Svezzamento con ossigenoterapia assistita da computer in bambini in condizioni critiche

Gli investigatori eseguiranno uno studio di fattibilità seguito da uno studio randomizzato e controllato su pazienti neonatali e pediatrici in condizioni critiche in terapia con ossigeno.

Gli investigatori utilizzeranno un'architettura di controllo adattivo basata su modello per regolare le impostazioni di FiO2. Uno dei principali vantaggi dell'utilizzo di un sistema di controllo "adattivo" è che la risposta del paziente alle precedenti impostazioni di FiO2 viene utilizzata per ricalcolare l'impostazione di FiO2 più appropriata a intervalli di tempo fissi. Come risultato di questo processo iterativo e autocorrettivo, il valore di FiO2 converge al valore più appropriato per un periodo di tempo.

Popolazione di studio:

Bambini di età inferiore ai 18 anni ricoverati in terapia intensiva pediatrica che necessitano di ossigenoterapia.

Disegno dello studio:

Quindici pazienti saranno reclutati per lo studio di fattibilità e 50 pazienti per lo studio di efficacia. La dimensione del campione è stata calcolata per fornire l'85% di potenza con un tasso di errore di tipo I di 0,05 per rilevare una diminuzione del 10% della durata del tempo in stato iperossico.

Definizioni:

Ipossia: saturazione di ossigeno mediante pulsossimetria (SpO2) <91% >1 min Ipossia prolungata: ipossia per >2 min Ipossia grave: SpO2 <85% Ipossia grave prolungata: SpO2 <85% per >1 min Iperossia: SpO2 >96% attiva FiO2 >0,21 >1 min Intervallo di saturazione target: SpO2 91-96% Fabbisogno di FiO2 aumentato: FiO2 >0,60

I pazienti saranno sottoposti a screening quotidiano per l'idoneità. Il consenso informato sarà ottenuto dai genitori dei pazienti idonei. Una tabella di randomizzazione creata dallo statistico verrà utilizzata per randomizzare i pazienti in un rapporto 1:1 al gruppo di svezzamento manuale o assistito da computer. Lo studio verrà condotto dopo che il paziente è stato ricoverato nell'unità per più di 24 ore. Prima dell'inizio dello studio saranno necessarie due ore di stabilità respiratoria senza la necessità di un aumento sostenuto della FiO2 o di modifiche alle impostazioni del ventilatore. L'intervallo di SpO2 target sarà 91-96% per i pazienti dell'unità di terapia intensiva pediatrica. Se parte della loro cura abituale, i pazienti riceveranno i trattamenti respiratori programmati (ad es. aspirazione, fisioterapia toracica) prima dell'inizio del periodo di studio.

Durante il periodo di studio di 4 ore, i pazienti nel gruppo di svezzamento manuale saranno assistiti di routine con modifiche di FiO2 apportate dall'infermiere o dal terapista respiratorio secondo l'ordine impartito dal medico. Un secondo pulsossimetro verrà utilizzato per il monitoraggio.

Nel gruppo assistito da computer, un ricercatore dedicato sarà al capezzale durante lo studio di 4 ore. La saturazione di ossigeno verrà monitorata utilizzando un secondo pulsossimetro collegato a un computer programmato. Il computer fornirà supporto alle decisioni cliniche formulando una raccomandazione per lo svezzamento della FiO2 ogni 5-10 min. Se si verificano cambiamenti più frequenti nella saturazione dell'ossigeno al di sopra o al di sotto del target, il computer fornirà raccomandazioni più frequenti (ogni 30-60 sec) finché la saturazione non rientra nell'intervallo target. L'investigatore svezzerà la FiO2 in base alla raccomandazione del computer, se la modifica suggerita è ritenuta sicura. Se la raccomandazione viene respinta, l'investigatore ne documenterà il motivo. Durante questo periodo non verranno apportate altre modifiche a meno che il paziente non sia ipossico o iperossico.

Le impostazioni del supporto respiratorio (flusso, pressione inspiratoria, volume corrente, pressione positiva di fine espirazione (PEEP), supporto della pressione) rimarranno invariate durante il periodo dello studio, a meno che non sia necessaria un'escalation delle impostazioni a causa di cambiamenti nello stato clinico.

In caso di ipossia o iperossia, può essere effettuato un aggiustamento manuale della FiO2 e qualsiasi intervento clinicamente necessario (ad es. aspirazione, trattamenti nebulizzati) verranno eseguiti se una raccomandazione non viene fatta dal computer entro 1 min. Se è necessario un intervento diverso da un aumento della FiO2, lo sperimentatore può sospendere ulteriori raccomandazioni sullo svezzamento fino al completamento dell'intervento. L'acquisizione dei dati può essere sospesa se viene rilevato un artefatto.

Criteri per la sospensione dello svezzamento con l'ausilio del computer:

• Deterioramento respiratorio acuto >2 min: desaturazione dell'ossigeno che richiede aspirazione o trattamento nebulizzato. Durante questo periodo, la FiO2 può essere regolata manualmente.
• Deterioramento emodinamico acuto >2 min: ipotensione, tachicardia o bradicardia (definita in base all'età).
• Deterioramento neurologico acuto > 2 min: agitazione che interferisce con il supporto respiratorio e influisce sulla saturazione di ossigeno.
• Artefatto nella lettura della saturazione di ossigeno.

Il tempo totale di sospensione dello studio verrà registrato per ciascun paziente.

Criteri per la cessazione dello studio per una singola materia:

• Il deterioramento respiratorio persiste >5 min ed è necessario un livello di supporto più elevato.
• Il deterioramento emodinamico persiste >5 min e vengono iniziati inotropi o vasopressori.
• Il paziente sviluppa uno stato mentale alterato rispetto alla condizione pre-studio o attività convulsiva > 2 min.
• Richiesta dei genitori di ritiro dallo studio.

Raccolta dati:

Ai pazienti verrà assegnato un numero di identificazione del soggetto (ID) univoco. Dati identificabili (ad es. numero di cartella clinica, data di nascita) con il relativo ID saranno elencati separatamente dagli altri dati e salvati su un database sicuro protetto da password (Box.com attraverso la Stanford University). Durante lo studio i dati saranno raccolti sotto il numero ID del soggetto (de-identificato). Tutti i dati elettronici saranno archiviati in Box e i fogli di raccolta saranno conservati in un armadietto chiuso a chiave nell'unità di terapia intensiva pediatrica fino al trasferimento delle informazioni in formato elettronico.

Dati demografici: età, sesso, razza, altezza, peso, diagnosi acuta, diagnosi croniche, fabbisogno di ossigeno/supporto respiratorio al basale, data di ricovero, ore di supporto respiratorio, tipo di supporto respiratorio, risultati dei gas ematici se ottenuti, giorno di degenza. Il sangue non verrà raccolto specificamente per questo studio, ma se è stato ottenuto un gas del sangue sul paziente, verrà registrato. I risultati delle immagini verranno registrati.

Durante il periodo di studio:

SpO2, frequenza respiratoria, frequenza cardiaca, pressione sanguigna e temperatura ogni 1 min. Farmaci somministrati durante ed entro 1 ora prima del periodo di studio. Modifiche della FiO2 (raccomandazioni del computer e altro), impostazioni di supporto respiratorio e interventi acuti (ad es. aspirazione, trattamento respiratorio, sedazione) e ragione. Risultato dell'emogas se richiesto dal medico.

Analisi statistica L'esito primario sarà la durata dell'esposizione all'iperossia. Gli esiti secondari saranno l'incidenza e la durata dell'ipossia, la durata della saturazione di ossigeno nell'intervallo target, l'incidenza e la durata dell'aumento del fabbisogno di ossigeno e il numero di aggiustamenti manuali della FiO2. Le durate saranno calcolate in proporzione al tempo totale registrato. La saturazione di ossigeno e la FiO2 saranno calcolate in media per i pazienti nel gruppo manuale e confrontate con quelle dei pazienti nel gruppo assistito da computer utilizzando un t-test unilaterale a due campioni con margine per verificare se il gruppo assistito da computer esegue almeno 10% migliore rispetto al gruppo manuale. Il numero medio di modifiche manuali alla FiO2 per i pazienti nel gruppo manuale e il numero medio di modifiche manuali nel gruppo assistito dal computer saranno confrontati anche utilizzando un t-test.

Sulla base di misurazioni precedenti in pazienti neonatali e dopo aver aggiustato per potenziali abbandoni di dati, i ricercatori stimano che una popolazione di 25 pazienti ciascuno per i gruppi manuali e assistiti da computer sarebbe sufficiente per testare l'ipotesi. Sebbene per questo calcolo siano stati utilizzati test t parametrici a due campioni e unilaterali, i risultati dell'utilizzo di statistiche non parametriche (basate sui test di rango di Wilcoxon) non dovrebbero essere significativamente diversi. Nei calcoli degli investigatori, hanno utilizzato una stima dell'errore di tipo I di 0,05 (falso positivo) e una potenza di 0,85 (tipo II).

Al fine di monitorare l'efficacia dell'esperimento, i ricercatori valuteranno anche le prestazioni dell'esperimento a metà strada dopo aver esaminato 25 pazienti. Inoltre, il ricercatore principale monitorerà attentamente i risultati di ciascun esperimento per verificare eventuali deviazioni significative nelle prestazioni.

Poiché questo studio comporta un rischio minimo, il monitoraggio o l'auditing del sito non fanno parte del piano.

La raccolta dei dati e l'inserimento nel registro e il monitoraggio saranno effettuati da 2 investigatori. Se i dati mancano, il paziente può essere escluso dall'analisi statistica se i dati mancanti sono abbastanza significativi da portare a false conclusioni.