COVID-19 用肺動員装置

1. 背景 COVID-19 パンデミックの間、重症または致命的な症例の割合は場所によって異なる場合がありますが、イタリアと中国では入院患者の 15 ～ 30% が集中治療室に入院しました (1-4)。

   肺炎は、感染症の最も頻繁な深刻な症状であると思われます。 呼吸器症状に加えて、胃腸症状も報告されています (2, 3, 5)。 症候性の感染症は、軽度から重度までさまざまです。しかし、一般的に、臨床経過は、上気道から下気道および心筋などの他の全身器官への進行が遅いという特徴があるようです。 レントゲン写真の所見には、スリガラス状の陰影、異常な舗装の外観、空隙の硬化、病巣の気管支血管の肥厚が含まれ、病気の発症から 10 ～ 14 日までゆっくりと進行します (6-8)。

   スタッフの不足と保護 労働力の保護は、もう 1 つの重要な課題です。 病気の葉や自己隔離はすでに増加しています。 感染した患者のケアは、おそらくウイルス排出量が多いと思われる重篤な患者への長期にわたる高曝露のため、ICU スタッフにとってかなりの曝露リスクとなります。 これは特に、この ICU 需要の状況で胸部理学療法を通常よりも頻繁に処方できる理学療法士に注意する必要があります。 一方、ほとんどの ICU では限られた数の理学療法士しか配置できません。

   分泌物の生成による気道閉塞、特に重症患者における呼吸筋の衰弱は、臨床管理における主要な問題です。 CPT は、気管気管支分泌物のクリアランスを支援するために提案されています。 胸のパーカッションと振動を伴う従来の CPT、胸部の揺れ、および直接咳をするなどの技術は、気管に向かって分泌物を動員し、分泌物を除去するのに役立つ可能性のある咳を誘発するのに役立つ可能性があります。 しかし、最近のシステマティック レビューでは、CPT を通常の診療で使用する際に使用される手技の有意な不均一性を提供する十分な証拠はないと報告されています (9-13)。

   胸郭外の非侵襲的振動装置 (NIOD) は、呼気の気流を遮断するように設計されており、分泌物の除去に役立ちます。 NIOD は患者の協力をあまり必要とせず、咳や分泌物の吸引などによる中断なしに使用できます。 Frequencer® (Dymedso、カナダ、モントリオール) は、影響を受けた肺領域を局所的に標的とする NIOD です。 安全性は、特に嚢胞性線維症の患者で証明されています。 さらに、この NIOD は、呼吸療法士や登録看護師などの専門外の人員でも簡単に管理できます (14、15)。

   この提案された研究は、専門外の人員 (呼吸療法士、看護師、医師) によって行われた NIOD と理学療法士によって行われた標準的な CPT の有効性を比較することです。

2. 目的と研究課題 目的

このプロジェクトには 3 つの具体的な目的があります。

1. 人工呼吸器を装着した患者におけるNIODの実現可能性と耐性を研究する
2. 専門外の人員が実施した NIOD が、COVID-19 のケアで理学療法士が実施した標準的な CPT に劣らないかどうかを研究すること。
3. 酸素化に対する NIOD と CPT の影響を研究する。 リサーチクエスチョン

1. NIOD は安全で、COVID-19 の重症患者に適用するのに十分な忍容性がありますか? 2. NIOD は、重症の COVID-19 患者における酸素化の効果に関して、理学療法士が実施する標準的な CPT よりも劣っていませんか? 3. NIOD と CPT は、COVID-19 の重症患者にどのような生理学的なプラスの効果をもたらすことができますか? 3. 重要性 この研究は、重症患者の分泌管理に関する貴重な知識を提供します。 また、より効率的なヘルスケアの実践とリソースの利用（つまり、理学療法士）にも貢献します。

具体的には、NIOD は COVID-19 患者の呼吸管理を改善する可能性があります。 この研究で得られた調査結果は、他の病院や ICU のコホートに一般化できます。 最終的に、これは COVID-19 が医療システムに与える影響を減らし、理学療法士が COVID-19 にさらされるのを減らすことができます。

4. 方法 4.1 研究デザイン 研究者は、前向きクロスオーバー非劣性無作為化デザインを採用します。

4.2 CHU Sainte Justine (Pediatric ICU) と Montreal General (Adult ICU) Hospital に 2 つの ICU を設置。

4.3 適格患者のスクリーニングおよびインフォームド コンセント手順。 潜在的に適格な患者がいる場合、研究アシスタントは研究期間中24時間年中無休で通知されます. 治験責任医師は、インフォームド コンセント フォームを使用して、患者または保護者からインフォームド コンセント (IC) を取得します。

4.4 適格な患者 このアプリケーションの別のセクションを参照してください。 4.5介入：各被験者は、この研究のためにNIOD（すなわち、Frequencer）および標準化されたCPTを受け取ります。

4.5.1 吸引およびその他の介入 各 ICU のプロトコルに従って、参加者は必要に応じて分泌物を吸引します。 高張食塩水や気管支拡張剤の噴霧、定量吸入器 (MDI) による噴霧などのその他の潜在的な介入は、制限なしに行うことができます。

4.5.2 ポジショニング すべての手順 (すなわち、NIOD および CPT) は、座位や腹臥位などのポジショニングに適用されます。 介護者は、処置中に必要に応じて位置を変更することもできます。 すべての結果パラメーターは、同じ位置で (手順の前後に) 測定する必要があります。

4.5.3 詳細な手順 NIOD は、胸壁の 4 つの異なる部分に実装されます。各部分に 3 分、各セッションで合計 12 分です。 左右の前胸壁と後胸壁が刺激されます。特に、前胸部、乳頭線の 1 ～ 2 上の肋間スペース、および肋間スペースの 1 ～ 2 下の鎖骨中央線の側面が刺激されます。 NIOD の強度は、マシンで事前に指定されている 80 ～ 100% の間で選択できます。 ステップバイステップの手順は、付録に記載されています。

4.5.4 メンブレンの選択 利用可能なメンブレンにはいくつかの選択肢があります。 研究者は、製造元が提供するマニュアルに従って膜を使用します。

4.5.5 手順の標準化。 NIOD を使用した手順が標準化されます。 調査員はビデオ クリップ (YouTube など) を使用し、各介護者にその日の最初の処置の前に少なくとも 1 回は見るように依頼します。

4.5.6 CPT。 CPT は、特定の場所でカップ状の手で胸壁を繰り返し叩くアシスタントとして定義されます。 CPT は、各機関のプロトコルに従って理学療法士によって実行されます。

4.6 詳細なプロトコル 適格基準を満たす患者は、介入前にベースラインデータが収集されます。

無作為化 参加者は 2 つのアームのいずれかに無作為化されます (NIOD が最初または CPT が最初)。 成人を対象とした既存の研究では、20-60Hz が最も広く使用されています (Dymedso Inc. との私信)。 調査員は 40Hz を適用します。 無作為化は、CHU Sainte Justine (CHUSJ) の独立研究助手によって行われます。 ランダムな割り当ては、各介入に割り当てられた同数の独立した調査員によって生成されます。 層別化は、年齢 (>18 歳または =<18 歳) およびサイト (CHUSJ および総合病院) に適用されます (図 2)。

データ測定のタイミング 人工呼吸器と患者モニターで測定されたデータは、1) 介入が開始される直前、2) 介入終了の 10 分後、および 3) 各介入終了の 30 分後に収集されます。 調査員は、3 つのタイミング (4.9.1) について次の変数を手動で記録します。 介入開始から介入後 30 分までの EtCO2 波形を含むバイタル サイン値は、CHUSJ のコホートの電子医療記録 (つまり、毎分) から抽出されます。

4.7 サンプルサイズの計算 試験の目的は、NIOD が標準 CPT に劣らない酸素化の改善を提供できるかどうかを判断することです。 研究者は、SF 比の平均改善は 30 であり、CPT の分散は 10 であると推定しています。 NIOD の効果が標準の CPT よりも 20% 低い場合、臨床的に劣っていないと主張されました。 臨床的に許容される最大の差である 6 (30*0.20) は、NIOD が CPT と比較して非劣性であると宣言されています。 タイプ I、II のエラーと比率は、0.05、0.1、および 1:1 に設定されています。 これで、全部で 32 ケース (1 グループあたり 16 ケース) が必要になります。 これを考慮して、グループごとに 25 ケース (16-21) を収集します。

4.8 プロトコル違反。 適格性におけるプロトコル違反は、患者が無作為化されたがプロトコルに従わない場合と定義されます。 これらの患者は分析から除外されます。 無作為化後に同意を撤回した患者は、分析から除外されます。 無作為化後に除外された患者の数は、CONSORT フロー図 (図 3) に表示されます。 両腕に割り当てられた患者は、各センターで標準的な ICU ケアを受けます。

4.9 統計分析 主な分析は、治療意図 (ITT) の原則に従って実行されます。 同意を撤回した患者、または適格性に関するプロトコル違反のある患者は、ITT 分析から除外されます。 フォローアップに失敗した患者と含まれる患者の間の患者特性の違いが評価されます。 非劣性研究デザインを考慮して、プロトコルごとの (PP) 分析も実行されます。 プロトコル違反および治療に関する逸脱のない ITT 集団からのすべての被験者は、PP 集団に含まれます。 治験責任医師はまた、ロジスティック回帰を使用して分析を繰り返し、無作為化が参加施設と年齢 (>18 または =<18 歳) によって層別化されたことを考慮します。 NIOD 患者の SF 比に対する CPT 群の SF 比の平均の片側 95% 信頼度の下限が、観察された割合を下回る絶対 5% マージンに対応する臨界値を超える場合、非劣性が確立されます。いつものケア。 すべての統計分析は、Stata (Stata Corp LP, TX USA) またはその他の統計ソフトウェアを使用して実施されます。

5. 倫理的考慮事項 5.1 概要 適用される成人用のデバイスとメンブレンは、カナダ保健省によって認定および承認されており、カナダで市販されています (図 1a)。 乳児用のプロトタイプのトランスデューサー (図 1b) は、大規模な試験として患者でテストされていませんが、圧力送達のメカニズムと送達圧力/振動の強度は、子供および成人患者用の既存のモデルと比較して類似している必要があります。 デバイスは、カナダ保健省によって承認されています。 調査官は、現在の標準 CPT と比較して過度の害はないはずであると考えています。 患者はまた、研究期間中に標準的なCPTを受けます。これは、ICUでの気道クリアランスの実践として広く受け入れられています。

この研究は、カナダのモントリオール大学の健康研究倫理委員会によって承認されます。 研究プロトコルは、地方の IRB によって承認されると、https://clinicaltrials.gov/ に登録されます。

5.2 リスクの最小化とデータおよび安全性監視委員会 (DSMB) NIOD は、成人および比較的年長の子供において実現可能であり、忍容性が良好であることが示されています。 この研究では、潜在的な副作用を独立して監督するために、別の DSMB が配置されます。 Francois Proulx MD と Tse Man Sze MD が含まれます。 DSMB は研究の完了に続いて、NIOD による介入に関連する重大な潜在的な合併症を確認します。 気胸、予定外の挿管の必要性、生命を脅かす事象が、試験中または試験後 2 時間以内に発生した場合は、DSMB に報告され、検討されます。DSMB は、試験を中止または継続する必要性を独自に決定します。