Um homem de 70 anos, com histórico de Doença Pulmonar Obstrutiva Crônica (DPOC) e uso de broncodilatadores de longa duração, é admitido no pronto-socorro com aumento da dispneia, tosse produtiva e febre de 38,5°C. Na avaliação clínica, paciente encontra-se hemodinamicamente estável e cooperativo, apesar de estar angustiado com a condição presente. A gasometria arterial mostra pH 7,28, PaCO2 60 mmHg e PaO2 55 mmHg. Ao exame físico, apresenta uso de musculatura acessória e crepitações em bases pulmonares. Qual é o próximo passo mais apropriado no manejo?