Wysoki przepływ powietrza przez kaniulę nosową a nieinwazyjne ciągłe dodatnie ciśnienie w drogach oddechowych w hiperkapnicznej niewydolności oddechowej (HIGHforHyper)

Niewydolność oddechowa jest główną przyczyną zachorowalności i śmiertelności oraz jednym z najczęściej spotykanych problemów na oddziale ratunkowym. Hiperkapniczna lub hiperkarbiczna niewydolność oddechowa, zwana także niewydolnością oddechową typu II, charakteryzuje się niewydolnością układu oddechowego w jednej z dwóch funkcji wymiany gazowej: eliminacji dwutlenku węgla (CO2). W ten sposób zwykle definiuje się je na podstawie ciśnienia cząstkowego CO2 w gazometrii krwi tętniczej (PaCO2), przy czym powszechnie stosowaną wartością odcięcia jest wartość większa niż 50 mmHg. Hiperkapniczna niewydolność oddechowa jest często związana z ciężkimi zaburzeniami dróg oddechowych, takimi jak astma i przewlekła obturacyjna choroba płuc (POChP), ale może również występować w innych stanach, w których napęd oddechowy jest ograniczony, takich jak zatrucia, choroby nerwowo-mięśniowe lub nieprawidłowości ściany klatki piersiowej. Hiperkapniczna niewydolność oddechowa, czyli niewydolność oddechowa typu II, jest często związana z hipoksemiczną niewydolnością oddechową, czyli niewydolnością oddechową typu I, niewydolnością utlenowania. Jednak niepowodzenie typu I często obserwuje się również bez hiperkapnii. Niewydolność oddechową, zarówno typu I, jak i II, można dalej podzielić na ostrą lub przewlekłą. Rozróżnienie między obiema postaciami jest często trudne i oprócz analizy gazometrii krwi tętniczej może wymagać dodatkowych badań w celu zidentyfikowania markerów klinicznych, takich jak czerwienica lub choroba płuc. Ze względów praktycznych ostra niewydolność oddechowa jest często definiowana jako stan, w którym niewydolność oddechowa rozwija się zbyt szybko, aby umożliwić kompensację nerkową i wzrost stężenia wodorowęglanów (HCO3-), a tym samym prowadzi do kwasicy (pH poniżej 7,3). Strategie terapeutyczne hiperkapnicznej niewydolności oddechowej obejmują nieinwazyjne wspomaganie wentylacji CPAP, intubację i wentylację mechaniczną (zarówno wspomaganą, jak i kontrolowaną), aw bardzo ciężkich przypadkach metody pozaustrojowe, takie jak pozaustrojowe systemy podtrzymywania życia.

Nieinwazyjne wspomaganie wentylacji CPAP za pomocą hełmów lub różnego rodzaju szczelnych masek jest obecnie preferowaną metodą leczenia pacjentów z ostrą niewydolnością oddechową w warunkach intensywnej terapii. Kwalifikujący się pacjenci to ci z nienaruszonymi drogami oddechowymi, odruchami chroniącymi drogi oddechowe, którzy są wystarczająco czujni, aby wykonywać polecenia, podczas gdy pacjenci, którzy nie spełniają tych kryteriów, wymagają natychmiastowej intubacji dotchawiczej. Nieinwazyjne wspomaganie wentylacji CPAP poprawia zarówno utlenowanie (poprzez dostarczenie wdychanej frakcji tlenu (FiO2) na poziomie 100%, co nie jest możliwe przy użyciu prostej maski Venturiego, jak i możliwość uzyskania dodatniego ciśnienia końcowo-wydechowego (PEEP), zapobiegając zapadnięciu się pęcherzyków płucnych) i dekarboksylacji (poprzez zwiększenie objętości oddechowej). Wykazano, że zmniejsza zarówno potrzebę intubacji, jak i śmiertelność wewnątrzszpitalną. Wspomaganie nieinwazyjnej wentylacji CPAP wymaga jednak wysokiego poziomu umiejętności ze strony świadczeniodawców i intensywnej komunikacji z pacjentem w celu wyjaśnienia przydatności ciasno przylegającego urządzenia do twarzy w sytuacji odczuwanej masywnej duszności. Chociaż poważne działania niepożądane nieinwazyjnego wspomagania wentylacji CPAP są bardzo rzadkie, mogą wystąpić bóle i odciski. Pomimo wszelkich starań personelu medycznego istnieje znaczny odsetek pacjentów, którzy w ogóle nie tolerują wspomagania wentylacji przez szczelną maskę. Około 15% pacjentów nie toleruje terapii, dodatkowo 25% pacjentów zgłasza się z przeciwwskazaniami. Mogą to być ogólne przeciwwskazania do stosowania technik nieinwazyjnych, takie jak wspomniany brak odruchów ochronnych dróg oddechowych, ale także takie specyficzne dla masek szczelnych, jak nieprawidłowości anatomiczne twarzy.

Terapia powietrzem o wysokim przepływie przez kaniulę nosową (HFA) jest zwykle stosowana przez kaniulę nosową o szerokim otworze. Dostarcza do 60 litrów na minutę ogrzanej i nawilżonej mieszanki gazowej (z regulowanym FiO2). Terapia ta jest znacznie mniej inwazyjna dla pacjenta, a przez to często lepiej tolerowana. HFA był w ostatnich latach coraz częściej stosowany w leczeniu niedotlenionej niewydolności oddechowej (tj. niewydolność typu I), a liczne badania wykazały jego skuteczność w tym wskazaniu zarówno na oddziale intensywnej terapii, jak i na ostrym dyżurze. Niedawny systematyczny przegląd i metaanaliza wykazały poprawę komfortu pacjenta i zmniejszenie punktacji duszności. Pomimo tych dobrych dowodów na HFA w niedotlenionej niewydolności oddechowej, była ona niechętnie stosowana w hiperkapnicznej niewydolności oddechowej. Można to w dużej mierze wytłumaczyć faktem, że pacjenci z przewlekłą hiperkapnią zmniejszają swój napęd oddechowy pod wpływem hiperoksji. Jednak w ostatnim czasie dowody zaczęły się zmieniać w tym wskazaniu. Wykazano, że HFA generuje PEEP, mimo że nie jest systemem zamkniętym, oraz poprawia klirens CO2 poprzez wypłukiwanie martwej przestrzeni anatomicznej. Może również pomóc zmniejszyć opór wdechowy i ułatwić usuwanie wydzieliny z nawilżonego gazu. Badanie przeprowadzone na pacjentach z POChP wykazało wzrost amplitudy i średniego ciśnienia oddechowego oraz objętości oddechowej z tendencją do zmniejszania się pCO2. Na podstawie tych ustaleń można stwierdzić, że stosowanie HFA w praktyce klinicznej wzrosło, a wiele opisów przypadków i serii wskazuje na ich skuteczne stosowanie. Fraser i in. z powodzeniem zbadali zastosowanie HFA u pacjentów z przewlekłą POChP. W poprzednich badaniach przeanalizowano zmiany gazometrii krwi tętniczej podczas stosowania HFA na SOR zarówno u pacjentów z hiperkapnią, jak i bez hiperkapnii, i stwierdzili znaczną redukcję pCO2.

Jednak do tej pory nie ma randomizowanego kontrolowanego badania oceniającego wpływ HFA na ostrą hiperkapniczną niewydolność oddechową.

Badanie zostanie przeprowadzone jako randomizowana, kontrolowana próba równoważności. Miejscem badania jest Oddział Ratunkowy (SOR) w wiedeńskim Szpitalu Ogólnym, wiodącym akademickim ośrodku badawczym medycyny ratunkowej w dużym szpitalu trzeciego stopnia opieki. Rocznie na oddziale leczonych jest około 90 000 pacjentów, z czego około 150-200 cierpi na hiperkapniczną niewydolność oddechową i wymaga nieinwazyjnego wspomagania wentylacji. Oddział dysponuje własnym oddziałem intensywnej terapii i oddziałem opieki pośredniej, z 7 stanowiskami w każdym, co daje łącznie 14 stanowisk zdolnych do prowadzenia terapii CPAP. Urządzenie HFA jest również regularnie używane na oddziale.

Pacjenci, którzy chwilowo nie są w stanie wyrazić świadomej zgody z powodu hiperkapnii, zostaną zrandomizowani i poddani leczeniu. Zostaną poinformowani post hoc, gdy tylko będą w stanie wyrazić świadomą zgodę i będą mieli możliwość wyrażenia zgody na wykorzystanie ich danych.

Losowa sekwencja zostanie wygenerowana przez osobę niezaangażowaną w rejestrację pacjentów przy użyciu standardowego oprogramowania. Randomizacja zostanie przeprowadzona w zmiennych blokach od 4 do 6, aby uzyskać nieprzewidywalny przydział, ale gwarantujący zrównoważoną wielkość grup. Nieprzezroczyste, kolejno ponumerowane koperty (SNOSE), zawierające przydział do grupy interwencyjnej lub kontrolnej, zostaną przygotowane wcześniej. Koperty zostaną otwarte po wyrażeniu zgody bezpośrednio przed rozpoczęciem interwencji, aby umożliwić ukrycie alokacji i zmniejszyć ryzyko natychmiastowego wykluczenia polosowego.

Interwencja polega na zastosowaniu HFA przy użyciu standardowego sprzętu na oddziale. Zastosowany zostanie przepływ gazu 60 litrów na minutę i FiO2 na tyle, na ile jest to klinicznie wykonalne. Terapia będzie kontynuowana do momentu osiągnięcia pCO2 na poziomie 50 mmHg lub niższym lub do przerwania terapii z powodu braku tolerancji przez pacjenta lub wskazań do intubacji.

Kontrola polega na wspomaganiu nieinwazyjnej wentylacji CPAP przy użyciu szczelnej maski i standardowego sprzętu oddechowego Oddziału Ratownictwa Medycznego. Zastosowane zostanie dodatnie ciśnienie w drogach oddechowych 3,67 mmHg i FiO2 na tyle, na ile jest to możliwe klinicznie. Terapia będzie kontynuowana do momentu osiągnięcia pCO2 na poziomie 50 mmHg lub niższym lub do przerwania terapii z powodu braku tolerancji przez pacjenta lub wskazań do intubacji.

W zależności od uznania lekarza prowadzącego, zarówno leczenie interwencyjne, jak i kontrolne może zostać przerwane w dowolnym momencie i może zostać rozpoczęta jakakolwiek inna terapia (prosta maska ​​Venturiego, HFA, nieinwazyjne wspomaganie wentylacji CPAP, intubacja, metody pozaustrojowe).

Charakterystyka wyjściowa i zmienne demograficzne będą obejmować wiek, płeć, palenie tytoniu, przebyte choroby, zwłaszcza POChP lub astmę w wywiadzie, oraz czas trwania leczenia, przyjmowane leki, masę ciała, leczenie przedszpitalne. Poziomy pCO2 będą mierzone za pomocą gazometrii krwi po 0 -30 -60 (a następnie co 60 minut) minutach po rozpoczęciu terapii i na końcu terapii. Odbiór terapii przez pacjenta zostanie oceniony po zakończeniu terapii za pomocą 10-stopniowej skali Likerta od bardzo niewygodnej do bardzo komfortowej.

Rozważania dotyczące wielkości próby są oparte na pierwotnym wyniku redukcji pCO2 na godzinę. Badacze zakładają wyjściowe poziomy pCO2 od 50 do 100 mmHg. Na podstawie opublikowanego piśmiennictwa badacze przyjmują, że wynik w grupie kontrolnej wynosi 4±3mmHg/godz. Na podstawie naszej oceny klinicznej badacze przyjęli granicę równoważności 2 mmHg, która mieści się w granicach jednego odchylenia standardowego wyniku. W związku z tym badacze potrzebowaliby 28 osób eksperymentalnych i 28 osób kontrolnych, aby móc odrzucić hipotezę zerową, że dolna granica dwustronnego 90% przedziału ufności prawdziwej różnicy między dwiema grupami jest powyżej granicy równoważności, przy moc 80%. Formalnie badacze będą musieli zarejestrować 56 pacjentów. Aby umożliwić śledzenie potencjalnych strat, brakujących danych, problemów z pomiarami lub innych czynników projektowych, badacze zwiększą rzeczywistą wielkość próby do 62. Jeśli chodzi o wykonalność, badacze spodziewają się około 150 do 200 kwalifikujących się pacjentów w ciągu jednego roku, co daje oczekiwany czas trwania badania wynoszący około 6 miesięcy.

Ze względu na stosunkowo małą liczebność próby nie ma zaplanowanych z góry analiz pośrednich.

Dane wyjściowe i dane demograficzne zostaną zestawione w tabeli dla grupy interwencyjnej i kontrolnej w celu oceny powodzenia randomizacji. Redukcja pCO2 na godzinę zostanie porównana między osobami w grupie interwencyjnej i osobami z grupy kontrolnej. Badacze obliczą efekty jako różnice z 95% przedziałami ufności. Zostanie to wykonane przy użyciu liniowego modelu mieszanego z pCO2 jako wynikiem, grupą leczoną jako zmienną czynnikową oraz wyjściowym pCO2 i czasem leczenia jako współzmiennymi. Badacze przyjmą równoważność, jeśli dwustronny 95% przedział ufności mieści się w określonych granicach równoważności. W ramach analizy wrażliwości badacze przetestują również czas/interakcję z leczeniem w modelu. W ramach kolejnej analizy wrażliwości badacze przeanalizują dane maksymalnie w ciągu pierwszych 6 godzin leczenia. W przypadku niepowodzenia terapii badacze zastosują metodę przeniesienia ostatniej obserwacji do 6 godzin. Analiza pierwotna będzie zgodna z zasadą zamiaru leczenia. Jednostką analizy będą pojedyncze osoby.

Kategoryczne wyniki drugorzędne zostaną przeanalizowane poprzez obliczenie względnego ryzyka z dokładnym 95% przedziałem ufności opartym na błędzie standardowym. Badacze przyjmą równoważność, jeśli dwustronny 95% przedział ufności mieści się w określonych granicach równoważności. Ciągłe drugorzędne wyniki będą analizowane tak samo jak główny wynik. Oczekuje się, że dane dotyczące długości pobytu mają rozkład logarytmiczno-normalny, dlatego badacze planują użyć wartości przekształconych w logarytm do dalszych obliczeń. Do analizy danych śledczy użyją Stata 11. Dwustronna wartość p pomniejszona o 0,05 jest ogólnie uważana za istotną statystycznie. Raportowanie będzie zgodne ze standardami rozszerzenia CONSORT dla badań równoważności i równoważności.

Prywatność i bezpieczeństwo danych Bezpośrednio i pośrednio dane dotyczące pacjentów będą przechowywane fizycznie i logicznie oddzielone. Ponadto tylko członkowie grupy badawczej będą mieli dostęp do danych badawczych. Dane będą przechowywane na zabezpieczonym komputerze oddziału medycyny ratunkowej i będą dostępne tylko w ograniczonym dostępie dla członków grupy badawczej.