Aanpasbare factoren om de beademingstherapie op de intensive care te verbeteren (MOTIVATE-ICU)

Invoering:

In lage- en middeninkomenslanden (LMIC’s) is voor tot twee derde van de IC-opnames invasieve mechanische beademing (IMV) nodig, vergeleken met de helft van de IC-opnames wereldwijd1-3. Hoewel IMV een levensreddende orgaanondersteuningstechniek is, houdt het ook verband met complicaties zoals beademingsgerelateerde longbeschadiging en vereist het complexe zorgprocessen4. Ondanks dat ze jonger zijn, hebben beademde patiënten in de LMIC’s een 2-4 keer hogere mortaliteit dan hoge-inkomenslanden (HIC’s)5-8. Patiënten met het acute respiratoire distress syndroom (ARDS) in LMICs lopen een nog groter risico, 70% hoger dan in HICs9.

Hoewel HIC's voldoende gegevens hebben over aanpasbare factoren en verbeterstrategieën die ICU-complicaties beperken, kunnen LMIC's te maken krijgen met vermijdbare complicaties die verband houden met IMV1,10-13. Complicaties zoals door beademing veroorzaakte longbeschadiging en daaraan gerelateerde longontsteking leiden niet alleen tot meer sterfgevallen, maar ook tot langere verblijven op de intensive care en stijgende kosten14. Helaas blijven gegevens over determinanten van een slechte uitkomst bij beademde patiënten in LMIC’s schaars 12,15-17. Het rechtstreeks toepassen van op HIC gebaseerde managementstrategieën op LMICs is niet altijd effectief, zoals blijkt uit verschillende Afrikaanse onderzoeken 18,19. LMIC's kampen met uitdagingen zoals onderbezetting, beperkte training, onvoldoende infrastructuur en verschillende patiëntkenmerken en comorbiditeiten, die allemaal mogelijk de kwaliteit van de ICU-zorg in gevaar brengen15,16,20,21.

Onlangs is het gebruik van registers voor kritieke zorg voor het verzamelen van gegevens, inclusief patiëntenzorg, indicatoren en resultaten, uitgebreid in zowel HIC’s als LMIC’s22-24. Dit stroomlijnt het onderzoek en biedt kostenvoordelen. Oeganda heeft de Intensive Care Registry of Uganda (ICRU) gelanceerd voor kwaliteitsverbetering en onderzoeksinfrastructuur. Dit in het register ingebedde onderzoek heeft tot doel aanpasbare factoren te identificeren die van invloed zijn op de uitkomsten voor mechanisch beademde patiënten in LMIC's, waarbij gebruik wordt gemaakt van de datapijplijn van ICRU. Onze hypothese is dat er specifieke factoren op patiëntniveau en op organisatorisch vlak kunnen worden geïdentificeerd die bijdragen aan de sterfte op de intensive care van beademde patiënten in Oeganda.

Methoden en analyse:

Studieontwerp:

De 'Potentially MODifiable factoren To ImproVe results of mechanisch beademde patiënten op ICU's in een laaginkomensland' (MOTIVATE-ICU) studie is een prospectief multicenter, in het register ingebedde observationele studie met twee hoofdcomponenten. De eerste zal een prospectief observationeel, multicenter, in een register ingebed onderzoek zijn, gericht op het beoordelen van patiëntgerelateerde en procesgerelateerde factoren. Het tweede onderdeel zal een cross-sectioneel onderzoek zijn om de organisatiestructuur van de betrokken ICU's te beoordelen. Dit onderzoeksprotocol is geregistreerd op Clinicaltrials.gov (registratienummer: NCTXXXXXXX). De resultaten van het onderzoek zullen worden gerapporteerd volgens de Strengthening the Reporting of Observational Studies in Epidemiology (STROBE) Statement25.

Studiesetting:

ICU's zullen worden gedefinieerd als een geografisch aangewezen gebied/eenheid binnen een ziekenhuis dat routinematig invasieve mechanische beademingstherapie biedt met continue monitoring van de vitale functies [elektrocardiografische (ECG) monitoring, hart-/polsfrequentie, niet-invasieve bloeddruk (NIBP), perifere zuurstofsaturatie ( SpO2)] en aangewezen verpleegkundige zorg voor elk bed op de afdeling, d.w.z. minimaal drie patiënten per week gedurende minimaal 24 uur. Uit een beschrijvend onderzoek, uitgevoerd in Oeganda, waarin de capaciteit van de intensive care werd beoordeeld vóór de door het coronavirus veroorzaakte ziekte van 2019 (COVID-19), bleek dat er destijds veertien IC’s waren, waarvan er twaalf functioneel waren20. Post-COVID-19 toont anekdotisch bewijs echter aan dat de ICU-capaciteit bijna is verdubbeld, met tot nu toe bijna 25 functionele ICU’s. Alle ICU's die momenteel in Oeganda functioneren, komen in aanmerking voor deelname (tabel 1).

Deelnemers:

Patiënten van ≥ 15 jaar die tijdens de onderzoeksperiode op de IC-afdeling zijn opgenomen en invasieve mechanische beademing krijgen, komen in aanmerking voor rekrutering. Uitsluitingscriteria omvatten succesvolle extubaties binnen 24 uur na intubatie, opnames voor zorg rond het levenseinde en/of palliatieve ondersteuning op de intensive care, evenals patiënten die 24 uur na het starten van MV zijn overgebracht van intensive care-afdelingen die niet aan het onderzoek deelnamen.

Resultaten:

Primaire uitkomsten De primaire uitkomsten zijn sterfte op de intensive care, de verblijfsduur op de intensive care (LOS) en de duur van de mechanische beademing. De uitkomstdefinities zijn gedetailleerd in Tabel 1.

Secundaire uitkomsten Deze omvatten de duur van niet-longorgaanondersteuning, IC-vrije dagen, beademingsvrije dagen op dag 28, beademingsgerelateerde pneumonie (VAP), tracheobronchitis, niet-infectieuze longcomplicatie (vermoeden door de arts of radiologische diagnose van pleurale effusie atelectase of pneumothorax), heropname, ongeplande extubaties. Tracheostomie-gerelateerde uitkomsten zullen worden onderzocht als onderdeel van een vooraf gepland deelonderzoek, waaronder de timing van de tracheostomie, de decanulatiesnelheid, het falen van decanulatie en complicaties zoals stoma-infectie, ernstige bloedingen, losraken van de sonde en slecht functioneren.

Bijbehorende factoren (tabel 2):

Factoren die mogelijk geassocieerd zijn met uitkomsten bij mechanisch beademde patiënten zullen worden geanalyseerd als 'niet-wijzigbare' factoren en 'potentieel wijzigbare' factoren. Niet-wijzigbare factoren zijn onder meer patiëntgerelateerde factoren zoals leeftijd, ernst van de ziekte bij aanvang van de mechanische beademing, comorbiditeiten, medische versus chirurgische opname en indicatie voor IMV (Tabel 2). Potentieel aanpasbare factoren zullen worden onderverdeeld in zorgprocesgerelateerde factoren, zoals doelstellingen op de Richmond Agitatie Sedatie Schaal (RASS), initiële beademingsinstellingen op dag 0, gebruik van dagelijks spontaan ontwaken en spontane ademhalingsproeven, gebruik van stresszweren en diepe veneuze trombose (DVT) profylaxe. De tweede subcategorie zal de ICU-organisatiestructuur zijn, zoals ICU-personeel, personeel-patiëntratio's, empowerment van niet-artspersoneel, multidisciplinaire teamrondes en het gebruik van protocollen en checklists (details over daarmee samenhangende factoren in aanvullend materiaal, tabel 2).

Gegevensverzameling:

De volgende procedures zullen worden uitgevoerd om de kwaliteit van de gegevensverzameling te waarborgen. Gegevens op patiëntniveau zullen rechtstreeks via laptop of tablet worden ingevoerd via het cloudgebaseerde ICU-registratieplatform (PROTECT cloud-based platform) van de ICRU die momenteel in gebruik is (Figuur 1 ).

Interessante variabelen op patiëntniveau, waaronder leeftijd, geslacht, diagnostische categorieën, functionele capaciteit vóór ziekenhuisopname (Clinical Frailty Score), de Charlson Comorbidity Index, het gebruik van IMV op dag 1, aangepaste Sequential Organ Function Assessment (mSOFA) en Tropical Intensive Care Score (e-TropICS) worden gescoord. Variabelen op ICU-niveau die van belang zijn, zijn onder meer het type ICU (medisch-chirurgisch vs. specialiteit), de aanwezigheid van trainingsprogramma's in de intensive care, het aantal opnames op de IC in het voorgaande jaar, personeelspatronen, organisatorische en proceskenmerken; een volledige lijst met potentiële covariaten vindt u in Tabel 2.

We zullen prospectief verzamelde gegevens extraheren uit het ICRU-platform, dat zowel kerngegevensvariabelen bevat die zijn verzameld bij opname als dagelijkse variabelen die zijn verzameld tijdens het verblijf op de IC.

Een volledige lijst met variabelen is gedetailleerd in Aanvullende materialen. Het platform maakt gebruik van een gemeenschappelijk datamodel en biedt realtime gegevens over casemix, managementfuncties en resultaten. MOTIVATE-ICU-onderzoeksvariabelen werden in het PROTECT-platform opgenomen om een ​​in het register ingebedde studie te ontwerpen (Figuur 1). De volgende procedures op locatieniveau worden gevolgd:

Om standaardisatie van de onderzoeksprocedures te garanderen, moet elke locatie een locatieleider en specifieke gegevensinzender(s) hebben die verantwoordelijk zijn voor het verzamelen van gegevens tijdens het gebruik van het ICU-registratieplatform. Voorafgaand aan het begin van de werving krijgt elke locatieleider en gegevensdeelnemer(s) een training.

Elke locatie krijgt een locatieleider die verantwoordelijk is voor de wekelijkse validatie van patiëntepisodes wat betreft voltooiing en gegevenskwaliteit.

Elke locatie zal IT-ondersteuning krijgen en deelnemen aan maandelijkse vergaderingen om twijfels weg te nemen en potentiële uitdagingen met betrekking tot gegevensinvoer op te lossen.

Voor elke locatie zullen gegevens over de organisatorische en zorgproceskenmerken van ziekenhuizen en ICU's worden verzameld via een door de interviewer afgenomen vragenlijst van de IC-directeur en/of de verantwoordelijke verpleegkundige.

Opvolgen:

Gezien de potentiële last die gepaard gaat met het verzamelen van gegevens, zal de rekruteringsperiode van patiënten op elke deelnemende ICU minimaal drie maanden tot maximaal zes maanden bedragen, met een maximale follow-upperiode van 28 dagen voor elke gerekruteerde patiënt. De follow-upperiode voor individuele patiënten eindigt bij ontslag op de IC.

Procedures om de gegevenskwaliteit te garanderen

Steekproefgrootte:

We streven ernaar om alle opeenvolgende patiënten die op deelnemende ICU’s zijn opgenomen te includeren om potentiële selectiebias te verminderen en de temporele variatie van zorgprocessen te minimaliseren. Gebaseerd op geaggregeerde gegevens (gepubliceerd en ongepubliceerd) van LMIC's, waaronder Oeganda's ICU-cohorten2,10,12,26-31, was de laagst gemeten mortaliteit onder patiënten die invasieve mechanische beademing kregen ongeveer 40%. Met een totaal van 250 gebeurtenissen (sterfgevallen) zouden we ten minste 25 geassocieerde variabelen in multivariabele modellen kunnen evalueren. We zullen daarom ten minste 625 patiënten inschrijven die invasieve mechanische beademing krijgen en die aan de geschiktheidscriteria voldoen.

Omgaan met ontbrekende gegevens:

Tijdens de onderzoeksperiode zullen alle gegevens die relevant zijn voor de onderzoeksdoelstellingen verplicht worden gesteld voor alle onderzoeks-ICU's. Bij onvolledigheid signaleert het studieplatform ontbrekende gegevens aan de dataverzamelaar. Elke vestigingsleider zorgt wekelijks voor de validatie van de ingevoerde patiënten en de volledigheid van de gegevens, om er zeker van te zijn dat er geen gegevens ontbreken. Omdat dit een prospectief, in het register ingebed onderzoek is, verwachten we een laag percentage ontbrekende gegevens die relevant zijn voor de primaire doelstellingen van het onderzoek.

Statistische analyse:

We zullen ICU- en patiëntkenmerken beschrijven met behulp van standaard beschrijvende statistieken en gerapporteerde continue variabelen als gemiddelde ± standaarddeviatie of mediaan (25%-75% interkwartielbereik, IQR), afhankelijk van het geval. We zullen de univariate associatie tussen in aanmerking komende variabelen en uitkomsten testen met behulp van variantieanalyse, Kruskal-Wallis, Student t-test, Mann-Whitney-test, chi-kwadraattest en Fisher-exacte test, indien van toepassing.

Met behulp van multivariabele logistische regressiemodellen op meerdere niveaus zullen we de associatie onderzoeken tussen organisatorische factoren en de primaire uitkomst, aangepast aan de kenmerken van de patiënt. Een model met twee niveaus zal geschikt zijn voor vaste effecten op patiëntniveau op het eerste niveau en vaste effecten op ICU-niveau op het tweede niveau, evenals een ICU-specifiek willekeurig effect. We zullen vooraf verschillende modellen specificeren om de patiënten en de dimensies van de eenheidsorganisatie weer te geven. Vervolgens zullen we variabelen in de modellen invoegen als ze geassocieerd zijn met uitkomsten met een P-waarde van <0,20 bij univariate analyse. We zullen geen rekening houden met variabelen die worden gebruikt voor de berekening van de e-TropICS-score. We zullen verschillende variabelen in het uiteindelijke model toepassen, ongeacht hun statistische significantie vanwege hun klinische betekenis, waaronder de aanwezigheid van 24/7 intensivistische, regelmatige multidisciplinaire rondes en verpleegkundige/bedverhoudingen in het uiteindelijke model. Daarnaast zullen we subgroepanalyses uitvoeren waarbij patiënten worden gestratificeerd op basis van het type opname (medisch versus chirurgisch) en de e-TropICS-tertielen. We zullen het Akaike-informatiecriterium, de waarschijnlijkheidsratio's en de modelresiduen gebruiken om uit de alternatieve modellen te kiezen. Tweezijdige P-waarden <0,05 werden als statistisch significant beschouwd. Alle statistische analyses zullen worden uitgevoerd in R (http://www.r-project.org) en SPSS 21 (IBM Corp., Armonk, NY). Voordat het onderzoek wordt afgerond en de database wordt afgesloten, zal een gedetailleerd statistisch analyseplan online beschikbaar worden gesteld.

Ethiek en verspreiding:

Ethische goedkeuring en toestemming om deel te nemen Dit onderzoek zal worden uitgevoerd volgens de principes van de Verklaring van Helsinki (herziening Fortaleza, Brazilië, oktober 2013). Voor het uitvoeren van dit onderzoek zal goedkeuring worden gevraagd aan de relevante ethische beoordelings- en wetenschappelijke beoordelingscommissies en aan de ziekenhuisadministraties.

We zullen binnen 72 uur na rekrutering voor het onderzoek van de wettelijke vertegenwoordiger uitgestelde toestemming verkrijgen, aangezien de meeste opnames op de IC spoedopnames zijn en geïnformeerde toestemming tijdens de eerste 48 uur na opname mogelijk niet mogelijk is. Bovendien kunnen patiënten die op de IC worden opgenomen voor beademingsondersteuning, zonder uitzondering geen geïnformeerde toestemming geven. Personen die volgens de Wet op de Geneeskundige Behandelingsovereenkomst (WGBO) de rol van wettelijk vertegenwoordiger kunnen vervullen zijn: een vooraf bepaalde vertegenwoordiger, echtgenoot of echtgenote, geregistreerde partner of andere levenspartner, een ouder of kind, broer of zus en incidenteel een curator benoemd door een rechter. Voor patiënten zonder wettelijke vertegenwoordiger die tijdens hun verblijf in het ziekenhuis geen geïnformeerde toestemming kunnen geven, zullen wij een ontheffing van toestemming verkrijgen. De ervaringen van IC-patiënten die zijn ingeschreven onder uitgestelde toestemming zijn overwegend positief, zoals blijkt uit de NICE-SUGAR-studie, waarin deelnemers werden geïncludeerd met behulp van uitgestelde toestemming32. Een meerderheid van de patiënten was blij met de beslissing van de vertegenwoordiger (93%) en zou toestemming hebben verleend als daarom werd gevraagd (96%)33.

Er zal mondelinge toestemming worden gevraagd aan elk van de ICU-directeuren en/of de hoofdverpleegkundige om de door de interviewer afgenomen enquête uit te voeren.

Verspreiding:

De onderzoeksresultaten zullen na voltooiing en analyse, ongeacht de resultaten, ter publicatie worden aangeboden. We zullen de onderzoeksresultaten breed beschikbaar maken, inclusief verspreiding via conferenties en peer-reviewed tijdschriften.

Het delen van gegevens:

De auteurs moedigen geïnteresseerde partijen aan om contact op te nemen met de overeenkomstige auteur met verzoeken om gegevensuitwisseling, inclusief voor toegang tot aanvullende niet-gepubliceerde gegevens. ICRU maakt deel uit van een groter netwerk dat een Data Access Committee (DAC) heeft aangesteld. Beheerde gegevens kunnen na schriftelijke goedkeuring van de DAC worden gedeeld met derden voor onderzoeksdoeleinden.

Discussie en studiestatus:

Het in het MOTIVATE-ICU-register opgenomen onderzoek heeft tot doel potentieel beïnvloedbare factoren te identificeren die verband houden met de uitkomsten bij invasief beademde patiënten in een land met lage inkomens.

Volgens het Donabediaanse model berust het verbeteren van de kwaliteit van de gezondheidszorg en het verbeteren van de relevante resultaten op drie componenten; de structuur, zorgprocessen en uitkomsten.34 Diverse onderzoeken van zorginstellingen naar de organisatiestructuur, zorgbundels en protocollen op de intensive care hebben een aanzienlijke impact aangetoond op het gebied van de reductie van sterfte, beademingsduur en verblijfsduur op de intensive care; zij het met enkele inconsistenties in sommige aspecten.6,11,35-37 Gebaseerd op wat we momenteel weten uit het ORCHESTRA-onderzoek dat is uitgevoerd in Brazilië, een land met een hoger middeninkomen (UMIC), zijn organisatorische factoren, waaronder de implementatie van protocollen, de belangrijkste doelen om de resultaten en efficiëntie van de ICU te verbeteren38,39. Er zijn aanzienlijke gegevens beschikbaar over de fysieke structuur en de personeelsbezetting van ICU’s in LMIC’s20,26,40,41, maar er zijn beperkte gegevens beschikbaar over organisatorische kenmerken en zorgprocessen, en hun impact op de uitkomsten in instellingen met lagere inkomens, zoals Oeganda.

Directe implementatie van op bewijs gebaseerde zorgprocessen vanuit instellingen met hogere inkomens hoeft niet noodzakelijkerwijs vergelijkbare resultaten op te leveren wanneer deze worden geïmplementeerd in omgevingen met weinig middelen. Twee Afrikaanse onderzoeken waarin vloeistoftherapie werd geïmplementeerd volgens de protocollen die in HIC's worden gebruikt, brachten bijvoorbeeld meer schade dan voordeel aan het licht bij zowel ernstig zieke volwassenen als pediatrische populaties18,19. Voor andere processen is de implementatie in de LMIC's consistent verbeterd, maar de resultaten blijven achter in vergelijking met de HIC's, waarschijnlijk beïnvloed door een groot aantal factoren. Het gebruik van beschermende mechanische beademing bij patiënten zonder ARDS bleek bijvoorbeeld vergelijkbaar te zijn tussen MIC’s en HICS tijdens de eerste dagen van beademing, maar met een groot verschil in sterfte op de IC14. Hetzelfde werd gezien voor ventilatie bij ARDS-patiënten, zij het met een klein verschil in de implementatie van beschermende ventilatie1,6.

Een van de belangrijkste potentiële interventies die waarschijnlijk impact zullen hebben in omgevingen met weinig middelen in vergelijking met HIC's, is de plaatsing en timing van een tracheostomie. De timing van de tracheostomie, terwijl de verblijfsduur op de intensive care en de duur van de mechanische beademing zijn verbeterd, heeft geen impact gehad op de mortaliteit in HICs42-44, maar kan wel een significante impact hebben in een setting met beperkte middelen. Een vooraf gepland deelonderzoek van MOTIVATE-ICU zal de timing, complicaties en uitkomsten onderzoeken bij patiënten die een tracheostomie ondergaan in een land met lage inkomens als Oeganda, als aanvulling op gegevens van LMIC's uit andere Afrikaanse landen45,46.

De sterke punten van het huidige onderzoek zijn het prospectieve ontwerp, het in het register ingebedde karakter en de multicenter-inclusie. Er zijn verschillende mogelijke beperkingen van deze studie. Hoewel er bijvoorbeeld inspanningen worden geleverd om de gegevenskwaliteit te waarborgen en ontbrekende gegevens te verminderen, kan de afhankelijkheid van elektronische gegevensverzameling en de prospectieve aard van het onderzoek nog steeds problemen opleveren met betrekking tot de volledigheid en nauwkeurigheid van gegevens in meerdere centra. De bevindingen van het onderzoek, vooral die met betrekking tot de organisatiestructuur en procesgerelateerde factoren, kunnen specifiek zijn voor de context van lage-inkomenslanden en dus mogelijk niet generaliseerbaar zijn naar omgevingen met verschillende gezondheidszorgsystemen, middelen en ICU-mogelijkheden. Het cross-sectionele onderzoek waarin de organisatiestructuur van ICU's wordt beoordeeld, is gebaseerd op zelfgerapporteerde gegevens, die vooroordelen en onnauwkeurigheden kunnen introduceren.

Dankbetuigingen:

Wij danken alle locatieleiders en data-inzenders van elke locatie in elk van de deelnemende ziekenhuizen, evenals het Critical Care Asia Africa-netwerk voor de steun en betrokkenheid bij het succes van dit onderzoek.

Financiering:

Het onderzoek wordt ondersteund door de Wellcome-prijs, Collaboration for Research, Implementation and Training in Critical Care in Asia and Africa (subsidienummer: 224048/Z/21/Z).