhitungan mechanical power dan mencerminkan ventilasi yang disesuaikan dengan volume paru yang tersedia 6.

Algoritma Praktis Implementasi

Langkah 1: Inisiasi Ventilasi Protektif

• Set volume tidal 6 ml/kg PBW (range 4-8 ml/kg) 4, 5
• Target plateau pressure ≤30 cmH2O 4, 5
• Hitung mechanical power menggunakan formula: 0.098 × RR × VT × (PEEP + ΔP) 1

Langkah 2: Stratifikasi Berdasarkan Severitas ARDS

ARDS Mild (PaO2/FiO2 201-300):

• PEEP rendah-moderate (5-10 cmH2O) 4
• Target mechanical power <15 J/min 1
• Tidak ada indikasi prone positioning 4

ARDS Moderate (PaO2/FiO2 101-200):

• PEEP lebih tinggi (10-15 cmH2O) 4, 5
• Pertimbangkan recruitment maneuvers jika stabil hemodinamik 4, 7
• Target mechanical power <20 J/min 1

ARDS Severe (PaO2/FiO2 <100):

• PEEP tinggi (≥15 cmH2O) 4, 5
• Prone positioning >12 jam/hari (rekomendasi kuat) 4, 5, 6
• Recruitment maneuvers dengan monitoring ketat 4, 7
• Target mechanical power <25 J/min 1

Langkah 3: Normalisasi dan Evaluasi Risiko

Hitung mechanical power yang dinormalisasi:

• Terhadap compliance: MP/Crs 2
• Terhadap jaringan terventilasi (jika CT scan tersedia): MP/well-inflated tissue 2

Jika mechanical power >20 J/min atau mechanical power yang dinormalisasi tinggi:

• Kurangi respiratory rate jika memungkinkan 1, 3
• Pertimbangkan penurunan volume tidal lebih lanjut (minimum 4 ml/kg PBW) 4
• Optimalisasi PEEP untuk meningkatkan compliance 4
• Implementasi prone positioning jika severe ARDS 4, 6

Langkah 4: Monitoring Berkelanjutan

Evaluasi setiap 4-6 jam:

• Mechanical power dan tren 1, 2
• Plateau pressure dan driving pressure 5, 1
• Compliance sistem respirasi 5, 2
• Status hemodinamik 4, 7
• Gas darah arteri 5

Pitfalls yang Harus Dihindari

1. Menggunakan mechanical power absolut tanpa normalisasi: Mechanical power itu sendiri tidak memiliki hubungan kausal dengan mortalitas; yang penting adalah mechanical power yang dinormalisasi terhadap compliance atau jaringan yang terventilasi 2.

2. Menunda prone positioning pada ARDS severe: Prone positioning harus diimplementasikan lebih awal, bukan sebagai terapi penyelamatan terakhir 5, 6.

3. Melakukan recruitment maneuvers pada pasien hipovolemik: Risiko kompromi hemodinamik meningkat signifikan pada kondisi ini 4, 7.

4. Mengabaikan heterogenitas regional paru: ARDS fokal merespons lebih buruk terhadap strategi recruitment dan memiliki risiko overdistensi lebih tinggi 7. Variabel mekanik yang tersedia di bedside tidak mempertimbangkan properti mekanik regional paru ARDS 6.

5. Meningkatkan volume tidal meskipun mechanical power rendah: Bahkan pada level mechanical power rendah, peningkatan volume tidal menyebabkan kerusakan paru 3.

6. Menggunakan HFOV secara rutin: Rekomendasi kuat menentang penggunaan rutin high-frequency oscillatory ventilation pada ARDS moderate atau severe (high confidence) 4.

Integrasi dengan Manajemen ARDS Komprehensif

Mechanical power harus dipertimbangkan dalam konteks bundle ventilasi protektif lengkap:

• Sedation interruption dan spontaneous breathing trials harian 5
• Profilaksis DVT 5
• Elevasi kepala tempat tidur 30-45 derajat 8
• Pertimbangkan neuromuscular blockade dengan cisatracurium jika plateau pressure >30-35 cmH2O 5
• Hindari hipervolemia, pertahankan euvolemia 5

Weaning readiness assessment dimulai ketika:

• PaO2/FiO2 >200 mmHg 8
• PEEP <10 cmH2O 8
• Stabilitas hemodinamik tanpa vasopresor 8
• Mekanik respirasi membaik 8

Mechanical power yang dinormalisasi memberikan framework yang lebih baik untuk mengoptimalkan ventilasi mekanik pada pasien kritis dengan ARDS, dengan fokus pada minimalisasi VILI sambil mempertahankan pertukaran gas yang adekuat 6, 3, 2.