Ny indirekte kalorimetrienhet for måling av energiforbruk (ICALIC)

Energiforbruket (EE) hos kritisk syke pasienter er svært varierende avhengig av den første alvorlighetsgraden av sykdommen og behandlingene. Klinikere må måle EE ved indirekte kalorimetri (IC) for å optimalisere ernæringsstøtten. IC-enheter som er tilgjengelige på markedet har utilstrekkelig nøyaktighet for klinisk bruk og forskningsbruk. En ny IC er under utvikling for å møte disse behovene.

Mål: Validering av en pålitelig og brukervennlig IC-enhet.

Hovedmål:

• Nøyaktighet av EE-målinger (kcal/d målt over 30 min) av de nye og referanse-IC-enhetene hos intuberte intensivavdelinger på mekanisk ventilasjon

Sekundære mål:

• Nøyaktighet av EE-målinger hos ICU-pasienter med spontan pusting
• Nøyaktighet av EE-måling i løpet av ~30 min. kontra summen av 6 perioder på 60 min/12 timer
• Nøyaktighet av EE-målinger hos ICU-pasienter på ikke-invasiv mekanisk ventilasjon Design: Prospektiv, kontrollert, observasjons multisenterstudie. Emner: 182 ICU-pasienter. Beregning av prøvestørrelse er basert på den estimerte nøyaktigheten til den nye IC-enheten sammenlignet med Deltatrac, når den utføres samtidig på ett emne. I en tidligere studie fant vi en forskjell på EE mellom Deltatrac og Quark RMR på 24±220 kcal, dermed en variasjonskoeffisient (SD/gjennomsnitt) på 8,8 %. Vi antok en forskjell på 25±50 kcal når vi sammenlignet Deltatrac med den nye IC-enheten, dermed en variasjonskoeffisient på 2%. Denne reduksjonen på 6,5 % av koeffisientvariasjonen, med en potens på 90 % og et signifikansnivå på 0,05 ble brukt til å beregne en nødvendig utvalgsstørrelse på 91 forsøkspersoner. En frafallsrate på 50 % er forventet, noe som fører til at 182 pasienter skal rekrutteres for å tillate en analyse basert på 91 pasienter med optimale målinger.

Inklusjonskriterier:

• Voksne ICU-pasienter med spontan pusting, eller på invasiv eller ikke-invasiv mekanisk ventilasjon.

Ekskluderingskriterier:

• FiO2 > 60 %
• Nyresvikt som krever kontinuerlig veno-venøs hemofiltrering (CVVH)
• Forhold som fremmer luftlekkasjer: Positivt endeekspirasjonstrykk (PEEP) >10, topp ventilasjonstrykk > 30
• Brystrør (bortsett fra om bare for væskedrenering = ingen bobling)
• Ustabile hemodynamiske tilstander som krever endringer i vasoaktive legemidler enten 1 time før og/eller under IC-målingen (dvs. alle forhold som resulterer i ustabil pH under IC-målinger).
• Endring i kroppstemperatur >0,5°C enten 1 time før og/eller under IC-målingen
• Fysisk agitasjon eller kurarisering enten 1 time før og/eller under IC-målingen

Utfall:

Primært resultat:

• EE hos intuberte ICU-pasienter på mekanisk ventilasjon

Sekundære utfall:

• EE hos ICU-pasienter med spontan pusting
• EE i løpet av ~30 minutter vs. summen av 6 perioder på 60 minutter/12 timer
• EE-målinger ved bruk av ulike typer ventilatorer
• På tide å starte EE-måling (kalibrering, oppvarming)
• Varighet for IC-desinfeksjon Nytt kalorimeter - Protokoll - 11. november 2013 Side 3 sur 5
• Begrensninger av EE-målinger hos pasienter på ikke-invasiv mekanisk ventilasjon

Indirekte kalorimetrienheter og metodikk:

• Ny IC-enhet (Cosmed, Italia) og Deltatrac II (Datex, Finland).
• Kort sagt, pasienter legger seg i liggende stilling på en seng under pågående mål på ~30 minutter (se figur 1) ved å koble kalorimeteret til endotrakealtuben (invasiv mekanisk ventilasjon) eller til ansiktsmasken (ikke-invasiv mekanisk ventilasjon), eller ved å bruke en gjennomsiktig baldakin i pleksiglass for å dekke hodet mens romluften strømmer gjennom og blandes med ekspiratet (spontan pust). Denne blandingen av pasientpust og romluft blir til slutt samlet og analysert av IC-enheten for O2- og CO2-konsentrasjoner, og brukt til å beregne EE. De første 2 min med data elimineres som akklimatiseringsartefakt. Fra de gjenværende ~28 min, anses et segment med 5 påfølgende 1-minutts mål med 5 % variasjonskoeffisient i VO2 og VCO2 som steady state.

Barometrisk trykk registreres. EE beregnes ved å bruke den modifiserte Weir-ligningen.

• Kalibrering av gassanalysatorene utføres før/etter hver måling i henhold til produksjonsinstruksjonene, inkludert etanolbrenning for Deltatrac II.
• EE-målinger utføres samtidig av de 2 IC-enhetene.

Data samlet inn:

• Kjønn, alder (år), høyde (±2 cm), tørrvekt (±1 kg)
• Hjertefrekvens, Kroppstemperatur
• Innleggelsesdiagnose, Større behandlinger
• SAPS II og SOFA på ICU-innleggelsesdagen; SOFA på studiedagen
• Ventilatortype (navn) og ventilasjonsmodus (minuttventilasjon, FiO2)
• Inspiratorisk og ekspiratorisk O2, CO2, luftstrøm (ml/min) målt av IC

Statistikk og dataanalyse:

Koordineringssenteret analyserer dataene som overføres av undersøkelsessentralene

• Alle data er rapportert som gjennomsnitt ± SD. Parametrene (se ovenfor) for de to IC-enhetene sammenlignes med Bland og Altman-plott
• Pålitelighet og tilstrekkelighet (sensitivitet, spesifisitet, positive og negative prediktive verdier) mellom IC-enhetene, testes ved bruk av ROC-kurver med kappa-koeffisient (pålitelighetskoeffisient). For variasjonskoeffisient brukes ANOVA når det er aktuelt. Resultatene justeres ved bruk av Greenhouse-Geisser-korreksjon i tilfelle ikke-sfærisitet. Post-hoc-tester med Bonferroni-korreksjon sammenlignet resultatene mellom to IC-enheter. Prediksjonen av EE-forskjeller mellom enheter analyseres ved multivariat regresjon. Ettersom 91 forventes å fullføre hele protokollen, introduseres 9 faktorer i modellen (Peduzzi P, J Clin Epidemiol 1996, 49, 1373-9), dvs. ventilatortype, ventilatormodus, minuttventilasjon, FiO2, BMI, SOFA, hjerte rate, kroppstemperatur, medisinsk/kirurgisk kategori.

Statistisk analysesignifikans er satt til p<0,05.

For undergruppen av pasienter med langvarige EE-målinger eller på ikke-invasiv ventilasjon:

Univariat og multivariat analyse brukes til å analysere faktorene knyttet til observerte variasjoner.

Studiens verdi for klinisk praksis og forskning:

En nøyaktig og pålitelig IC for ernæringsspesialister vil tillate å optimalisere energiresept, en faktor som har vist seg å forbedre det kliniske resultatet. En enkel å bruke og rimelig (10 000 $) IC vil redusere både belastningen på menneskelige ressurser og kostnader.

Studier originalitet:

• Utvikling av en IC-enhet som oppfyller tekniske egenskaper definert av leger (bottom-up-strategi)
• Demonstrasjon av den kliniske relevansen av korte EE-målinger, praktisk talt praktiske og mindre menneskelige ressurser, versus lengre EE-målinger Nytt kalorimeter - Protokoll - 11. november 2013 Side 4 sur 5
• Undersøkende komparative tester, når det er mulig, for å evaluere IC i en undergruppe av pasienter med ikke-invasiv ventilasjon. Nytt kalorimeter - Protokoll - 11. november 2013 Side 5 sur 5

Agenda for handlinger:

• IC-prototypen vil bli gjort tilgjengelig 18. mai 2014.
• Rekruttering av emner starter i mai-juni 2014 og vil pågå i 1 år, eller inntil tilstrekkelig med emner er inkludert i studiet.