HFNC og NIV for COVID-19 komplisert av respirasjonssvikt

Et nytt koronavirus, senere navngitt av Verdens helseorganisasjon (WHO) som alvorlig akutt respiratorisk syndrom coronavirus 2 (SARS-CoV-2), dukket opp som årsaken til atypisk lungebetennelse knyttet til et sjømatmarked i Wuhan, Kina i desember 2019. Siden den gang har SARS-CoV-2-relatert sykdom (kalt COVID-19 av WHO), spredt seg internasjonalt til omfanget av en global pandemi. Selv om de fleste pasienter har milde luftveissymptomer, har noen alvorlig lungebetennelse og en liten andel kan bli kritisk syk. Alvorlig COVID-19-sykdom utvikler seg ofte til akutt hypoksemisk respirasjonssvikt som krever høy fraksjonell konsentrasjon av innåndet oksygen (FiO2) og vurdering av ikke-invasive ventilasjonsstrategier (NIV).

High-flow nesekanyle (HFNC) har dukket opp som en ikke-invasiv strategi som forbedrer oksygenering og karbondioksidclearning ved, sammenlignet med andre NIV-strategier, bedre å matche pasientenes inspirasjonsbehov ved å levere opptil 60 l/min med gassstrøm og FiO2 opptil 1,0. En systematisk oversikt fant bevis med lav sikkerhet som tyder på fordelene med HFNC for å redusere behovet for invasiv mekanisk ventilasjon (IMV) eller eskalering av oksygenbehandling sammenlignet med konvensjonell oksygenbehandling (COT), og moderat sikkerhet som tyder på ingen stor forskjell i dødelighet. HFNC kan redusere behovet for IMV og tilhørende komplikasjoner som respirator-assosierte lungebetennelser, og lindre belastningen på helsevesenet under COVID-19-pandemien.

COVID-19 sprer seg hovedsakelig gjennom luftveisdråper og fomites. Det er imidlertid bekymring for at luftbåren overføring kan forekomme under respirasjonsprosedyrer som genererer aerosoler. Luftbåren overføring involverer mindre partikler, typisk <5 μm i diameter, som kan forbli suspendert i luften i lengre perioder, overføres over avstander større enn 1 m og inhaleres i de nedre luftveiene. Reduksjon av respiratoriske partikler til <5 µm innebærer fordampning av større dråper og deres inneholdte organismer, og rehydrering etter avsetning i luftveiene; derfor er luftbåren overføring organismespesifikk, og krever at organismen overlever en prosess med uttørking og aerosolisering i tilstrekkelig antall til å forårsake infeksjon. SARS-CoV2 har vist seg å overleve i luft i 3 timer etter bevisst aerolisering.

The Surviving Sepsis Campaign (SSC) COVID-19-retningslinjene gir en svak anbefaling for foretrukket bruk av HFNC fremfor andre NIV-strategier hos pasienter som er refraktære mot COT for type 1 respirasjonssvikt.10 Bruken av høye strømningshastigheter vekker bekymring for at HFNC kan forårsake aerosolisering av smittsomme partikler. Ved å bruke en menneskelig pasientsimulator og røykpartikler som markører visualisert av et laserlysark, kan HFNC med fukting spre utåndet luft opptil 172 mm oppover og 620 mm sideveis når nesekanylen er klippet på henholdsvis riktig og løst. Ved å bruke samme metodikk kunne NIV via den gamle generasjons munnmasker spre utåndet luft diffust, men det er begrenset utåndingsluftspredning gjennom den nye generasjonens masker med bedre utforming av utåndingsportene. I motsetning til dette kan utåndingsluftspredning fra konvensjonell nesekanyle som leverer oksygen med 5 l/min uten fukting spre utåndet luft til 1 m mot slutten av sengen.

På grunn av mangel på feltdata om bruk av disse respirasjonsterapiene hos pasienter med COVID-19 komplisert av respirasjonssvikt, er rollen til fine partikkelaerosoler i overføring av virusinfeksjon under påføring av HFNC og NIV ukjent. På grunn av usikkerhet rundt potensialet for aerosolisering, har WHO anbefalt at HFNC, NIV, inkludert boble CPAP, bør brukes med luftbårne forholdsregler inntil videre evaluering av sikkerheten kan fullføres. For å lindre bekymring fra helsepersonell når de leverer disse respirasjonsterapiene til pasienter med COVID-19 komplisert av respirasjonssvikt, er det viktig å gjennomføre en felttest med virale prøvetakere hos pasienter med COVID-19 som trenger disse behandlingene for respirasjonssvikt.

Mål og mål Denne studien tar sikte på å avdekke om SARS-2-virus kan påvises i små partikler i sykehusets isolasjonsrom hos pasienter som får a) HFNC opp til 60L/min, b) NIV via oronasale masker og c) konvensjonell nesekanyle.

Emner og indikasjoner på respirasjonsterapi:

Dette er en felttest som skal utføres på Prince of Wales sykehusavdeling 12C enkeltsengs isolasjonsrom med 12 luftskifter per time på pasienter (n=5 for hver kategori av respirasjonsterapi) med bekreftet COVID-19 som trenger behandling for respirasjonssvikt med a) HFNC opptil 60L/min, b) NIV via oronasale masker og c) konvensjonell nesekanyle opp til 5L/min oksygen. Fem pasienter i hver behandlingskategori vil bli rekruttert da majoriteten (80 %) av bekreftede tilfeller i HK har vært milde uten respirasjonssvikt. For eksempel, blant de 974 tilfellene per 10. april 2020, har henholdsvis 23 og 25 pasienter noen gang hatt behov for ekstra oksygen på minst 3 l/min på isolasjonsavdelingene og støtte til intensivavdelingen (for IMV, ECMO eller sjokk). Ulik respirasjonsbehandling vil avgjøres av vakthavende lege for pasienter med ulik grad av respirasjonssvikt. Generelt brukes konvensjonell nesekanyle for mild respirasjonssvikt mens HFNC er nødvendig for de som forblir hypoksiske. NIV brukes vanligvis for de med type 2 respirasjonssvikt. Hos voksne med COVID-19 foreslår SSC-retningslinjene å starte med oksygentilskudd hvis den perifere oksygenmetningen (SPO2) er < 92 % (svak anbefaling, bevis av lav kvalitet), og anbefaler å starte med oksygentilskudd hvis SpO2 er < 90 % (sterk anbefaling, moderat kvalitetsbevis) for å oppnå SpO2 ikke høyere enn 96 %. For voksne med COVID-19 og akutt hypoksemisk respirasjonssvikt til tross for COT, foreslår SSC-retningslinjene å bruke HFNC over NIV (svak anbefaling, bevis av lav kvalitet). Hos voksne med COVID-19 og akutt hypoksemisk respirasjonssvikt, hvis HFNC ikke er tilgjengelig og det ikke er noen akutt indikasjon for endotrakeal intubasjon, foreslår SSC-retningslinjene en utprøving av NIV med nøye overvåking og korttidsvurdering for forverring av respirasjonssvikt (svak anbefaling, bevis av svært lav kvalitet).

Respirasjonsterapi: Barneseng med nesekanyle 1-5L/min oksygen vil bli brukt for å opprettholde SpO2 rundt 95 % for pasienter med type 1 respirasjonssvikt. Hvis dette ikke er oppnåelig til tross for 5L/min oksygen, vil HFNC ved 50-60L/min med fukting ved 37C (Airvo 2, Fisher & Paykel, Auckland, New Zealand) bli påført mens NIV (Respironics V60) via oronasal maske (Quattro) , ResMed) vil være forbeholdt pasienter med type 2 respirasjonssvikt.

Luftprøver:

I hver luftprøveperiode mens pasienten er på pustestøtte, vil vi plassere 3 stasjonære enheter i isolasjonsrommet (en ved siden av hver side av sengen og en annen ved enden av sengen) til pasienten med bekreftet COVID-19-infeksjon , og prøve luften i fire timer kontinuerlig. Det nasjonale instituttet for arbeidssikkerhet og helse (NIOSH) består av en tre-trinns syklon luftprøvetakere satt i høyden 1,5 m og 1,0 m, som representerer munnhøydene til henholdsvis en stående og sittende voksen og en måler som registrerer temperatur og relativ luftfuktighet (i høyde 1,3 m) hvert fjerde minutt. NIOSH-prøvetakerne er plassert rundt prøvetakingssengen ('Sentre'), på siden av prøvetakingssengen ('Side'), eller flyttet i løpet av prøvetakingsperioden. NIOSH-prøvetakerne plasseres i området 0,5-1m (når de plasseres ved siden av prøvetakingssengen) til 2-2,5m fra pasientens hode når de plasseres ved enden av sengen.

Luft samles med 3,5 L/minutt i tre størrelsesfraksjoner: >4μm (samlet i et 15ml rør), 1-4μm (1,5ml rør) og <1μm (med et polytetrafluoretylen (PTFE) membranfilter med 3,0μm porestørrelse). For fem prøvetakingskjøringer vil en ekstra luftprøvetaker (innstilt i høyden 0,8 m) koblet til en pumpe bli lagt til enheten som en negativ kontroll. Etter hver samling tas 15 ml og 1,5 ml rørene løs og 1 ml viralt transportmedium (VTM) tilsettes. Filteret fjernes og senkes i 1 ml VTM inne i et 5 ml rør. Alle rørene blir deretter transportert til laboratoriet ved 4°C, vortexet, og VTM blir alikvotert og lagret ved -80°C for påfølgende laboratorieanalyse ved revers-transkriptase-polymerase-kjedereaksjon (RT-PCR). Nye prøvetakingsrør og filtre brukes og prøvetakere og annet utstyr desinfiseres mellom bruk. Stativet, luftslangen, den lydisolerte boksen og måleren er desinfisert med Med-Clean (M&W International Ltd., Hong Kong), NIOSH luftprøvetakere med 1 % Virkon og 2 % Citranox (Alconox Inc, NY, USA), og filterkassettene autoklaveres.

Viral belastning:

Viral belastning vil bli målt fra pasientens øvre luftveier (nasopharyngeal flokket vattpinne og svelg vattpinne) ved innleggelse og serielt andre daglig under sykehusinnleggelse ved hjelp av kvantitativ RT-PCR-analyse med primere og prober rettet mot N- og Orf1b-genene til SARS-CoV- 2.

Databehandling og analyse:

Statistisk analyse: Avhengige variabler identifiseres som den nasofaryngeal flokkede vattpinne og viral mengde vattpinne (log10 kopier/ml) og påvisning av viralt RNA fra en eller flere deltakende luftprøver (positive) vs. alle negative luftprøver. Wilcoxon-Mann-Whitney-, Kruskal Wallis-testene og Spearman-korrelasjonen brukes til å vurdere tilstedeværelsen av statistisk signifikante korrelasjoner eller fordelinger mellom uavhengige variabler og den øvre luftveisprøvens viral belastning, mens Wilcoxon-Mann-Whitney og Fishers eksakte tester brukes for luftprøver. Statistisk analyse ble utført ved bruk av SAS University Edition (SAS Institute, Cary, NC, USA).