HFNC og NIV for COVID-19 kompliceret af respirationssvigt

En ny coronavirus, efterfølgende navngivet af Verdenssundhedsorganisationen (WHO) som alvorligt akut respiratorisk syndrom coronavirus 2 (SARS-CoV-2), dukkede op som årsagen til atypisk lungebetændelse forbundet med et fisk og skaldyrsmarked i Wuhan, Kina i december 2019. Siden da har SARS-CoV-2-relateret sygdom (kaldet COVID-19 af WHO) spredt sig internationalt til omfanget af en global pandemi. Selvom de fleste patienter har milde luftvejssymptomer, har nogle alvorlig lungebetændelse, og en lille del kan blive kritisk syge. Alvorlig COVID-19-sygdom udvikler sig ofte til akut hypoxæmisk respirationssvigt, der kræver høj fraktionel koncentration af indåndet oxygen (FiO2) og overvejelse af ikke-invasive ventilationsstrategier (NIV).

High-flow næsekanyle (HFNC) er dukket op som en ikke-invasiv strategi, der forbedrer iltning og kuldioxidudskillelse ved, sammenlignet med andre NIV-strategier, bedre at matche patienternes inspiratoriske behov ved at levere op til 60 l/min gasflow og FiO2 op til 1,0. En systematisk gennemgang fandt beviser med lav sikkerhed, der tyder på fordelene ved HFNC i at reducere behovet for invasiv mekanisk ventilation (IMV) eller eskalering af iltbehandling sammenlignet med konventionel iltbehandling (COT), og moderat sikkerhed, der tyder på ingen stor forskel i dødelighed. HFNC kan reducere behovet for IMV og tilhørende komplikationer såsom respirator-associerede lungebetændelser og afhjælpe belastningen på sundhedssystemerne under COVID-19-pandemien.

COVID-19 spredes overvejende gennem luftvejsdråber og fomites. Der er dog bekymring for, at luftbåren transmission kan forekomme under åndedrætsprocedurer, der genererer aerosoler. Luftbåren transmission involverer mindre partikler, typisk <5μm i diameter, som kan forblive suspenderet i luften i længere tid, transmitteres over afstande større end 1m og inhaleres i de nedre luftveje. Reduktion af respiratoriske partikler til <5 µm involverer fordampning af større dråber og deres indeholdte organismer og rehydrering efter aflejring i luftvejene; derfor er luftbåren transmission organismespecifik og kræver, at organismen overlever en proces med udtørring og aerosolisering i tilstrækkeligt antal til at forårsage infektion. SARS-CoV2 har vist sig at overleve i luften i 3 timer efter bevidst aerolisering.

The Surviving Sepsis Campaign (SSC) COVID-19-retningslinjer giver en svag anbefaling for den foretrukne brug af HFNC frem for andre NIV-strategier hos patienter, der er refraktære over for COT for type 1 respirationssvigt.10 Brugen af ​​høje strømningshastigheder giver anledning til bekymring for, at HFNC kan forårsage aerosoldannelse af infektiøse partikler. Ved at bruge en human patientsimulator og røgpartikler som markører visualiseret af et laserlysark, kan HFNC med befugtning sprede udåndet luft op til 172 mm opad og 620 mm lateralt, når næsekanylen er klippet på henholdsvis korrekt og løst. Ved hjælp af samme metodik kunne NIV via den gamle generation af oronasale masker sprede udåndingsluft diffust, men der er begrænset udåndingsluftspredning gennem den nye generation af masker med bedre design af udåndingsportene. I modsætning hertil kan udåndingsluftspredning fra konventionel næsekanyle, der leverer ilt med 5 l/min uden befugtning, sprede udåndet luft til 1 m mod enden af ​​sengen.

På grund af mangel på feltdata om brugen af ​​disse respiratoriske terapier hos patienter med COVID-19 kompliceret af respirationssvigt, er rollen af ​​fine partikelaerosoler i transmission af virusinfektion under anvendelse af HFNC og NIV ukendt. På grund af usikkerhed omkring potentialet for aerosoldannelse har WHO anbefalet, at HFNC, NIV, inklusive boble CPAP, bør anvendes med luftbårne forholdsregler, indtil yderligere evaluering af sikkerheden kan afsluttes. For at afhjælpe bekymring hos sundhedspersonalet i forbindelse med levering af disse respiratoriske behandlinger til patienter med COVID-19 kompliceret af respirationssvigt, er det vigtigt at udføre en felttest med virale prøveudtagere hos patienter med COVID-19, som har behov for disse behandlinger for respirationssvigt.

Mål og formål Denne undersøgelse har til formål at påvise, om SARS-2-virus kan påvises i små partikler i hospitalets isolationsrum hos patienter, der modtager a) HFNC op til 60L/min, b) NIV via oronasale masker og c) konventionel næsekanyle.

Emner og indikationer af respiratorisk terapi:

Dette er en felttest, der skal udføres på Prince of Wales hospitalsafdeling 12C enkeltsengs isolationsrum med 12 luftskift pr. time på patienter (n=5 for hver kategori af respirationsterapi) med bekræftet COVID-19, som kræver behandling for respirationssvigt med a) HFNC op til 60L/min, b) NIV via oronasale masker og c) konventionel næsekanyle op til 5L/min ilt. Fem patienter i hver behandlingskategori vil blive rekrutteret, da størstedelen (80%) af bekræftede tilfælde i HK har været milde uden respirationssvigt. For eksempel, blandt de 974 tilfælde pr. 10. april 2020, har henholdsvis 23 og 25 patienter nogensinde haft behov for supplerende ilt på mindst 3 l/min på isolationsafdelingerne og ICU-støtte (til IMV, ECMO eller shock). Forskellig respirationsbehandling vil blive besluttet af vagtlægen til patienter med forskellig grad af respirationssvigt. Generelt bruges konventionel næsekanyle til mild respirationssvigt, mens HFNC er påkrævet for dem, der forbliver hypoksiske. NIV anvendes normalt til dem med type 2 respirationssvigt. Hos voksne med COVID-19 foreslår SSC-retningslinjerne påbegyndelse af supplerende ilt, hvis den perifere iltmætning (SPO2) er < 92 % (svag anbefaling, evidens af lav kvalitet), og anbefaler at starte supplerende ilt, hvis SpO2 er < 90 % (stærk anbefaling, moderat kvalitetsbevis) for at opnå SpO2 ikke højere end 96 %. For voksne med COVID-19 og akut hypoxæmisk respirationssvigt på trods af COT, foreslår SSC-retningslinjerne at bruge HFNC over NIV (svag anbefaling, evidens af lav kvalitet). Hos voksne med COVID-19 og akut hypoxæmisk respirationssvigt, hvis HFNC ikke er tilgængelig, og der ikke er nogen akut indikation for endotracheal intubation, foreslår SSC-retningslinjerne et forsøg med NIV med tæt overvågning og kort-interval vurdering for forværring af respirationssvigt (svagt) anbefaling, beviser af meget lav kvalitet).

Respiratorisk behandling: COT med næsekanyle 1-5L/min ilt vil blive brugt til at opretholde SpO2 omkring 95% for patienter med type 1 respirationssvigt. Hvis dette ikke er opnåeligt på trods af 5L/min ilt, vil HFNC ved 50-60L/min med befugtning ved 37C (Airvo 2, Fisher & Paykel, Auckland, New Zealand) blive påført, mens NIV (Respironics V60) via oronasal maske (Quattro) , ResMed) vil være forbeholdt patienter med type 2 respirationssvigt.

Luftprøver:

I hver luftprøveperiode, mens patienten er på respiratorisk støtte, placerer vi 3 stationære enheder i isolationsrummet (en ved siden af ​​hver side af sengen og en anden for enden af ​​sengen) af patienten med bekræftet COVID-19-infektion , og prøve luften i fire timer uafbrudt. National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH) enheden består af en tre-trins cyklon luftprøvetagere sat i højden 1,5 m og 1,0 m, som repræsenterer mundhøjderne for henholdsvis en stående og siddende voksen og en måler, der registrerer temperatur og relativ luftfugtighed (i højden 1,3m) hvert fjerde minut. NIOSH-prøvetagerne er placeret rundt om prøveudtagningslejet ('Centre'), på siden af ​​prøvetagningslejet ('Side') eller flyttet i løbet af prøvetagningsperioden. NIOSH-prøvetagerne placeres i intervallet 0,5-1 m (når de er placeret ved siden af ​​prøveudtagningslejen) til 2-2,5 m fra patientens hoved, når de placeres for enden af ​​sengen.

Luft opsamles med 3,5 l/minut i tre størrelsesfraktioner: >4μm (opsamlet i et 15ml rør), 1-4μm (1,5ml rør) og <1μm (med et polytetrafluorethylen (PTFE) membranfilter med 3,0μm porestørrelse). For fem prøveudtagningskørsler vil en ekstra luftprøvetager (indstillet i højden 0,8m) uden forbindelse til en pumpe blive tilføjet til enheden som en negativ kontrol. Efter hver opsamling tages 15 ml og 1,5 ml rørene af, og 1 ml viralt transportmedium (VTM) tilsættes. Filteret fjernes og nedsænkes i 1 ml VTM inde i et 5 ml rør. Alle rørene transporteres derefter til laboratoriet ved 4°C, vortexbehandles, og VTM'et uddeles i alikvoter og opbevares ved -80°C til efterfølgende laboratorieanalyse ved omvendt transkriptase-polymerase-kædereaktion (RT-PCR). Nye prøvetagningsrør og filtre anvendes, og prøvetagerne og andet udstyr desinficeres mellem brugene. Stativet, luftslangen, den lydtætte boks og måleren er desinficeret med Med-Clean (M&W International Ltd., Hong Kong), NIOSH-luftprøvetagerne med 1% Virkon og 2% Citranox (Alconox Inc, NY, USA), og filterkassetterne autoklaveres.

Viral belastning:

Viral belastning vil blive målt fra patientens øvre luftveje (nasopharyngeal flocked podning og svælg podning) ved indlæggelse og serielt anden dagligt under hospitalsindlæggelse ved hjælp af kvantitativ RT-PCR-analyse med primere og prober rettet mod N- og Orf1b-generne af SARS-CoV- 2.

Databehandling og analyse:

Statistisk analyse: Afhængige variable identificeres som den nasopharyngeal flockede podning og halspodning viral belastning (log10 kopier/ml) og påvisning af viralt RNA fra en eller flere deltagende luftprøver (positive) vs. alle negative luftprøver. Wilcoxon-Mann-Whitney-, Kruskal Wallis-testene og Spearman-korrelationen bruges til at vurdere tilstedeværelsen af ​​statistisk signifikante korrelationer eller fordelinger mellem uafhængige variabler og den øvre luftvejs-svab viral belastning, mens Wilcoxon-Mann-Whitney og Fishers eksakte test anvendes. til luftprøver. Statistisk analyse blev udført ved hjælp af SAS University Edition (SAS Institute, Cary, NC, USA).