Lungenrekrutierungsgerät für COVID-19

1. HINTERGRUND Während der COVID-19-Pandemie wurden, obwohl der Anteil schwerer oder tödlicher Fälle je nach Standort variieren kann, 15–30 % der Krankenhauspatienten in Italien und China auf die Intensivstation eingeliefert (1–4).

   Lungenentzündung scheint die häufigste schwerwiegende Manifestation einer Infektion zu sein. Neben respiratorischen Symptomen wurden auch gastrointestinale Symptome berichtet (2, 3, 5). Die symptomatische Infektion kann von leicht bis kritisch reichen; aber im Allgemeinen scheint der klinische Verlauf Merkmale einer langsamen Progression von den oberen Atemwegen zu den unteren und anderen systemischen Organen wie Herzmuskeln zu haben. Röntgenologische Befunde umfassen Milchglastrübungen, verrücktes Pflasterbild, Luftraumkonsolidierung, bronchovaskuläre Verdickung in der Läsion mit einem langsamen Fortschreiten bis zu 10–14 Tagen nach Ausbruch der Krankheit (6–8).

   Personalmangel und -schutz Der Schutz der Belegschaft ist eine weitere entscheidende Herausforderung. Krankmeldungen oder Selbstisolation haben bereits zugenommen. Die Pflege infizierter Patienten stellt ein erhebliches Expositionsrisiko für das Personal auf Intensivstationen dar, da es zu einer hohen und anhaltenden Exposition gegenüber kritisch kranken Patienten kommt, die vermutlich eine höhere Virusausscheidung aufweisen. Dies ist insbesondere für Physiotherapeuten zu beachten, denen in dieser Intensivsituation häufiger als sonst Brustphysiotherapie verordnet werden kann. Andererseits steht auf den meisten Intensivstationen nur eine begrenzte Anzahl von Physiotherapeuten zur Verfügung.

   Die Obstruktion der Atemwege durch Sekretproduktion insbesondere bei Atemmuskelschwäche bei Schwerkranken ist ein großes Problem in der klinischen Behandlung. CPT wurde vorgeschlagen, um bei der Beseitigung von tracheobronchialen Sekreten zu helfen. Techniken wie die konventionelle CPT mit Brustperkussion und -vibration, Brustschütteln und gezieltem Husten können helfen, Sekrete in Richtung Luftröhre zu mobilisieren und Husten auszulösen, der helfen könnte, die Sekrete zu entfernen. Eine kürzlich durchgeführte systematische Übersichtsarbeit berichtete jedoch, dass es keine ausreichenden Beweise gibt, um CPT in der Routinepraxis mit einer signifikanten Heterogenität der verwendeten Verfahrenstechniken bereitzustellen (9-13).

   Extra-thorakale nicht-invasive oszillierende Geräte (NIOD) sind so konzipiert, dass sie den exspiratorischen Luftstrom unterbrechen und zur Beseitigung von Sekreten beitragen können. NIOD erfordert weniger Mitarbeit des Patienten und könnte ohne Unterbrechungen, z. B. durch Husten oder Absaugen von Sekret, verwendet werden. Frequencer® (Dymedso, Montreal, Kanada) ist ein NIOD, das lokal auf die betroffenen Lungenbereiche abzielt. Die Sicherheit wurde insbesondere bei Patienten mit zystischer Fibrose bestätigt. Darüber hinaus kann dieses NIOD problemlos von nicht spezialisiertem Personal wie Atemtherapeuten oder examinierten Pflegekräften verabreicht werden (14, 15).

   Diese vorgeschlagene Studie soll die Wirksamkeit von NIOD, die von nicht spezialisiertem Personal (Atemtherapeuten, Krankenschwestern, Ärzten) durchgeführt wird, mit der von einem Physiotherapeuten durchgeführten Standard-CPT vergleichen.

2. ZIELE & FORSCHUNGSFRAGEN Ziele

Dieses Projekt hat 3 spezifische Ziele:

1. Untersuchung der Durchführbarkeit und Verträglichkeit von NIOD bei mechanisch beatmeten Patienten
2. Zu untersuchen, ob die von nicht spezialisiertem Personal durchgeführte NIOD der Standard-CPT, die vom Physiotherapeuten in der Behandlung von COVID-19 durchgeführt wird, nicht unterlegen ist.
3. Untersuchung der Auswirkung von NIOD und CPT auf die Oxygenierung. Forschungsfragen zu stellen

1. Ist das NIOD sicher und gut verträglich für die Anwendung bei kritisch kranken Patienten mit COVID-19? 2. Ist die NIOD einer standardmäßigen CPT, die von einem Physiotherapeuten durchgeführt wird, in Bezug auf die Wirkung der Oxygenierung bei kritisch kranken COVID-19-Patienten nicht unterlegen? 3. Welche Arten von physiologischen positiven Effekten können NIOD und CPT bei kritisch kranken Patienten mit COVID-19 bieten? 3. BEDEUTUNG Diese Studie wird wertvolle Erkenntnisse über das Sekretionsmanagement bei kritisch kranken Patienten liefern. Es wird auch zu einer effizienteren Gesundheitsversorgung und Ressourcennutzung (z. B. Physiotherapeut) beitragen.

Genauer gesagt könnte NIOD das Atmungsmanagement von Patienten mit COVID-19 verbessern. Die in dieser Studie gewonnenen Erkenntnisse können auf andere Krankenhäuser und Kohorten auf Intensivstationen verallgemeinert werden. Letztendlich könnte dies die Auswirkungen von COVID-19 auf das Gesundheitssystem verringern und die Exposition von Physiotherapeuten gegenüber COVID-19 verringern.

4. METHODEN 4.1 Studiendesign Die Prüfärzte werden ein prospektives randomisiertes Crossover-Nichtunterlegenheitsdesign anwenden.

4.2 Einrichtung von zwei Intensivstationen im CHU Sainte Justine (Kinder-Intensivstation) und im Montreal General Hospital (Erwachsenen-Intensivstation).

4.3 Screening geeigneter Patienten und Einwilligungsverfahren. Wenn es einen potenziell geeigneten Patienten gibt, wird während des Studienzeitraums rund um die Uhr ein Forschungsassistent benachrichtigt. Die Prüfärzte holen die Einverständniserklärung (IC) von Patienten oder Eltern/Erziehungsberechtigten mithilfe eines Einverständniserklärungsformulars ein.

4.4 Berechtigte Patienten Bitte beachten Sie den anderen Abschnitt dieses Antrags. 4.5 Intervention: Jeder Proband erhält den NIOD (d. h. Frequenzer) und den standardisierten CPT für diese Studie.

4.5.1 Absaugen und andere Eingriffe Gemäß dem Protokoll jeder Intensivstation wird den Teilnehmern bei Bedarf ein Sekret abgesaugt. Alle anderen potenziellen Interventionen wie die Verneblung mit hypertoner Kochsalzlösung und Bronchodilatatoren und die mit einem Dosierinhalator (MDI) können ohne Einschränkungen durchgeführt werden.

4.5.2 Positionierung Alle Verfahren (d. h. NIOD und CPT) werden bei jeder Positionierung wie Sitz- und Bauchlage angewendet. Das Pflegepersonal kann die Positionierung auch während der Eingriffe nach Bedarf ändern. Alle Ergebnisparameter sollten (vor und nach den Eingriffen) mit der gleichen Positionierung gemessen werden.

4.5.3 Detailliertes Verfahren NIOD wird an vier verschiedenen Stellen der Brustwände durchgeführt, 3 Minuten für jede Stelle und insgesamt 12 Minuten pro Sitzung. Die linke und rechte vordere und hintere Brustwand werden stimuliert, insbesondere auf der vorderen Brust, den Interkostalräumen 1-2 oberhalb der Brustwarzenlinie und der lateralen Seite der Mittelklavikularlinie 1-2 unterhalb der Interkostalräume. Die Intensität des NIOD kann zwischen 80-100 % gewählt werden, was auf dem Gerät voreingestellt ist. Das schrittweise Vorgehen ist im Anhang beschrieben.

4.5.4 Auswahl der Membran Es stehen mehrere Auswahlmöglichkeiten der Membran zur Verfügung. Die Prüfärzte werden die Membran gemäß dem vom Hersteller bereitgestellten Handbuch verwenden.

4.5.5 Standardisierung des Verfahrens. Das Verfahren mit dem NIOD wird standardisiert. Die Ermittler verwenden einen Videoclip (d. h. YouTube) und bitten jede Pflegekraft, sich diesen vor dem ersten Eingriff des Tages mindestens einmal anzusehen.

4.5.6 CPT. CPT wird als wiederholter Assistentenschlag gegen die Brustwand mit der hohlen Hand an bestimmten Stellen definiert. CPT wird von einem Physiotherapeuten gemäß dem Protokoll in jeder Einrichtung durchgeführt.

4.6 Detailliertes Protokoll Bei Patienten, die die Eignungskriterien erfüllen, werden ihre Ausgangsdaten vor dem Eingriff erhoben.

Randomisierung Die Teilnehmer werden in einen der beiden Arme randomisiert (zuerst NIOD oder zuerst CPT). In den bestehenden Studien, die sich an Erwachsene richten, werden 20–60 Hz am häufigsten verwendet (persönliche Kommunikation mit Dymedso Inc.). Die Ermittler werden 40Hz anwenden. Die Randomisierung wird vom unabhängigen Forschungsassistenten der CHU Sainte Justine (CHUSJ) durchgeführt. Die zufällige Zuweisung erfolgt durch einen unabhängigen Prüfer in gleicher Anzahl, die jeder Intervention zugewiesen wird. Die Schichtung erfolgt nach Alter (>18 Jahre oder =<18 Jahre) und Standorten (CHUSJ und Allgemeines Krankenhaus) (Abbildung 2).

Zeitpunkt der Datenmessung Die in der mechanischen Beatmung und am Patientenmonitor gemessenen Daten werden gesammelt 1) direkt vor dem Beginn des Eingriffs, 2) 10 Minuten nach dem Ende des Eingriffs und 3) 30 Minuten nach Abschluss jedes Eingriffs. Die Ermittler werden die folgenden Variablen für die drei Zeitpunkte (4.9.1) manuell aufzeichnen. Vitalzeichenwerte einschließlich EtCO2-Wellenformen vom Beginn des Eingriffs bis 30 Minuten nach dem Eingriff werden aus den elektronischen Krankenakten (d. h. jede Minute) für die Kohorten in CHUSJ extrahiert.

4.7 Berechnung der Probengröße Ein Versuch zielt darauf ab, festzustellen, ob NIOD in der Lage sein wird, eine Verbesserung der Oxygenierung bereitzustellen, die der Standard-CPT nicht unterlegen ist. Die Forscher schätzen die mittlere Verbesserung des SF-Verhältnisses auf 30 mit einer Varianz von 10 in CPT. Es wurde behauptet, dass es klinisch nicht unterlegen sei, wenn die Wirkung von NIOD 20 % niedriger als die des Standard-CPT sei. Der größte klinisch akzeptable Unterschied von 6 (30*0,20) wird angegeben, dass NIOD im Vergleich zu CPT nicht unterlegen ist. Fehler vom Typ I, II und Verhältnis sind auf 0,05, 0,1 und 1:1 eingestellt. Damit benötigen wir insgesamt 32 Fälle (16 Fälle pro Gruppe). In Anbetracht dessen sammeln wir 25 Fälle pro Gruppe (16-21).

4.8 Protokollverletzung. Eine Protokollverletzung bei der Eignung ist definiert, wenn ein Patient randomisiert wurde, sich aber nicht an das Protokoll hält. Diese Patienten werden von den Analysen ausgeschlossen. Patienten, die nach der Randomisierung ihre Einwilligung widerrufen, werden von den Analysen ausgeschlossen. Die Anzahl der ausgeschlossenen Patienten nach der Randomisierung wird im CONSORT-Flussdiagramm angezeigt (Abb. 3). Patienten, die beiden Armen zugeordnet sind, erhalten in jedem Zentrum die Standardversorgung auf der Intensivstation.

4.9 Statistische Auswertungen Die Hauptauswertung erfolgt nach dem Intention-to-treat (ITT)-Prinzip. Ein Patient, der seine Einwilligung widerrufen hat, oder Patienten mit einem Protokollverstoß bezüglich der Eignung werden von ITT-Analysen ausgeschlossen. Unterschiede in den Patientenmerkmalen zwischen Patienten, die für die Nachbeobachtung verloren gegangen sind, und eingeschlossenen Patienten werden bewertet. Im Hinblick auf das Design der Nichtunterlegenheitsstudie werden auch Per-Protocol (PP)-Analysen durchgeführt. Alle Probanden aus der ITT-Population ohne Protokollverstöße und Abweichungen in Bezug auf die Behandlung werden in die PP-Population aufgenommen. Die Prüfärzte werden die Analysen auch mit logistischer Regression wiederholen, um zu berücksichtigen, dass die Randomisierung nach teilnehmendem Zentrum und Alter (> 18 oder = < 18 Jahre) stratifiziert wurde. Nicht-Unterlegenheit wird festgestellt, wenn die untere Grenze des einseitigen 95-%-Vertrauens für den Mittelwert des SF-Verhältnisses für die CPT-Gruppe relativ zu dem der Patienten mit NIOD den kritischen Wert überschreitet, der der absoluten 5-%-Marge unter dem beobachteten Anteil entspricht übliche Pflege. Alle statistischen Analysen werden mit Stata (Stata Corp LP, TX USA) oder anderen Statistiksoftware(n) durchgeführt.

5. ETHISCHE ÜBERLEGUNGEN 5.1 Überblick Das verwendete Gerät und die Membran für Erwachsene wurden von Health Canada zertifiziert und zugelassen und sind in Kanada im Handel erhältlich (Abb. 1a). Obwohl der Prototyp des Wandlers für Säuglinge (Abb. 1b) nicht als große Studie an Patienten getestet wurde, sollten der Mechanismus der Druckabgabe und die Intensität des abgegebenen Drucks/der Schwingung im Vergleich zum bestehenden Modell für Kinder und erwachsene Patienten ähnlich sein. Die Geräte wurden von Health Canada zugelassen. Die Ermittler glauben, dass es im Vergleich zum aktuellen Standard-CPT keinen übermäßigen Schaden geben sollte. Die Patienten erhalten während des Studienzeitraums auch eine Standard-CPT, die allgemein als Praxis zur Atemwegsfreigabe auf Intensivstationen akzeptiert wird.

Diese Studie wird vom Health Research Ethics Board der University of Montreal, Kanada, genehmigt. Das Studienprotokoll wird unter https://clinicaltrials.gov/ registriert, sobald es vom lokalen IRB genehmigt wurde.

5.2 Risk Minimization and Data and Safety Monitoring Board (DSMB) Es hat gezeigt, dass NIOD bei Erwachsenen und relativ älteren Kindern durchführbar und gut verträglich war. Für diese Studie wird ein weiterer DSMB eingesetzt, um mögliche Nebenwirkungen unabhängig zu überwachen. Dazu gehören Francois Proulx MD und Tse Man Sze MD. Das DSMB wird den Abschluss der Studie verfolgen und alle signifikanten potenziellen Komplikationen im Zusammenhang mit der Intervention mit NIOD überprüfen. Jedes Auftreten von Pneumothorax, Notwendigkeit einer ungeplanten Intubation, lebensbedrohliches Ereignis während oder innerhalb von 2 Stunden nach der Studie wird dem DSMB gemeldet und von diesem überprüft, das unabhängig über die Notwendigkeit entscheidet, die Studie zu beenden oder fortzusetzen.