Esame degli obiettivi personalizzati di SpO2 (EXPRESS)

Ogni anno, 2-3 milioni di adulti gravemente malati negli Stati Uniti ricevono ventilazione meccanica invasiva. La mortalità intraospedaliera tra gli adulti gravemente malati che ricevono ventilazione meccanica rimane approssimativamente del 25-35%. Sono urgentemente necessari approcci assistenziali che riducano la mortalità per gli adulti gravemente malati che ricevono ventilazione meccanica invasiva.

La ventilazione meccanica implica universalmente la titolazione della frazione di ossigeno inspirato (FiO2) per mantenere la saturazione arteriosa di ossigeno - valutata mediante pulsossimetria (SpO2) o analisi dei gas nel sangue (SaO2) - o la tensione arteriosa di ossigeno (ad esempio, PaO2). Utilizzare obiettivi di SpO2 più elevati (96-100%) fornisce un margine di sicurezza contro l'ipossiemia, ma aumenta l'esposizione a FiO2 in eccesso, iperossiemia e iperossia tissutale, potenzialmente causando danni ossidativi e infiammazione. Utilizzare obiettivi di SpO2 più bassi (88-92%) minimizza questi rischi ma può aumentare l'esposizione all'ipossiemia e al danno d'organo indotto da ipossia. Storicamente, gli effetti di obiettivi di SpO2 più elevati rispetto a quelli più bassi sugli esiti dei pazienti erano sconosciuti.

Il nostro recente studio randomizzato che confrontava obiettivi di SpO2 più elevati rispetto a quelli più bassi tra 2.541 adulti gravemente malati che ricevevano ventilazione meccanica nell'unità di terapia intensiva (UTI) medica ha rilevato che l'uso di un obiettivo di SpO2 più elevato rispetto a uno più basso non ha comportato differenze complessive negli esiti a breve termine (ad esempio, mortalità a 28 giorni) o negli esiti a lungo termine (ad esempio, cognizione a 12 mesi) (Semler, NEJM, 2022; Mart, AJRCCM, 2024). I risultati sono stati simili in numerosi altri ampi studi randomizzati in contesti diversi.

Gli studi randomizzati tradizionalmente riportano l'effetto medio del trattamento sugli esiti per l'intera popolazione. Tuttavia, l'effetto del trattamento sugli esiti può differire per pazienti con caratteristiche diverse. Tale variazione non casuale nell'entità o nella direzione dell'effetto del trattamento è chiamata eterogeneità dell'effetto del trattamento. Per comprendere quale trattamento produrrà i migliori esiti per un dato paziente, i clinici e i pazienti hanno bisogno che gli studi randomizzati vadano oltre la segnalazione dell'effetto medio del trattamento per riportare l'effetto del trattamento sugli esiti per un singolo paziente in base alle caratteristiche uniche del paziente, definito effetto del trattamento individualizzato.

Recentemente, abbiamo utilizzato il set di dati del nostro studio su obiettivi di SpO2 più elevati rispetto a quelli più bassi per sviluppare un modello statistico per prevedere l'effetto dell'uso di un obiettivo di SpO2 più elevato rispetto a uno più basso sulla mortalità a 28 giorni per un singolo paziente, considerando simultaneamente ciascuna delle caratteristiche basali del paziente (Buell, JAMA, 2024). Questo modello statistico utilizza 24 caratteristiche del paziente disponibili al momento dell'inizio della ventilazione meccanica invasiva per prevedere quale obiettivo di SpO2 produrrà il miglior esito per quel paziente. Gli input del modello sono il valore di ciascun paziente per ciascuna delle 24 caratteristiche basali. L'output del modello è l'effetto assoluto previsto dell'uso di un obiettivo di SpO2 più elevato o più basso sulla mortalità intraospedaliera a 28 giorni per il paziente, condizionato a tutti i valori del paziente per le caratteristiche basali. Per validare l'accuratezza di questo modello statistico, lo abbiamo applicato al set di dati di un secondo studio randomizzato, geograficamente e temporalmente distinto, su obiettivi di SpO2 più elevati rispetto a quelli più bassi (Mackle, NEJM, 2019). Abbiamo riscontrato che, nonostante nessun effetto medio significativo del trattamento in entrambi gli studi, l'effetto dell'uso di un obiettivo di SpO2 più elevato rispetto a uno più basso sulla mortalità variava ampiamente per i singoli pazienti, con molti pazienti che sembravano beneficiare di un obiettivo di SpO2 più basso o più elevato.

Prima che il modello statistico venga ampiamente applicato in un contesto assistenziale clinico, è necessario uno studio randomizzato per determinare se l'utilizzo delle informazioni del modello per guidare la terapia con ossigeno migliori gli esiti dei pazienti, rispetto alle cure abituali. Lo studio EXPRESS sarà uno studio randomizzato che confronta un gruppo con obiettivo di SpO2 personalizzato (in cui i clinici ricevono informazioni sull'obiettivo di SpO2 previsto per ottenere il miglior esito per ciascun paziente) rispetto a un gruppo di cure abituali (in cui i clinici non ricevono informazioni sull'obiettivo di SpO2 previsto per ottenere il miglior esito per ciascun paziente) tra gli adulti che ricevono ventilazione meccanica in UTI a Vanderbilt.