Vysokoprůtokový vzduch přes nosní kanylu versus neinvazivní kontinuální pozitivní tlak v dýchacích cestách pro hyperkapnické respirační selhání (HIGHforHyper)

Respirační selhání je hlavní příčinou morbidity a mortality a jedním z nejčastějších problémů, se kterými se na pohotovosti setkáváme. Hyperkapnické nebo hyperkarbické respirační selhání, také nazývané respirační selhání typu II, je charakterizováno selháním dýchacího systému v jedné z jeho dvou funkcí výměny plynů: eliminace oxidu uhličitého (CO2). Obvykle je tedy definován pomocí parciálního tlaku CO2 v arteriálním krevním plynu (PaCO2), přičemž hodnota vyšší než 50 mmHg je běžně používanou hranicí. Hyperkapnické respirační selhání je často spojeno se závažnými poruchami dýchacích cest, jako je astma a chronická obstrukční plicní nemoc (CHOPN), ale může se vyskytovat i u jiných stavů, kde je dechové úsilí omezeno, jako jsou intoxikace, neuromuskulární onemocnění nebo abnormality hrudní stěny. Hyperkapnické respirační selhání, tj. respirační selhání typu II, je často spojeno s hypoxemickým respiračním selháním, tj. respiračním selháním typu I, selháním oxygenace. Selhání typu I je však také často pozorováno bez hyperkapnie. Respirační selhání, jak typu I, tak II, lze dále rozdělit na akutní nebo chronické. Rozlišení mezi oběma formami je často náročné a kromě analýzy arteriálních krevních plynů může vyžadovat další testy k identifikaci klinických markerů, jako je polycytémie nebo plicní srdeční onemocnění. Z praktických důvodů je akutní respirační selhání často definováno jako stav, kdy se respirační selhání rozvíjí příliš rychle na to, aby umožnilo renální kompenzaci a zvýšení hladiny bikarbonátu (HCO3-), což vede k acidóze (pH nižší než 7,3). Terapeutické strategie hyperkapnického respiračního selhání zahrnují neinvazivní ventilační podporu CPAP, intubaci a mechanickou ventilaci (jak asistované, tak řízené formy) a ve velmi závažných případech mimotělní metody, jako jsou mimotělní systémy podpory života.

Neinvazivní ventilační podpora CPAP pomocí přileb nebo různých druhů těsných masek je současnou metodou volby pro léčbu pacientů s akutním respiračním selháním na jednotkách intenzivní péče. Mezi způsobilé pacienty patří pacienti s neporušenými dýchacími cestami, ochrannými reflexy dýchacích cest, kteří jsou dostatečně ostražití, aby splnili příkazy, zatímco pacienti, kteří tato kritéria postrádají, vyžadují okamžitou endotracheální intubaci. Neinvazivní ventilační podpora CPAP zlepšuje jak okysličení (poskytnutím vdechované frakce kyslíku (FiO2) 100 %, což není možné pomocí jednoduché Venturiho masky, tak možnost pozitivního tlaku na konci výdechu (PEEP), což zabraňuje kolapsu alveolů) a dekarboxylací (zvýšením dechového objemu). Bylo prokázáno, že snižuje jak potřebu intubace, tak mortalitu v nemocnici. Neinvazivní ventilační podpora CPAP však vyžaduje od poskytovatelů vysoký stupeň dovedností a intenzivní komunikaci s pacientem, aby vysvětlila užitečnost těsně přiléhajícího zařízení v obličeji v situaci vnímané masivní dušnosti. Přestože jsou závažné nežádoucí účinky neinvazivní ventilační podpory CPAP velmi vzácné, mohou se objevit bolesti a otlaky. Přes veškerou snahu poskytovatelů péče existuje relevantní podíl pacientů, kteří ventilační podporu přes těsnou masku vůbec netolerují. Asi 15 % pacientů léčbu netoleruje a dalších 25 % pacientů má kontraindikace. Ty mohou zahrnovat obecné kontraindikace proti neinvazivním technikám, jako je výše zmíněná absence ochranných reflexů dýchacích cest, ale také kontraindikace specifické pro těsné masky, jako jsou anatomické anomálie obličeje.

Terapie vysokoprůtokovým vzduchem přes nosní kanylu (HFA) se obvykle aplikuje pomocí nosní kanyly se širokým otvorem. Poskytuje až 60 litrů za minutu ohřáté a zvlhčené směsi plynů (s nastavitelným FiO2). Tato terapie je pro pacienta mnohem méně invazivní, a proto často lépe tolerovaná. HFA se v posledních letech stále více používá k léčbě hypoxického respiračního selhání (tj. selhání I. typu) a četné studie prokázaly jeho účinnost v této indikaci jak na jednotce intenzivní péče, tak na pohotovosti. Nedávný systematický přehled a metaanalýza dospěly k závěru, že se zlepšil komfort pacientů a snížilo se skóre dušnosti. Navzdory tomuto dobrému důkazu pro HFA při hypoxickém respiračním selhání byl pouze neochotně používán pro hyperkapnické respirační selhání. To by mohlo být z velké části vysvětleno skutečností, že pacienti s chronickou hyperkapnií jsou známí tím, že při vystavení hyperoxii zmenšují své dýchání. Důkazy o tomto náznaku se však v poslední době začaly měnit. Bylo prokázáno, že HFA generuje PEEP, přestože nejde o uzavřený systém, a zlepšuje clearance CO2 proplachováním anatomického mrtvého prostoru. Může také pomoci snížit inspirační odpor a usnadnit vylučování sekretu ze zvlhčeného plynu. Studie na pacientech s CHOPN prokázala zvýšení amplitudy dechového tlaku a středního tlaku, jakož i dechového objemu, s tendencí ke snížení pCO2. Na základě těchto zjištění se používání HFA v klinické praxi zvýšilo a řada kazuistik a sérií naznačuje úspěšné použití. Fraser a kol. úspěšně prozkoumali použití HFA u pacientů s chronickou CHOPN, změny v arteriálních krevních plynech během užívání HFA u ED u hyperkapnických i nehyperkapnických pacientů byly analyzovány v předchozích studiích a zjistili významné snížení pCO2.

Dosud však neexistuje žádná randomizovaná kontrolovaná studie, která by zkoumala účinek HFA na akutní hyperkapnické respirační selhání.

Studie bude provedena jako randomizovaná kontrolovaná studie non-inferiority. Místo studie je Oddělení urgentní medicíny (ED) ve Vídeňské všeobecné nemocnici, přední akademické výzkumné centrum pro urgentní medicínu ve velké nemocnici terciární péče. Ročně je na oddělení léčeno kolem 90 000 pacientů, z nichž přibližně 150–200 trpí hyperkapnickým respiračním selháním a vyžadují neinvazivní ventilační podporu. Oddělení má vlastní JIP a jednotku intermediární péče, každá se 7 místy, celkem tedy 14 míst schopných poskytovat terapii CPAP. Zařízení HFA je na katedře také pravidelně používáno.

Pacienti, kteří dočasně nebudou schopni dát informovaný souhlas kvůli hyperkapnii, budou randomizováni a léčeni. Budou informováni post-hoc, jakmile budou schopni dát informovaný souhlas, a budou mít možnost dát souhlas s použitím svých údajů.

Náhodnou sekvenci vygeneruje osoba, která se nepodílí na zařazování pacientů pomocí standardního softwaru. Randomizace bude prováděna ve variabilních blocích po 4 až 6, aby se dosáhlo nepředvídatelného rozdělení, avšak zaručující vyváženou velikost skupin. Budou předvyrobeny postupně očíslované zatavené neprůhledné obálky (SNOSE), které budou přiděleny buď zásahové nebo kontrolní skupině. Obálky budou otevřeny po souhlasu bezprostředně před zahájením zásahu, aby bylo možné utajit přidělení a snížit riziko okamžitého následného náhodného vyloučení.

Intervence spočívá v HFA pomocí standardního vybavení na oddělení. Bude použit průtok plynu 60 litrů za minutu a FiO2, jak je to klinicky proveditelné. Terapie bude pokračovat, dokud nebude dosaženo hladiny pCO2 50 mmHg nebo méně, nebo bude nutné léčbu přerušit z důvodu nedostatečné tolerance ze strany pacienta nebo indikace k intubaci.

Kontrola spočívá v neinvazivní ventilační podpoře CPAP pomocí těsné masky a standardního dýchacího vybavení Kliniky urgentní medicíny. Bude použit pozitivní tlak v dýchacích cestách 3,67 mmHg a FiO2, pokud je to klinicky proveditelné. Terapie bude pokračovat, dokud nebude dosaženo hladiny pCO2 50 mmHg nebo méně, nebo bude nutné léčbu přerušit z důvodu nedostatečné tolerance ze strany pacienta nebo indikace k intubaci.

Na základě uvážení ošetřujícího lékaře může být intervenční i kontrolní léčba kdykoli přerušena a může být zahájena jakákoli jiná terapie (jednoduchá Venturiho maska, HFA, neinvazivní podpora ventilace CPAP, intubace, mimotělní metody).

Základní charakteristiky a demografické proměnné budou zahrnovat věk, pohlaví, kouření, předchozí onemocnění, zejména jakoukoli anamnézu CHOPN nebo astmatu, a dobu trvání léčby těchto onemocnění, medikaci, tělesnou velikost, přednemocniční léčbu. Hladiny pCO2 budou měřeny pomocí analýzy krevních plynů 0-30-60 (a poté každých 60 minut) minut po začátku terapie a na konci terapie. Pacientovo vnímání terapie bude hodnoceno po ukončení terapie pomocí 10bodové Likertovy škály od velmi nepříjemné po velmi příjemnou.

Úvahy o velikosti vzorku jsou založeny na primárním výsledku snížení pCO2 za hodinu. Vyšetřovatelé předpokládají výchozí hodnoty pCO2 50 až 100 mmHg. Na základě publikované literatury vědci předpokládají, že výsledek v kontrolní skupině je 4±3 mmHg/hod. Na základě našeho klinického úsudku vyšetřovatelé předpokládali limit non-inferiority 2 mmHg, který leží dobře v rámci jedné standardní odchylky výsledku. Vyšetřovatelé by tedy potřebovali 28 experimentálních subjektů a 28 kontrolních subjektů, aby byli schopni zamítnout nulovou hypotézu, že spodní hranice oboustranného 90% intervalu spolehlivosti skutečného rozdílu mezi dvěma skupinami je nad limitem non-inferiority. síla 80 %. Formálně budou muset vyšetřovatelé zapsat 56 pacientů. Aby vyšetřovatelé umožnili následnou potenciální ztrátu, chybějící data, problémy s měřením nebo jiné konstrukční faktory, zvětší skutečnou velikost vzorku na 62. Pokud jde o proveditelnost, vyšetřovatelé očekávají přibližně 150 až 200 vhodných pacientů do jednoho roku, což má za následek očekávanou dobu trvání studie přibližně 6 měsíců.

Vzhledem k relativně malé velikosti vzorku neexistují žádné předem plánované průběžné analýzy.

Výchozí data a demografické údaje budou pro intervenční a kontrolní skupinu sestaveny do tabulky, aby bylo možné posoudit úspěšnost randomizace. Snížení pCO2 za hodinu bude porovnáno mezi jednotlivci v intervenci a jednotlivci v kontrolní skupině. Výzkumníci vypočítají účinky jako rozdíly s 95% intervaly spolehlivosti. To bude provedeno pomocí lineárního smíšeného modelu s pCO2 jako výsledkem, léčebnou skupinou jako proměnnou faktoru a výchozí hodnotou pCO2 a dobou léčby jako kovariáty. Vyšetřovatelé budou předpokládat non-inferioritu, pokud oboustranný 95% interval spolehlivosti leží v předem definovaných mezích non-inferiority. Jako analýzu citlivosti budou vyšetřovatelé také testovat čas/interakci léčby v modelu. Jako další analýzu citlivosti budou vyšetřovatelé analyzovat data maximálně během prvních 6 hodin léčby. V případě selhání terapie vyšetřovatelé použijí metodu last-observation-carried-forward do 6 hodin. Primární analýza se bude řídit principem „intent-to-treat“. Jednotkou analýzy budou jednotlivé osoby.

Kategorické sekundární výsledky budou analyzovány výpočtem relativních rizik s přesnou směrodatnou chybou založenou na 95% intervalech spolehlivosti. Vyšetřovatelé budou předpokládat non-inferioritu, pokud oboustranný 95% interval spolehlivosti leží v předem definovaných mezích non-inferiority. Průběžné sekundární výsledky budou analyzovány jako primární výsledek. Údaje o délce pobytu jsou očekávaně lognormálně distribuovány, proto výzkumníci plánují pro další výpočty použít logaritmicky transformované hodnoty. Pro analýzu dat budou vyšetřovatelé používat Stata 11. Oboustranná p-hodnota menší než 0,05 je obecně považována za statisticky významnou. Hlášení se bude řídit standardy rozšíření CONSORT pro non-inferioritu a ekvivalenční zkoušky.

Soukromí a bezpečnost dat Data týkající se pacienta přímo i nepřímo budou uložena fyzicky a logicky odděleně. Kromě toho budou mít přístup ke studijním údajům pouze členové studijní skupiny. Data budou uložena na zabezpečeném počítači oddělení urgentní medicíny a budou přístupná pouze prostřednictvím omezeného přístupu pro členy studijní skupiny.