Behandlung von akutem hyperkapnischem Atemversagen mit OptiflowTM oder Optiflow+DuetTM Nasenkanüle bei COPD-Patienten (DUACT)

Das neu entwickelte OptiflowTM+Duet verfügt über unterschiedliche Größen der beiden Nasenschenkel und ist vor allem für den Einsatz im Akutbereich gedacht. Im Vergleich zur ursprünglichen OptiflowTM-Nasenkanüle wird erwartet, dass die OptiflowTM +Duet je nach Fluss einen doppelten bis dreifachen Atemwegsdruck liefert. Ob die OptiflowTM+Duet-Nasenkanüle bei Patienten mit COPD-Exazerbation und akutem hyperkapnischem Versagen den PaCO2 wirksam senken und den pH-Wert normalisieren kann, ist unbekannt.

Ziele Untersuchung der Wirkung von HFNC in Kombination mit der Nasenkanüle OptiflowTM oder OptiflowTM+Duet auf den PaCO2-Spiegel und den pH-Wert bei Patienten mit COPD-Exazerbation und akutem hyperkapnischen Versagen und Vergleich der Behandlungsergebnisse mit den beiden verschiedenen Nasenkanülen.

Beschreibt die Einhaltung der Behandlung mit hohem Durchfluss und entweder der OptiflowTM- oder OptiflowTM+Duet-Nasenkanüle.

Studiendesign Die Studie wird als prospektive, multizentrische, randomisierte kontrollierte Studie durchgeführt, an der Patienten aus Lungenabteilungen von drei dänischen Krankenhäusern teilnehmen: Bispebjerg Hospital, Kopenhagen, Viborg Hospital, Viborg und Aalborg University Hospital, Aalborg, Dänemark.

Erster Patient und Studiendauer Die Studie beginnt am 31. Januar. 2024. Ab dem 30. Juni 2024 sind alle Standorte für die Aufnahme von Patienten bereit.

Die Dauer der Studie beträgt voraussichtlich zwölf Monate, wird jedoch durch die Einbeziehung der Studienteilnehmer festgelegt. Die Studiengruppe hat beschlossen, die Bewertung nach den ersten sechs Monaten der Aufnahme in die Studie vorzunehmen; Unsere Hauptsorge könnte darin bestehen, dass diese erfahrenen NIV-Standorte eine geringere NIV-Behandlungsversagensrate aufweisen, als aufgrund der aktuellen Literatur zu erwarten wäre, und daher eine niedrige Einschlussrate in die Studie. Dies könnte möglicherweise das Ergebnis verzerren und zu einer negativen Selektionsverzerrung bei den eingeschlossenen Patienten führen. Eine niedriger als erwartete Einschlussrate wird die Aufnahme weiterer Standorte in die Studie ermöglichen, natürlich basierend auf einer Änderung des Protokolls.

Ausrüstung Patienten mit COPD und akuter Hyperkapnie werden mit HFNC zur Atemunterstützung im Falle eines Behandlungsversagens mit NIV, wie unten definiert, behandelt. Dies ist in allen drei Abteilungen Standard. In dieser Studie werden AirvoTM 3 („Fisher & Paykel Healthcare“, Auckland, Neuseeland) als Gerät zur Abgabe eines hohen Durchflusses und OptiflowTM/OptiflowTM+Duet-Nasenkanülen („Fisher & Paykel Healthcare“, Auckland, Neuseeland) verwendet ) wird als Strömungsleitsystem eingesetzt und leitet die erwärmte, befeuchtete und mit Sauerstoff angereicherte Luft zu den Patienten. Darüber hinaus wird das externe USB-Pulsoximeter Nonin Modell 3231 (Nonin Medical Inc, Plymouth, MN, USA) zur Messung der Sauerstoffsättigung am AirvoTM 3-Gerät sowie zur Überwachung der Atemfrequenz verwendet. Die Daten der AirvoTM 3-Software werden im Gerät gespeichert und am Ende der Nutzung des Geräts durch jeden Patienten heruntergeladen.

Studienablauf Patienten, die eine NIV-Behandlung nicht vertragen, d. (z. B. Maskenunverträglichkeit, Klaustrophobie, Unverträglichkeit gegenüber positivem Atemwegsdruck) wird der Wechsel zur HFNC-Behandlung angeboten, die an allen Standorten üblich ist. Die HFNC-Behandlung sollte so schnell wie möglich eingeleitet werden, nachdem ein Behandlungsversagen eingetreten ist. Wenn die Patienten zustimmen, werden sie zur Teilnahme an dieser Studie eingeladen. Patienten erhalten schriftliche Informationen. Sie werden über den Zweck der Studie und ihre Rechte als Forschungsteilnehmer mündlich und schriftlich informiert. Leider muss sofort eine Einverständniserklärung eingeholt werden, da sich eine Verzögerung der Behandlung auf die Prognose auswirkt (weiter unten unter „Ethische Überlegungen“ erläutert). Dennoch wird der Informant dem Patienten während der mündlichen Information anbieten, ihm bei der Einbeziehung eines Umstehenden behilflich zu sein , entweder telefonisch oder über eine andere Online-Verbindung, während der mündlichen Information. Darüber hinaus bietet der Informant dem Patienten vor und nach der mündlichen Information aktiv an, sich mit einem beteiligten Umstehenden zu beraten, ohne dass Mitglieder des Studienteams anwesend sind. Die Patienten werden auf der Station informiert, es wird jedoch sichergestellt, dass die Kommunikation nicht durch Personal oder andere Patienten gestört wird.

Der Patient wird darüber informiert, dass eine Einwilligung zum Zugriff auf Fallakten den Zugriff auf die Fallakte und das Common Medicine Chart durch den Forschungsverantwortlichen, den Sponsor und diejenigen, die ihn bei der Durchführung der Studie vertreten, sowie möglicherweise durch Behörden, die wissenschaftliche Verfahren zur Sicherung korrekter Daten überwachen, einschließt Einbeziehung, Qualitätskontrolle und erforderliche Überwachung.

Die Patienten werden randomisiert entweder den Nasenkanülen OptiflowTM oder OptiflowTM+Duet zugeteilt. Die Größe der Kanüle wird vom Stationspersonal nach schriftlicher Anweisung angepasst. Die HFNC-Behandlung mit zugewiesener Nasenkanüle, Flow 40-60 (vom zuständigen Arzt verordnet) wird eingeleitet. Die Titration des Flusses sollte auf den maximal tolerierten Fluss und von FiO2 erfolgen, bis der SO2-Zielwert erreicht ist (wie vom verantwortlichen Arzt verordnet oder standardmäßig 88–92 %). Die arterielle Punktion (Registrierung von pH, PaO2, PaCO2, HCO3, SaO2 und Basenüberschuss) wird zu Beginn durchgeführt und nach zwei Stunden (± 30 Minuten oder mindestens 30 Minuten nach Erreichen eines stabilen Flusses und FiO2) und nach Beendigung wiederholt die HFNC. Sollte der pH-Wert nach zwei Stunden im Vergleich zum Ausgangswert um ≤ 0,2 sinken, sollte die Arterienpunktion nach einer Stunde wiederholt werden; Wenn der pH-Wert nach zwei Stunden auf < 0,2 sinkt, gilt dies als Behandlungsversagen und die Patienten brechen die Studienteilnahme ab und setzen die Behandlung nach Ermessen des verantwortlichen Arztes fort. Wenn HFNC vor zwei Stunden Behandlung beendet wird, wird die Arterienpunktion nach Beendigung wiederholt. Sollten während der HFNC-Behandlung nach Ermessen des verantwortlichen Klinikers weitere arterielle Blutgasanalysen durchgeführt werden, werden die Daten in das Studienmaterial aufgenommen. Die Patienten bleiben in der Studie, bis der behandelnde Arzt entscheidet, die HFNC-Behandlung abzubrechen. Falls eine klinische Entscheidung getroffen wird, dass der Patient die Behandlung zu Hause mit HFNC fortsetzt, bleibt der Patient in der Studie, bis die Entscheidung in der Patientenakte vermerkt ist.

Bei Patienten, die die HFNC-Behandlung nach Beginn abbrechen, werden die Dauer der Anwendung und, wenn möglich, der Grund für die Beendigung der Anwendung registriert.

Patienten, die für eine invasive Beatmung in Frage kommen, werden von der Studie ausgeschlossen, wenn sich die arteriellen Blutgase nach Beginn der HFNC weiter verschlechtern.

Wenn die Patienten zu irgendeinem Zeitpunkt während der Studie klinische Anzeichen einer Verschlechterung zeigen (d. h. kognitive Verschlechterung, Atemermüdung), sollten sie sofort klinisch untersucht werden und eine arterielle Blutgasmessung sollte Teil dieser Beurteilung sein.

Bei Patienten, bei denen zum Zeitpunkt der Aufnahme ein Verdacht auf COPD besteht, muss die Diagnose innerhalb von drei Monaten nach der Entlassung aus dem Krankenhaus durch Spirometrie und diagnostische Untersuchungen gemäß den nationalen klinischen Richtlinien bestätigt werden.

Wenn es den Patienten klinisch besser geht, d. h. eine Normalisierung des pH-Werts und eine Stabilisierung der Sauerstoffversorgung über der Zielsättigung eintreten und ihnen aufgrund klinischer Entscheidung Pausen von der HFNC gestattet werden, sollten sie entwöhnt werden.

Datenregistrierung von Airvo3: Luftstrom, FiO2, Atemfrequenz, Sauerstoffsättigung. Die Daten werden von jedem der Geräte am Ende der Nutzung des Geräts durch jeden eingeschlossenen Patienten auf einen fachspezifischen USB-Stick heruntergeladen.

Aus den Fallakten der Patienten: Alter, Geschlecht, Zeit seit der COPD-Diagnose, letzte Lungenfunktion innerhalb von sechs Monaten nach Aufnahme in die Studie (forciertes Exspirationsvolumen in der ersten Sekunde (FEV1), forcierte Vitalkapazität (FVC), (Liter/%), sowie FEV1/FVC), Body-Mass-Index, Langzeit-Sauerstoffbehandlung vor der Aufnahme +/-, (wenn +, Dauer und verordneter Sauerstofffluss (Liter/Minute)), HFNC-Behandlung zu Hause (wenn + Dauer, Fluss, FiO2), Raucherstatus (aktuell, früher, Aufhörer, nie; bei aktueller Dauer und Packungsjahre, bei ehemaligem/Aufhörer, Dauer, Zeit seit Beendigung und Packungsjahre). Ein Packungsjahr ist definiert als 20 Zigaretten/Tag/Jahr. Darüber hinaus Anzahl mittelschwerer und schwerer Exazerbationen innerhalb der letzten zwölf Monate1. Die Komorbiditäten der Patienten werden gemäß dem COPD-spezifischen Komorbiditätstest (COTE)-Index registriert. Darüber hinaus werden die Größe der Nasenkanüle und die Dauer der HFNC-Behandlung erfasst. Abschließend werden die Aufnahmedauer (ganze Tage) und der Todesfall während der Aufnahme (+/-) erfasst.

Aus dem Patientenverschreibungsregister werden Daten zu inhalierten Medikamenten zum Zeitpunkt der Aufnahme (langwirksame Beta-2-Agonisten/langwirksame Muskarinantagonisten/inhalative Kortikosteroide +/- kurzwirksame Beta-2-Agonisten +/-) abgerufen.

Aus Laborakten: Aus der laufenden Aufnahme: Daten der arteriellen Blutgase wie oben beschrieben. C-reaktives Protein, Anzahl weißer Blutkörperchen, Hämoglobin, Erythrozyten-Mittelzellvolumen (MCV) und Erythrozyten-Mittelzell-Hämoglobinkonzentration (MCHC). Die Laborakten sind in allen drei Regionen in die oben beschriebene elektronische Fallakte eingebettet.

Die Daten werden vom verantwortlichen Forschungskliniker an jedem Standort oder von einem Studienmitarbeiter registriert, der vom für die Studie verantwortlichen Arzt an den respektablen Standorten delegiert wird.

Biologisches Material In dieser Studie wird Blut aus arteriellen Blutgasen verwendet. Die während der Studie durchgeführten Blutuntersuchungen würden auch als Standardverfahren während der Behandlung von akutem hyperkapnischem Versagen durchgeführt. Sollte während des Behandlungszeitraums eine weitere Blutgasanalyse nach Ermessen des verantwortlichen Arztes durchgeführt werden? In dieser Studie gibt es keine Biobank.

Datenschutz und Datenregistrierung Daten vom AirvoTM3 werden vom Gerät heruntergeladen und zur Datenverarbeitung auf den Server von „Fisher & Paykel Healthcare“ in Neuseeland übertragen. Die verarbeiteten Datensätze werden anschließend auf einem sicheren Server im Universitätsklinikum Aalborg gespeichert. Alle Daten werden in einer Datenbank registriert, die im Aalborg University Hospital Licensed Research Electronic Data Capture (RedCap) (Vanderbilt University, Nashville, Tennessee, USA) erstellt wurde. Die Daten werden auf einem separaten, gesicherten Server gespeichert. Die Daten werden nicht an Dritte weitergegeben und verbleiben in Dänemark.

Die Studie wurde von der dänischen Ethikkommission und der Datenschutzbehörde genehmigt und in der regionalen Forschungsdatenbank Nordjütland registriert.

Die Studie wird von Forschern initiiert und durch einen uneingeschränkten Zuschuss von „Fisher & Paykel Healthcare“ finanziert. Der Vertrag zwischen dem Prüfarzt und „Fisher & Paykel Healthcare“, einschließlich einer Datenverwaltungsvereinbarung, wird von der Rechtsabteilung des Universitätsklinikums Aalborg genehmigt. Kooperations- und Datenverwaltungsvereinbarungen mit den angrenzenden Standorten werden ebenfalls von der Rechtsabteilung des Universitätsklinikums Aalborg genehmigt.

Berechnung der Stichprobengröße Die Power-Berechnungen basierten auf den Ergebnissen und der Power-Berechnung, die in der Studie von Cortegiani et al. durchgeführt wurde. Diese Studie ging von einer Standardabweichung für PaCO2 von 15 mmHg (1,99 kPa) und einer Nichtunterlegenheitsgrenze von 10 mmHg für PaCO2 (1,33 kPa) aus. Bei Konfidenzintervallen von 95 %, einer Fehlermarge von 5 und unter Einbeziehung zusätzlicher 10 Patienten pro Variable in die multiple Regressionsanalyse (PaCO2-Basislinie, Fluss, Kanülengröße, Zeit und Atemfrequenz) insgesamt 138 Patienten randomisiert auf OptiflowTM/OptiflowTM+Duet-Nasenkanülen (69/69).

Statistischer Analyseplan

• Beschreiben von Basisinformationen und Untersuchen möglicher Unterschiede zwischen den beiden Patientengruppen: Mittelwert/Standardabweichung, Median/Interquartilbereiche, abhängig von der Normalität, beurteilt durch den Shapiro-Wilk-Test.
• Beschreibung der Einhaltung der HFNC-Behandlung: Prozentsatz der Gesamtbevölkerung
• Um Veränderungen im PaCO2 zu untersuchen: Multiple Regressionsanalyse, Korrektur von PaCO2 zu Studienbeginn, HFNC-Fluss, Kanülengröße, Dauer der HFNC-Behandlung und Atemfrequenz.
• Zur Untersuchung von pH-Änderungen: Ungepaarter t-Test, unter Berücksichtigung der Abweichung von der Normalverteilung und der daraus resultierenden Notwendigkeit der Berechnung von SE (Boot-Strap- oder Mann-Whitney-Test bei nichtparametrischem p-Wert).
• Zur Untersuchung der pH-Neutralität +/-: Exakter Test nach Fisher
• Untersuchung der Zeit bis zur pH-Neutralität: Cox-Regressionsanalyse