Højstrømsluft via næsekanyle vs ikke-invasivt kontinuerligt positivt luftvejstryk for hyperkapnisk respirationssvigt (HIGHforHyper)

Respirationssvigt er en førende årsag til sygelighed og dødelighed og et af de hyppigst forekommende problemer på akutmodtagelsen. Hypercapnic eller hypercarbic respirationssvigt, også kaldet respirationssvigt type II, er karakteriseret ved svigt af åndedrætssystemet i en af ​​dets to gasudvekslingsfunktioner: kuldioxid (CO2)-eliminering. Det er således normalt defineret via partialtryk af CO2 i den arterielle blodgassen (PaCO2), en værdi større end 50 mmHg er en almindeligt anvendt cut-off. Hyperkapnisk respirationssvigt er ofte forbundet med alvorlige luftvejslidelser, såsom astma og kronisk obstruktiv lungesygdom (KOL), men kan også findes ved andre tilstande, hvor respiratorisk drift er begrænset, såsom forgiftninger, neuromuskulære sygdomme eller abnormiteter i brystvæggen. Hyperkapnisk respirationssvigt, dvs. respirationssvigt type II, er ofte forbundet med hypoxemisk respirationssvigt, dvs. respirationssvigt type I, iltningssvigt. Type I-svigt ses dog også ofte uden hyperkapni. Respirationssvigt, både type I og II, kan yderligere klassificeres i enten akut eller kronisk. Skelnen mellem begge former er ofte udfordrende, og ud over arteriel blodgasanalyse kan det kræve yderligere tests for at identificere kliniske markører såsom polycytæmi eller pulmonal hjertesygdom. Af praktiske årsager defineres akut respirationssvigt ofte som en tilstand, hvor respirationssvigt udvikler sig for hurtigt til at give mulighed for nyrekompensation og en stigning i niveauet af bicarbonat (HCO3-) og dermed fører til acidose (pH mindre end 7,3). Terapeutiske strategier for hyperkapnisk respirationssvigt omfatter non-invasiv CPAP-ventilationsstøtte, intubation og mekanisk ventilation (både assisteret og kontrolleret form) og i meget alvorlige tilfælde ekstrakorporale metoder, såsom ekstrakorporale livsstøttesystemer.

Non-invasiv CPAP ventilationsstøtte via enten hjelme eller forskellige former for stramme masker, er den aktuelle metode, der foretrækkes til behandling af patienter med akut respirationssvigt i intensivafdelingen. Kvalificerede patienter omfatter dem med intakte luftveje, luftvejsbeskyttende reflekser, som er opmærksomme nok til at følge kommandoer, hvorimod patienter, der mangler disse kriterier, kræver øjeblikkelig endotracheal intubation. Ikke-invasiv CPAP ventilationsstøtte forbedrer både iltning (ved at give en indåndet fraktion af ilt (FiO2) på 100 %, hvilket ikke er muligt via en simpel venturi-maske, og muligheden for positivt endeekspiratorisk tryk (PEEP), hvilket forhindrer kollaps af alveolerne) og decarboxylering (ved at øge tidalvolumen). Det har vist sig at mindske både behovet for intubation og dødeligheden på hospitalet. Ikke-invasiv CPAP-ventilationsstøtte kræver dog en høj grad af færdigheder fra udbydere og intensiv kommunikation med patienten for at forklare nytten af ​​en stramtsiddende enhed i ansigtet i en situation med opfattet massiv dyspnø. Selvom alvorlige bivirkninger af ikke-invasiv CPAP-ventilationsstøtte er meget sjældne, kan der forekomme smerte- og trykmærker. På trods af alle indsatser fra plejepersonalet er der en relevant andel af patienter, som slet ikke tåler ventilationsstøtte via en tæt maske. Omkring 15 % af patienterne tolererer ikke behandlingen, med yderligere 25 % af patienterne med kontraindikationer. Disse kan omfatte generelle kontraindikationer mod ikke-invasive teknikker, såsom førnævnte mangel på luftvejsbeskyttende reflekser, men også sådanne specifikke for stramme masker, såsom anatomiske abnormiteter i ansigtet.

Behandling med høj flow luft via næsekanyle (HFA) påføres normalt via en bredboret næsekanyle. Det giver op til 60 liter i minuttet af en opvarmet og befugtet gasblanding (med en justerbar FiO2). Denne terapi er meget mindre invasiv for patienten og tolereres derfor ofte bedre. HFA er blevet brugt i stigende grad i de sidste år til behandling af hypoxisk respirationssvigt (dvs. type I-svigt), og adskillige undersøgelser har vist dens effektivitet i denne indikation både på intensivafdelingen og i akutmodtagelsen. En nylig systematisk gennemgang og meta-analyse har konkluderet i forbedret patientkomfort og reduceret dyspnø-score. På trods af denne gode evidens for HFA ved hypoxisk respirationssvigt, er den kun modvilligt blevet brugt til hyperkapnisk respirationssvigt. Dette kan for en stor del forklares med det faktum, at patienter med kronisk hyperkapni er kendt for at mindske deres respiratoriske drift, når de udsættes for hyperoksi. Beviser er dog begyndt at ændre sig på denne indikation i den seneste tid. HFA har vist sig at generere PEEP, på trods af at det ikke er et lukket system, og at forbedre CO2-udskillelsen ved at skylle anatomisk dødrum. Det kan også hjælpe med at reducere inspiratorisk modstand og lette sekret clearance fra befugtet gas. En undersøgelse af KOL-patienter viste en stigning i vejrtrækningstrykamplitude og middeltryk samt tidalvolumen med en tendens til reduktion af pCO2. Baseret på disse fund er brugen af ​​HFA steget i klinisk praksis, og en række case-rapporter og -serier indikerer vellykket brug. Fraser et al. med succes undersøgt brugen af ​​HFA hos patienter med kroniske KOL-ændringer i arterielle blodgasser under brug af HFA i ED for både hypercapnic og non-hypercapnic patienter blev analyseret i tidligere undersøgelser, og fandt en signifikant reduktion af pCO2.

Der er dog til dato ingen randomiseret kontrolleret undersøgelse, der undersøger effekten af ​​HFA ved akut hyperkapnisk respirationssvigt.

Undersøgelsen vil blive udført som et randomiseret kontrolleret non-inferiority-forsøg. Studiestedet er Department of Emergency Medicine (ED) på Vienna General Hospital, et førende akademisk forskningscenter for akutmedicin på et stort, tertiært hospital. Omkring 90.000 patienter behandles hvert år på afdelingen, hvoraf cirka 150-200 lider af hyperkapnisk respirationssvigt og har behov for non-invasiv ventilationsstøtte. Afdelingen har sin egen intensivafdeling og mellemafdeling med 7 stillinger hver, til i alt 14 stillinger, der kan yde CPAP-terapi. HFA-apparatet er også almindeligt i brug på afdelingen.

Patienter, der midlertidigt ikke er i stand til at give informeret samtykke på grund af hyperkapni, vil blive randomiseret og behandlet. De vil blive informeret post-hoc, så snart de er i stand til at give informeret samtykke, og vil have mulighed for at give samtykke til brugen af ​​deres data.

En tilfældig sekvens vil blive genereret af en person, der ikke er involveret i indskrivningen af ​​patienter ved hjælp af standardsoftware. Randomisering vil blive udført i variable blokke på 4 til 6 for at give en uforudsigelig fordeling, men alligevel berettiget afbalancerede gruppestørrelser. Sekventielt nummererede forseglede uigennemsigtige kuverter (SNOSE), der indeholder allokering enten til interventionen eller kontrolgruppen, vil blive præproduceret. Kuverterne vil blive åbnet efter samtykke umiddelbart før indgrebets start for at give mulighed for tildelingsfortielse og mindske risikoen for umiddelbar post-tilfældig udelukkelse.

Intervention består af HFA ved brug af standardudstyr på afdelingen. Der vil blive brugt en gasstrøm på 60 liter i minuttet og en FiO2 som klinisk muligt. Behandlingen fortsættes, indtil et pCO2-niveau på 50 mmHg eller mindre er nået, eller behandlingen må afbrydes på grund af manglende tolerance hos patienten eller intubationsindikation.

Kontrol består af non-invasiv CPAP ventilationsstøtte ved hjælp af en tæt maske og standard åndedrætsudstyr fra afdelingen for akutmedicin. Et positivt luftvejstryk på 3,67 mmHg og en FiO2 som klinisk muligt vil blive brugt. Behandlingen fortsættes, indtil et pCO2-niveau på 50 mmHg eller mindre er nået, eller behandlingen må afbrydes på grund af manglende tolerance hos patienten eller intubationsindikation.

Baseret på den behandlende læges skøn kan både interventions- og kontrolbehandlinger afbrydes til enhver tid, og enhver anden terapi (simpel Venturi-Mask, HFA, non-invasiv CPAP-ventilationsstøtte, intubation, ekstrakorporale metoder) kan påbegyndes.

Baselinekarakteristika og demografiske variabler vil omfatte alder, køn, rygestatus, tidligere sygdomme, især enhver historie med KOL eller astma, og varigheden af ​​behandlingen af ​​disse, medicin, kropsstørrelse, præhospital behandling. pCO2-niveauer vil blive målt ved hjælp af blodgasanalyse ved 0 -30 -60 (og hvert 60. minut derefter) minutter efter begyndelsen af ​​terapien og ved slutningen af ​​terapien. Patientens opfattelse af terapien vil blive vurderet efter endt terapi ved hjælp af en 10-punkts Likert-skala fra meget ubehagelig til meget behagelig.

Prøvestørrelsesovervejelser er baseret på det primære resultat pCO2-reduktion pr. time. Efterforskerne antager baseline pCO2-niveauer på 50 til 100 mmHg. Baseret på den publicerede litteratur antager efterforskerne, at resultatet i kontrolgruppen er 4±3 mmHg/time. Baseret på vores kliniske vurdering antog efterforskerne en non-inferioritetsgrænse på 2 mmHg, hvilket ligger godt inden for en standardafvigelse af resultatet. Derfor ville efterforskerne have brug for 28 forsøgspersoner og 28 kontrolpersoner for at kunne afvise nulhypotesen om, at den nedre grænse for et tosidet 90 % konfidensinterval for den sande forskel mellem to grupper er over non-inferioritetsgrænsen, kl. en effekt på 80%. Formelt vil efterforskerne skulle indskrive 56 patienter. For at give mulighed for at følge op på potentielle tab, manglende data, måleproblemer eller andre designfaktorer, vil efterforskerne øge den faktiske stikprøvestørrelse til 62. Med hensyn til gennemførlighed forventer efterforskerne cirka 150 til 200 kvalificerede patienter inden for et år, hvilket resulterer i en forventet undersøgelsesvarighed på cirka 6 måneder.

På grund af den relativt lille stikprøvestørrelse er der ingen forudplanlagte interimsanalyser.

Baselinedata og demografi vil blive opstillet i tabelform for interventions- og kontrolgruppen for at vurdere succes med randomisering. Reduktion af pCO2 pr. time vil blive sammenlignet mellem individer i interventionen og individer i kontrolgruppen. Efterforskerne vil beregne effekter som forskelle med 95 % konfidensintervaller. Dette vil blive gjort ved hjælp af en lineær blandet model med pCO2 som resultat, behandlingsgruppe som faktorvariabel og baseline pCO2 og behandlingstid som kovariater. Efterforskerne vil antage non-inferioritet, hvis det tosidede 95% konfidensinterval ligger inden for foruddefinerede grænser for non-inferioritet. Som en følsomhedsanalyse vil efterforskerne også teste for tid/behandling-interaktion i modellen. Som en anden følsomhedsanalyse vil efterforskerne maksimalt analysere data under de første 6 timers behandling. I tilfælde af terapisvigt vil efterforskerne bruge metoden med sidste observation-fremført til 6 timer. Primær analyse vil følge intention-to-treat princippet. Analyseenheden vil være enkeltpersoner.

Kategoriske sekundære resultater vil blive analyseret ved at beregne relative risici med nøjagtige standardfejlbaserede 95 % konfidensintervaller. Efterforskerne vil antage non-inferioritet, hvis det tosidede 95% konfidensinterval ligger inden for foruddefinerede grænser for non-inferioritet. Kontinuerlige sekundære resultater vil blive analyseret ligesom det primære resultat. Opholdslængdedata forventes lognormalt fordelt, derfor planlægger efterforskerne at bruge log-transformerede værdier til yderligere beregninger. Til dataanalyse vil efterforskerne bruge Stata 11. En tosidet p-værdi mindre end 0,05 anses generelt for statistisk signifikant. Rapportering vil følge standarderne for CONSORT-udvidelsen for forsøg med ikke-mindreværd og ækvivalens.

Privatliv og datasikkerhed Direkte og indirekte patientrelaterede data vil blive opbevaret fysisk og logisk adskilt. Derudover vil kun medlemmer af studiegruppen have adgang til undersøgelsesdata. Data vil blive gemt på en sikker computer på afdelingen for akutmedicin og vil kun være tilgængelige via begrænset adgang for medlemmer af studiegruppen.