Nieuw apparaat voor indirecte calorimetrie voor het meten van energie-uitgaven (ICALIC)

Energieverbruik (EE) bij ernstig zieke patiënten is zeer variabel, afhankelijk van de aanvankelijke ernst van de ziekte en behandelingen. Clinici moeten EE meten door middel van indirecte calorimetrie (IC) om voedingsondersteuning te optimaliseren. IC-apparaten die op de markt verkrijgbaar zijn, hebben onvoldoende nauwkeurigheid voor klinisch en onderzoeksgebruik. Om aan deze behoefte te voldoen wordt een nieuw IC ontwikkeld.

Doelstellingen: Validatie van een betrouwbaar en gebruiksvriendelijk IC-apparaat.

Hoofddoel:

• Nauwkeurigheid van EE-metingen (kcal/d gemeten gedurende 30 min) van de nieuwe en de referentie-IC-apparaten bij geïntubeerde IC-patiënten op mechanische beademing

Secundaire doelstellingen:

• Nauwkeurigheid van EE-metingen bij ICU-patiënten van spontane ademhaling
• Nauwkeurigheid van EE-meting gedurende ~30 min. vs. de som van 6 periodes van 60 min/12 uur
• Nauwkeurigheid van EE-metingen bij IC-patiënten met niet-invasieve mechanische beademing Opzet: prospectieve, gecontroleerde, observationele multicenter studie. Onderwerpen: 182 IC-patiënten. De berekening van de steekproefomvang is gebaseerd op de geschatte nauwkeurigheid van het nieuwe IC-apparaat in vergelijking met de Deltatrac, wanneer het tegelijkertijd op één onderwerp wordt uitgevoerd. In een eerdere studie vonden we een verschil in EE tussen de Deltatrac en de Quark RMR van 24 ± 220 kcal, dus een variatiecoëfficiënt (SD/gemiddelde) van 8,8 %. We veronderstelden een verschil van 25 ± 50 kcal bij vergelijking van de Deltatrac met het nieuwe IC-apparaat, dus een variatiecoëfficiënt van 2%. Deze vermindering van 6,5% van de coëfficiëntvariatie, met een vermogen van 90% en een significantieniveau van 0,05, werd gebruikt om een ​​vereiste steekproefomvang van 91 proefpersonen te berekenen. Er wordt een uitval van 50% verwacht, waardoor 182 patiënten zullen worden gerekruteerd om een ​​analyse mogelijk te maken op basis van 91 patiënten met optimale metingen.

Inclusiecriteria:

• Volwassen IC-patiënten met spontane ademhaling of invasieve of niet-invasieve mechanische beademing.

Uitsluitingscriteria:

• FiO2 > 60%
• Nierfalen waarvoor continue veno-veneuze hemofiltratie (CVVH) nodig is
• Condities die luchtlekkage bevorderen: Positieve eind-expiratoire druk (PEEP) >10, Piekademhalingsdruk > 30
• Borstdrainage (behalve als alleen voor vloeistofdrainage = geen borrelen)
• Onstabiele hemodynamische omstandigheden die veranderingen in vasoactieve geneesmiddelen vereisen, hetzij 1 uur vóór en/of tijdens de IC-meting (d.w.z. alle omstandigheden die leiden tot onstabiele pH tijdens IC-metingen).
• Verandering in lichaamstemperatuur >0,5°C ofwel 1 uur voor en/of tijdens de IC-meting
• Fysieke agitatie of curarisatie ofwel 1 uur voor en/of tijdens de IC-meting

Uitkomsten:

Primaire uitkomst:

• EE bij geïntubeerde IC-patiënten op mechanische beademing

Secundaire uitkomsten:

• EE bij IC-patiënten van spontane ademhaling
• EE gedurende ~30 minuten versus de som van 6 perioden van 60 minuten/12 uur
• EE-metingen bij gebruik van verschillende typen ventilatoren
• Tijd om EE-meting te starten (kalibratie, opwarmen)
• Duur IC-desinfectie Nieuwe Calorimeter - Protocol - 11 november 2013 Pagina 3 van 5
• Beperkingen van EE-metingen bij patiënten met niet-invasieve mechanische beademing

Indirecte calorimetrie-apparaten en methodologie:

• Nieuw IC-apparaat (Cosmed, Italië) en Deltatrac II (Datex, Finland).
• In het kort, patiënten liggen in rugligging op een bed tijdens een doorlopende meting van ~ 30 min (zie afbeelding 1) door de calorimeter aan te sluiten op de endotracheale tube (invasieve mechanische beademing) of op het gezichtsmasker (niet-invasieve mechanische beademing), of door een transparant scherm in plexiglas te gebruiken om het hoofd te bedekken terwijl kamerlucht er doorheen stroomt en wordt gemengd met de uitgeademde lucht (spontane ademhaling). Dit mengsel van patiëntadem en kamerlucht wordt uiteindelijk verzameld en door het IC-apparaat geanalyseerd op O2- en CO2-concentraties, en gebruikt om EE te berekenen. De eerste 2 minuten aan gegevens worden geëlimineerd als acclimatisatie-artefact. Van de resterende ~28 min wordt een segment van 5 opeenvolgende metingen van 1 min met een variatiecoëfficiënt van 5% in VO2 en VCO2 als steady state beschouwd.

Luchtdruk wordt geregistreerd. EE wordt berekend met behulp van de gewijzigde Weir-vergelijking.

• Kalibratie van de gasanalysatoren wordt voor/na elke meting uitgevoerd volgens de instructies van de fabrikant, inclusief ethanolverbranding voor de Deltatrac II.
• EE-metingen worden gelijktijdig uitgevoerd door de 2 IC-apparaten.

Verzamelde data:

• Geslacht, leeftijd (jr), lengte (±2 cm), droog gewicht (±1kg)
• Hartslag, lichaamstemperatuur
• Opnamediagnose, ingrijpende behandelingen
• SAPS II en SOFA op opnamedag IC; SOFA op de studiedag
• Ventilatortype (naam) en ventilatiemodus (minuutventilatie, FiO2)
• Inspiratoire en expiratoire O2, CO2, luchtstroom (ml/min) gemeten door de IC

Statistieken en data-analyse:

Het Coördinatiecentrum analyseert de gegevens die door de Opsporingscentra worden overgedragen

• Alle gegevens worden gerapporteerd als gemiddelden ± SD. De parameters (zie hierboven) van de twee IC-apparaten worden vergeleken door Bland- en Altman-plots
• Betrouwbaarheid en geschiktheid (gevoeligheid, specificiteit, positieve en negatieve voorspellende waarden) tussen de IC-apparaten wordt getest met behulp van ROC-curven met kappa-coëfficiënt (betrouwbaarheidscoëfficiënt). Voor de variatiecoëfficiënt wordt, indien van toepassing, ANOVA gebruikt. Resultaten worden aangepast met behulp van Greenhouse-Geisser-correctie in geval van niet-sfericiteit. Post-hoc tests met Bonferroni-correctie vergeleken de resultaten tussen twee IC-apparaten. De voorspelling van EE-verschillen tussen apparaten wordt geanalyseerd door middel van multivariate regressie. Aangezien verwacht wordt dat 91 het volledige protocol voltooien, worden er 9 factoren in het model geïntroduceerd (Peduzzi P, J Clin Epidemiol 1996, 49, 1373-9), d.w.z. ventilatortype, ventilatormodus, minuutventilatie, FiO2, BMI, SOFA, hart snelheid, lichaamstemperatuur, medische/chirurgische categorie.

De significantie voor statistische analyse is vastgesteld op p<0,05.

Voor de subgroep van patiënten met langdurige EE-metingen of op niet-invasieve beademing:

Univariate en multivariate analyse worden gebruikt om de factoren te analyseren die verband houden met waargenomen variaties.

Waarde van het onderzoek voor de klinische praktijk en onderzoek:

Een nauwkeurige en betrouwbare IC voor voedingsspecialisten zal het mogelijk maken om het voorschrijven van energie te optimaliseren, een factor waarvan is aangetoond dat deze de klinische uitkomst verbetert. Een gebruiksvriendelijke en betaalbare (10.000 $) IC zal zowel de belasting van personeel als de kosten verminderen.

Studie originaliteit:

• Ontwikkeling van een IC-apparaat dat voldoet aan de door artsen gedefinieerde technische kenmerken (bottom-upstrategie)
• Demonstratie van de klinische relevantie van korte EE-metingen, praktisch handig en minder personeelsintensief, versus langere EE-metingen New Calorimeter - Protocol - 11 november 2013 Pagina 4 van 5
• Verkennende vergelijkende tests, waar mogelijk, om IC te evalueren in een subgroep van patiënten met niet-invasieve beademing New Calorimeter - Protocol - 11 november 2013 Pagina 5 van 5

Actieagenda:

• Het IC-prototype wordt op 18 mei 2014 beschikbaar gesteld.
• De werving van proefpersonen begint in mei-juni 2014 en duurt 1 jaar, of totdat er voldoende proefpersonen in het onderzoek zijn opgenomen.