Durante uma palestra sobre Emergências Pediátricas em um hospital de referência em São Paulo, um caso clínico de uma criança com Insuficiência Respiratória Aguda foi analisado. A criança apresentava sinais de desconforto respiratório grave, incluindo uso de musculatura acessória e cianose. Os exames revelaram hipoxemia com Pa02 de 55 mmHg, hipercapnia com PaCO2 de 50 mmHg e pH sanguíneo de 7.30. Qual das seguintes abordagens terapêuticas é a mais apropriada para o manejo imediato deste paciente?