Air à haut débit via canule nasale vs pression positive continue non invasive pour l'insuffisance respiratoire hypercapnique (HIGHforHyper)

L'insuffisance respiratoire est une cause majeure de morbidité et de mortalité, et l'un des problèmes les plus fréquemment rencontrés aux urgences. L'insuffisance respiratoire hypercapnique ou hypercarbique, également appelée insuffisance respiratoire de type II, se caractérise par une défaillance du système respiratoire dans l'une de ses deux fonctions d'échange gazeux : l'élimination du dioxyde de carbone (CO2). Elle est donc généralement définie par la pression partielle de CO2 dans les gaz du sang artériel (PaCO2), une valeur supérieure à 50 mmHg étant un seuil couramment utilisé. L'insuffisance respiratoire hypercapnique est souvent associée à des troubles graves des voies respiratoires, tels que l'asthme et la bronchopneumopathie chronique obstructive (BPCO), mais peut également être trouvée dans d'autres conditions, où la fonction respiratoire est restreinte, comme les intoxications, les maladies neuromusculaires ou les anomalies de la paroi thoracique. L'insuffisance respiratoire hypercapnique, c'est-à-dire l'insuffisance respiratoire de type II, est souvent associée à l'insuffisance respiratoire hypoxémique, c'est-à-dire l'insuffisance respiratoire de type I, défaut d'oxygénation. Cependant, l'échec de type I est également souvent observé sans hypercapnie. L'insuffisance respiratoire, à la fois de type I et II, peut être classée en aiguë ou chronique. La distinction entre les deux formes est souvent difficile et, en plus de l'analyse des gaz du sang artériel, peut nécessiter des tests supplémentaires pour identifier des marqueurs cliniques tels que la polycythémie ou une cardiopathie pulmonaire. Pour des raisons pratiques, l'insuffisance respiratoire aiguë est souvent définie comme une affection dans laquelle l'insuffisance respiratoire se développe trop rapidement pour permettre une compensation rénale et une augmentation des taux de bicarbonate (HCO3-), et conduisant ainsi à une acidose (pH inférieur à 7,3). Les stratégies thérapeutiques pour l'insuffisance respiratoire hypercapnique comprennent l'assistance ventilatoire CPAP non invasive, l'intubation et la ventilation mécanique (à la fois sous forme assistée et contrôlée) et, dans les cas très graves, des méthodes extracorporelles, telles que les systèmes de survie extracorporels.

L'assistance à la ventilation CPAP non invasive via des casques ou différents types de masques étanches est la méthode actuelle de choix pour le traitement des patients souffrant d'insuffisance respiratoire aiguë dans le cadre des soins intensifs. Les patients éligibles incluent ceux qui ont des voies respiratoires intactes, des réflexes de protection des voies respiratoires, qui sont suffisamment alertes pour suivre les commandes, tandis que les patients qui n'ont pas ces critères nécessitent une intubation endotrachéale immédiate. L'assistance à la ventilation CPAP non invasive améliore à la fois l'oxygénation (en fournissant une fraction inspirée d'oxygène (FiO2) de 100 %, ce qui n'est pas possible via un simple masque venturi, et la possibilité d'une pression positive en fin d'expiration (PEP), empêchant l'effondrement des alvéoles) et la décarboxylation (en augmentant le volume courant). Il a été démontré qu'il diminue à la fois le besoin d'intubation et la mortalité hospitalière. L'assistance à la ventilation CPAP non invasive, cependant, nécessite un haut niveau de compétence de la part des prestataires et une communication intensive avec le patient pour expliquer l'utilité d'un appareil en position assise serrée dans le visage dans une situation de dyspnée massive perçue. Bien que les effets indésirables graves de l'assistance ventilatoire CPAP non invasive soient très rares, des douleurs et des marques de pression peuvent survenir. Malgré tous les efforts des soignants, il existe une proportion importante de patients qui ne tolèrent pas du tout l'assistance ventilatoire via un masque étanche. Environ 15 % des patients ne tolèrent pas la thérapie, avec 25 % supplémentaires de patients présentant des contre-indications. Celles-ci peuvent inclure des contre-indications générales contre les techniques non invasives, telles que l'absence susmentionnée de réflexes de protection des voies respiratoires, mais également des contre-indications spécifiques aux masques serrés, telles que des anomalies anatomiques du visage.

La thérapie à haut débit d'air via une canule nasale (HFA) est généralement appliquée via une canule nasale à large diamètre. Il fournit jusqu'à 60 litres par minute d'un mélange gazeux chauffé et humidifié (avec une FiO2 réglable). Cette thérapie est beaucoup moins invasive pour le patient, et donc souvent mieux tolérée. L'HFA a été de plus en plus utilisé ces dernières années pour traiter l'insuffisance respiratoire hypoxique (c. échec de type I), et de nombreuses études ont montré son efficacité dans cette indication tant en réanimation qu'aux urgences. Une revue systématique et une méta-analyse récentes ont conclu à l'amélioration du confort du patient et à la réduction des scores de dyspnée. Malgré cette bonne preuve de l'HFA dans l'insuffisance respiratoire hypoxique, il n'a été utilisé qu'à contrecœur pour l'insuffisance respiratoire hypercapnique. Cela pourrait s'expliquer en grande partie par le fait que les patients atteints d'hypercapnie chronique sont connus pour diminuer leur capacité respiratoire lorsqu'ils sont exposés à l'hyperoxie. Cependant, les preuves ont commencé à changer sur cette indication ces derniers temps. Il a été démontré que le HFA génère une PEP, même s'il ne s'agit pas d'un système fermé, et qu'il améliore la clairance du CO2 en éliminant l'espace mort anatomique. Cela pourrait également aider à réduire la résistance inspiratoire et faciliter l'élimination des sécrétions du gaz humidifié. Une étude sur des patients atteints de MPOC a montré une augmentation de l'amplitude et de la pression moyenne de la pression respiratoire, ainsi que du volume courant, avec une tendance à la réduction de la pCO2. Sur la base de ces résultats, l'utilisation de l'HFA a augmenté dans la pratique clinique, et un certain nombre de rapports de cas et de séries indiquent une utilisation réussie. Fraser et al. ont étudié avec succès l'utilisation du HFA chez les patients atteints de BPCO chronique. Des modifications des gaz du sang artériel lors de l'utilisation du HFA au service des urgences pour les patients hypercapniques et non hypercapniques ont été analysées dans des études précédentes et ont trouvé une réduction significative de la pCO2.

Il n'existe cependant à ce jour aucun essai contrôlé randomisé étudiant l'effet de l'HFA dans l'insuffisance respiratoire hypercapnique aiguë.

L'étude sera réalisée sous la forme d'un essai contrôlé randomisé de non-infériorité. Le site de l'étude est le Département de médecine d'urgence (ED) de l'Hôpital général de Vienne, un centre de recherche universitaire de premier plan pour la médecine d'urgence dans un grand hôpital de soins tertiaires. Environ 90 000 patients sont traités chaque année dans le service, dont environ 150 à 200 souffrent d'insuffisance respiratoire hypercapnique et nécessitent une ventilation non invasive. Le département dispose de sa propre unité de soins intensifs et de soins intermédiaires, avec 7 postes chacun, pour un total de 14 postes capables de fournir une thérapie CPAP. L'appareil HFA est également utilisé régulièrement dans le département.

Les patients temporairement incapables de donner un consentement éclairé en raison d'une hypercapnie seront randomisés et traités. Ils seront informés a posteriori dès qu'ils seront en mesure de donner un consentement éclairé, et auront la possibilité de donner leur consentement à l'utilisation de leurs données.

Une séquence aléatoire sera générée par une personne non impliquée dans l'inscription des patients à l'aide d'un logiciel standard. La randomisation sera effectuée en blocs variables de 4 à 6, pour donner une allocation imprévisible tout en garantissant des tailles de groupe équilibrées. Des enveloppes opaques scellées numérotées séquentiellement (SNOSE), contenant l'attribution soit au groupe d'intervention, soit au groupe de contrôle, seront pré-produites. Les enveloppes seront ouvertes après consentement immédiatement avant le début de l'intervention pour permettre la dissimulation de l'attribution et réduire le risque d'exclusion post-aléatoire immédiate.

L'intervention consiste en HFA en utilisant l'équipement standard du département. Un débit de gaz de 60 litres par minute et une FiO2 cliniquement réalisable seront utilisés. La thérapie sera poursuivie jusqu'à ce qu'un niveau de pCO2 de 50 mmHg ou moins soit atteint, ou la thérapie doit être interrompue en raison d'un manque de tolérance par le patient ou d'une indication d'intubation.

Le contrôle consiste en un support de ventilation CPAP non invasif à l'aide d'un masque étanche et d'un équipement respiratoire standard du Département de médecine d'urgence. Une pression positive des voies respiratoires de 3,67 mmHg et une FiO2 cliniquement réalisable seront utilisées. La thérapie sera poursuivie jusqu'à ce qu'un niveau de pCO2 de 50 mmHg ou moins soit atteint, ou la thérapie doit être interrompue en raison d'un manque de tolérance par le patient ou d'une indication d'intubation.

Sur la base de la discrétion du médecin traitant, les traitements d'intervention et de contrôle peuvent être interrompus à tout moment, et toute autre thérapie (venturi-masque simple, HFA, support de ventilation CPAP non invasive, intubation, méthodes extracorporelles) peut être initiée.

Les caractéristiques de base et les variables démographiques comprendront l'âge, le sexe, le statut tabagique, les maladies antérieures, en particulier tout antécédent de MPOC ou d'asthme, et la durée du traitement de ceux-ci, les médicaments, la taille corporelle, le traitement préhospitalier. Les niveaux de pCO2 seront mesurés à l'aide d'une analyse des gaz sanguins à 0 -30 -60 (et toutes les 60 minutes par la suite) minutes après le début de la thérapie et à la fin de la thérapie. La perception du patient de la thérapie sera évaluée après la fin de la thérapie à l'aide d'une échelle de Likert en 10 points allant de très inconfortable à très confortable.

Les considérations relatives à la taille de l'échantillon sont basées sur le critère principal de réduction de pCO2 par heure. Les enquêteurs supposent des niveaux de pCO2 de base de 50 à 100 mmHg. Sur la base de la littérature publiée, les enquêteurs supposent que le résultat dans le groupe témoin est de 4 ± 3 mmHg/heure. Sur la base de notre jugement clinique, les enquêteurs ont supposé une limite de non-infériorité de 2 mmHg, qui se situe bien à moins d'un écart type du résultat. Par conséquent, les enquêteurs auraient besoin de 28 sujets expérimentaux et de 28 sujets témoins pour pouvoir rejeter l'hypothèse nulle selon laquelle la limite inférieure d'un intervalle de confiance bilatéral à 90 % de la vraie différence entre deux groupes est supérieure à la limite de non-infériorité, à une puissance de 80%. Officiellement, les enquêteurs devront recruter 56 patients. Pour permettre une perte potentielle de suivi, des données manquantes, des problèmes de mesure ou d'autres facteurs de conception, les enquêteurs augmenteront la taille réelle de l'échantillon à 62. En termes de faisabilité, les chercheurs s'attendent à environ 150 à 200 patients éligibles d'ici un an, ce qui donne une durée d'étude prévue d'environ 6 mois.

En raison de la taille relativement petite de l'échantillon, aucune analyse intermédiaire n'est planifiée à l'avance.

Les données de base et les données démographiques seront tabulées pour le groupe d'intervention et le groupe témoin afin d'évaluer le succès de la randomisation. La réduction de pCO2 par heure sera comparée entre les individus de l'intervention et les individus du groupe témoin. Les enquêteurs calculeront les effets comme des différences avec des intervalles de confiance à 95 %. Cela sera fait à l'aide d'un modèle mixte linéaire avec pCO2 comme résultat, groupe de traitement comme variable factorielle, et pCO2 de base et temps de traitement comme covariables. Les investigateurs supposeront la non-infériorité si l'intervalle de confiance bilatéral à 95 % se situe dans des limites prédéfinies de non-infériorité. Dans le cadre d'une analyse de sensibilité, les chercheurs testeront également l'interaction temps/traitement dans le modèle. Comme autre analyse de sensibilité, les enquêteurs analyseront les données pendant les 6 premières heures de traitement au maximum. En cas d'échec thérapeutique, les investigateurs utiliseront la méthode de la dernière observation reportée à 6 heures. L'analyse primaire suivra le principe de l'intention de traiter. L'unité d'analyse sera les personnes seules.

Les critères de jugement secondaires catégoriels seront analysés en calculant les risques relatifs avec des intervalles de confiance à 95 % basés sur une erreur standard exacte. Les investigateurs supposeront la non-infériorité si l'intervalle de confiance bilatéral à 95 % se situe dans des limites prédéfinies de non-infériorité. Les résultats secondaires continus seront analysés comme le résultat primaire. On s'attend à ce que les données sur la durée du séjour soient distribuées de manière log-normale, c'est pourquoi les enquêteurs prévoient d'utiliser des valeurs transformées en log pour d'autres calculs. Pour l'analyse des données, les enquêteurs utiliseront Stata 11. Une valeur de p bilatérale moins 0,05 est généralement considérée comme statistiquement significative. Les rapports suivront les normes de l'extension CONSORT pour les essais de non-infériorité et d'équivalence.

Confidentialité et sécurité des données Les données directement et indirectement liées aux patients seront stockées physiquement et logiquement séparées. De plus, seuls les membres du groupe d'étude auront accès aux données de l'étude. Les données seront stockées sur un ordinateur sécurisé du service de médecine d'urgence et ne seront accessibles que via un accès restreint pour les membres du groupe d'étude.