Sevrage par oxygénothérapie assisté par ordinateur chez les enfants gravement malades

Les enquêteurs réaliseront une étude de faisabilité suivie d'une étude randomisée et contrôlée sur des patients néonatals et pédiatriques gravement malades sous oxygénothérapie.

Les enquêteurs utiliseront une architecture de contrôle adaptatif basée sur un modèle pour réguler les paramètres de FiO2. Un avantage majeur de l'utilisation d'un système de contrôle "adaptatif" est que la réponse du patient aux réglages de FiO2 précédents est utilisée pour recalculer le réglage de FiO2 le plus approprié dans des intervalles de temps fixes. À la suite de ce processus itératif et autocorrecteur, la valeur FiO2 converge vers la valeur la plus appropriée sur une période de temps.

Population étudiée :

Enfants de moins de 18 ans admis à l'unité de soins intensifs pédiatriques nécessitant une oxygénothérapie.

Étudier le design:

Quinze patients seront recrutés pour l'étude de faisabilité et 50 patients pour l'essai d'efficacité. La taille de l'échantillon a été calculée pour fournir une puissance de 85 % avec un taux d'erreur de type I de 0,05 pour détecter une diminution de 10 % de la durée de l'état hyperoxique.

Définitions :

Hypoxie : saturation en oxygène par oxymétrie de pouls (SpO2) < 91 % > 1 min Hypoxie prolongée : hypoxie pendant > 2 min Hypoxie sévère : SpO2 < 85 % Hypoxie sévère prolongée : SpO2 < 85 % pendant > 1 min Hyperoxie : SpO2 > 96 % sur FiO2 > 0,21 > 1 min Plage de saturation cible : SpO2 91-96 % Augmentation des besoins en FiO2 : FiO2 > 0,60

Les patients seront examinés quotidiennement pour déterminer leur admissibilité. Le consentement éclairé sera obtenu des parents des patients éligibles. Un tableau de randomisation créé par le statisticien sera utilisé pour randomiser les patients dans un rapport de 1:1 dans le groupe de sevrage manuel ou assisté par ordinateur. L'étude sera réalisée après que le patient aura été admis dans l'unité pendant plus de 24 heures. Deux heures de stabilité respiratoire sans nécessiter d'augmentation soutenue de la FiO2 ou de modification des paramètres du ventilateur seront nécessaires avant le début de l'étude. La plage cible de SpO2 sera de 91 à 96 % pour les patients des unités de soins intensifs pédiatriques. Si cela fait partie de leurs soins habituels, les patients recevront leurs traitements respiratoires programmés (par ex. aspiration, kinésithérapie respiratoire) avant le début de la période d'étude.

Pendant la période d'étude de 4 heures, les patients du groupe de sevrage manuel seront pris en charge de manière routinière avec des changements de FiO2 effectués par l'infirmière ou l'inhalothérapeute selon la commande passée par le clinicien. Un deuxième oxymètre de pouls sera utilisé pour la surveillance.

Dans le groupe assisté par ordinateur, un enquêteur dédié sera au chevet du patient pendant l'étude de 4 heures. La saturation en oxygène sera surveillée à l'aide d'un second oxymètre de pouls connecté à un ordinateur programmé. L'ordinateur fournira une aide à la décision clinique en faisant une recommandation de sevrage FiO2 toutes les 5 à 10 min. Si des changements plus fréquents se produisent dans la saturation en oxygène au-dessus ou en dessous de la cible, l'ordinateur fera des recommandations plus fréquentes (toutes les 30 à 60 secondes) jusqu'à ce que la saturation soit dans la plage cible. L'investigateur sevrera le FiO2 sur la base de la recommandation de l'ordinateur, si le changement suggéré est jugé sûr. Si la recommandation est rejetée, l'enquêteur documentera la raison. Aucune autre modification ne sera apportée pendant cette période, sauf si le patient est hypoxique ou hyperoxique.

Les paramètres d'assistance respiratoire (débit, pression inspiratoire, volume courant, pression expiratoire positive (PEP), aide inspiratoire) resteront inchangés pendant la période d'étude, à moins qu'une escalade des paramètres ne soit nécessaire en raison de changements dans l'état clinique.

En cas d'hypoxie ou d'hyperoxie, un ajustement manuel de la FiO2 peut être effectué et toute intervention cliniquement nécessaire (par ex. aspiration, traitements nébulisés) seront effectués si une recommandation n'est pas faite par l'ordinateur dans 1 min. Si une intervention autre qu'une augmentation de la FiO2 est nécessaire, l'investigateur peut suspendre d'autres recommandations de sevrage jusqu'à ce que l'intervention soit terminée. L'acquisition de données peut être suspendue si un artefact est détecté.

Critères de suspension du sevrage par assistance informatique :

• Altération respiratoire aiguë > 2 min : désaturation en oxygène nécessitant un traitement par aspiration ou nébulisation. Pendant ce temps, la FiO2 peut être ajustée manuellement.
• Dégradation hémodynamique aiguë > 2 min : hypotension, tachycardie ou bradycardie (définie par l'âge).
• Altération neurologique aiguë > 2 min : agitation qui interfère avec l'assistance respiratoire et affecte la saturation en oxygène.
• Artefact dans la lecture de la saturation en oxygène.

La durée totale de suspension de l'étude sera enregistrée pour chaque patient.

Critères de fin de l'étude pour un sujet individuel:

• La détérioration respiratoire persiste > 5 min et un niveau d'assistance plus élevé est nécessaire.
• La détérioration hémodynamique persiste > 5 min et les inotropes ou les vasopresseurs sont initiés.
• Le patient développe un état mental altéré par rapport à l'état antérieur à l'étude ou à l'activité épileptique > 2 min.
• Demande parentale de retrait de l'étude.

Collecte de données:

Les patients se verront attribuer un numéro d'identification de sujet (ID) unique. Données identifiables (par ex. numéro de dossier médical, date de naissance) avec l'identifiant correspondant seront répertoriés séparément des autres données et enregistrés dans une base de données sécurisée protégée par un mot de passe (Box.com par l'Université de Stanford). Au cours de l'étude, les données seront collectées sous le numéro d'identification du sujet (anonymisé). Toutes les données électroniques seront stockées dans Box et les feuilles de collecte seront conservées dans un casier verrouillé dans l'unité de soins intensifs pédiatriques jusqu'à ce que les informations soient transférées sous forme électronique.

Données démographiques : âge, sexe, race, taille, poids, diagnostic aigu, diagnostics chroniques, besoins de base en oxygène/assistance respiratoire, date d'admission, heures d'assistance respiratoire, type d'assistance respiratoire, résultats des gaz du sang si obtenus, journée d'hospitalisation. Le sang ne sera pas prélevé spécifiquement pour cette étude, mais si un gaz du sang a été obtenu sur le patient, il sera enregistré. Les résultats d'imagerie seront enregistrés.

Pendant la période d'études :

SpO2, fréquence respiratoire, fréquence cardiaque, tension artérielle et température toutes les 1 min. Médicaments administrés pendant et dans l'heure qui précède la période d'étude. Modifications de la FiO2 (recommandations informatiques et autres), paramètres d'assistance respiratoire et interventions aiguës (par ex. aspiration, traitement respiratoire, sédation) et raison. Résultat des gaz du sang si demandé par le clinicien.

Analyse statistique Le résultat principal sera la durée d'exposition à l'hyperoxie. Les critères de jugement secondaires seront l'incidence et la durée de l'hypoxie, la durée de la saturation en oxygène dans la plage cible, l'incidence et la durée des besoins accrus en oxygène et le nombre d'ajustements manuels de la FiO2. Les durées de temps seront calculées au prorata du temps total enregistré. La saturation en oxygène et la FiO2 seront moyennées pour les patients du groupe manuel et comparées à celles des patients du groupe assisté par ordinateur à l'aide d'un test t unilatéral à deux échantillons avec marge pour tester si le groupe assisté par ordinateur effectue au moins 10% mieux que le groupe manuel. Le nombre moyen de modifications manuelles de la FiO2 pour les patients du groupe manuel et le nombre moyen de modifications manuelles du groupe assisté par ordinateur seront également comparés à l'aide d'un test t.

Sur la base de mesures antérieures chez des patients nouveau-nés et après ajustement pour les abandons potentiels de données, les enquêteurs estiment qu'une population de 25 patients chacun pour les groupes manuels et assistés par ordinateur serait suffisante pour tester l'hypothèse. Bien que des tests t paramétriques à deux échantillons et unilatéraux aient été utilisés pour ce calcul, les résultats de l'utilisation de statistiques non paramétriques (basées sur les tests de rang de Wilcoxon) ne devraient pas être significativement différents. Dans les calculs des enquêteurs, ils ont utilisé une estimation d'erreur de type I de 0,05 (faux positif) et une puissance de 0,85 (type II).

Afin de contrôler l'efficacité de l'expérience, les enquêteurs évalueront également les performances de l'expérience à mi-chemin après avoir examiné 25 patients. En outre, le chercheur principal surveillera également de près les résultats de chaque expérience pour surveiller tout écart significatif dans les performances.

Comme cette étude implique un risque minimal, la surveillance ou l'audit du site ne fait pas partie du plan.

La collecte et la saisie des données dans le registre et le suivi seront effectués par 2 enquêteurs. Si des données manquent, le patient peut être exclu de l'analyse statistique si les données manquantes sont suffisamment importantes pour conduire à de fausses conclusions.