Modifierbara faktorer för att förbättra ventilationsterapin på intensivvårdsavdelningen (MOTIVATE-ICU)

Introduktion:

I låg- och medelinkomstländer (LMICs) kräver upp till två tredjedelar av intensivvårdsinläggningarna invasiv mekanisk ventilation (IMV), jämfört med hälften av intensivvårdsinläggningarna globalt1-3. Även om IMV är en livräddande organstödsteknik, är den också kopplad till komplikationer som ventilatorrelaterade lungskador och kräver komplexa vårdprocesser4. Trots att de är yngre har ventilerade patienter i LMIC 2-4 gånger högre dödlighet än höginkomstländer (HIC)5-8. Patienter med akut andnödsyndrom (ARDS) i LMICs löper en ännu större risk, 70 % högre än i HICs9.

Medan HICs har gott om data om modifierbara faktorer och förbättringsstrategier som begränsar ICU-komplikationer, kan LMIC:er möta förebyggbara komplikationer i samband med IMV1,10-13. Komplikationer som respiratorinducerad lungskada och relaterad lunginflammation leder inte bara till alltför stora dödsfall utan också till längre intensivvårdsvistelser och eskalerande kostnader14. Tyvärr är data om determinanter för dåligt resultat bland ventilerade patienter i LMIC fortfarande knappa 12,15-17. Att direkt tillämpa HIC-evidensbaserade hanteringsstrategier på LMIC:er är inte alltid effektivt, vilket framgår av flera afrikanska försök 18,19. LMIC:er brottas med utmaningar som underbemanning, begränsad utbildning, otillräcklig infrastruktur och olika patientegenskaper och komorbiditeter, vilket kan äventyra kvaliteten på intensivvården15,16,20,21.

Nyligen har användningen av intensivvårdsregister för datainsamling, inklusive patientvård, indikatorer och resultat, utökats i både HICs och LMICs22-24. Detta effektiviserar forskningen och ger kostnadsfördelar. Uganda har lanserat Ugandas Intensive Care Registry (ICRU) för kvalitetsförbättring och forskningsinfrastruktur. Denna registerinbäddade studie syftar till att identifiera modifierbara faktorer som påverkar resultaten för mekaniskt ventilerade patienter i LMICs som utnyttjar ICRU:s datapipeline. Vi antar att specifika patientnivåer och organisatoriska faktorer kan identifieras som bidrar till ICU-dödligheten hos ventilerade patienter i Uganda.

Metoder och analys:

Studera design:

Studien 'Potentiellt modifierbara faktorer för att förbättra resultaten av mekaniskt ventilerade patienter på intensivvårdsavdelningar i ett låginkomstland' (MOTIVATE-ICU) är en prospektiv multicenter-registerinbäddad observationsstudie med två huvudkomponenter. Den första kommer att vara en prospektiv observationell multicenter-registerinbäddad studie som syftar till att bedöma patientrelaterade och processrelaterade faktorer. Den andra komponenten kommer att vara en tvärsnittsundersökning för att bedöma organisationsstrukturen för de inkluderade intensivvårdsavdelningarna. Detta studieprotokoll registrerades på Clinicaltrials.gov (registreringsnummer: NCTXXXXXXX). Resultaten av studien kommer att rapporteras enligt Strengthening the Reporting of Observational Studies in Epidemiology (STROBE) Statement25.

Studiemiljö:

ICU kommer att definieras som geografiskt utpekat område/enhet inom ett sjukhus som rutinmässigt tillhandahåller invasiv mekanisk ventilationsterapi med kontinuerlig övervakning av vitala tecken [elektrokardiografisk (EKG) övervakning, hjärt/puls, icke-invasivt blodtryck (NIBP), perifer syremättnad ( SpO2)] och anvisad omvårdnad för varje bädd på enheten, det vill säga minst tre patienter per vecka under minst 24 timmar. En beskrivande studie som genomfördes i Uganda och som bedömde ICU-kapaciteten före den Corona-virusinducerade sjukdomen 2019 (COVID-19) avslöjade att det vid den tidpunkten fanns 14 ICU, varav 12 var funktionella20. Men efter COVID-19 visar anekdotiska bevis nästan en fördubbling av ICU-kapaciteten med nästan 25 funktionella ICU hittills. Alla intensivvårdsavdelningar som för närvarande fungerar i Uganda kommer att vara berättigade att delta (eTabell 1).

Deltagare:

Patienter i åldern ≥ 15 år som tagits in på intensivvårdsavdelningar under studieperioden och som får invasiv mekanisk ventilation kommer att vara berättigade till rekrytering. Uteslutningskriterier inkluderar framgångsrika extubationer inom 24 timmar efter intubation, inläggningar för vård i livets slutskede och/eller palliativt stöd på intensivvårdsavdelningen samt patienter som överförts från intensivvårdsavdelningar som inte deltar i studien 24 timmar efter påbörjad MV.

Resultat:

Primära utfall De primära utfallen kommer att vara dödlighet på intensivvårdsavdelningen, vårdtiden på intensivvårdsavdelningen (LOS) och varaktigheten av mekanisk ventilation. Resultatdefinitioner beskrivs i tabell 1.

Sekundära resultat Dessa kommer att inkludera varaktigheten av icke-pulmonellt organstöd, intensivvårdsfria dagar, ventilatorfria dagar dag 28, ventilatorassocierad pneumoni (VAP), trakeobronkit, icke-infektiös lungkomplikation (misstanke hos läkare eller radiologisk diagnos av pleural effusion , atelektas eller pneumothorax), återinläggning, oplanerade extubationer. Trakeostomirelaterade utfall kommer att undersökas som en del av en förplanerad delstudie, inklusive trakeostomitiming, dekanyleringshastighet, dekanyleringsfel och komplikationer som stomiinfektion, större blödningar, rörförskjutning och felfunktion.

Associerade faktorer (tabell 2):

Faktorer som potentiellt är associerade med utfall bland mekaniskt ventilerade patienter kommer att analyseras som "icke-modifierbara" faktorer och "potentiellt modifierbara" faktorer. Icke-modifierbara faktorer inkluderar patientrelaterade faktorer som ålder, sjukdomens svårighetsgrad vid påbörjande av mekanisk ventilation, komorbiditeter, medicinsk vs kirurgisk inläggning och indikation för IMV (tabell 2). Potentiellt modifierbara faktorer kommer att delas in i vårdprocessrelaterade faktorer som Richmond Agitation Sedation Scale (RASS) mål, initiala ventilatorinställningar på dag 0, användning av dagligt spontant uppvaknande och spontana andningsförsök, användning av stresssår och djup ventrombos (DVT) profylax. Den andra underkategorin kommer att vara ICU:s organisationsstruktur såsom ICU-bemanning, personal-patientkvoter, bemyndigande av icke-läkarpersonal, multidisciplinära teamrundor och användning av protokoll och checklistor (Detaljer om associerade faktorer i tilläggsmaterial Tabell 2).

Datainsamling:

Följande procedurer kommer att utföras för att säkerställa kvaliteten på datainsamlingen Data på patientnivå kommer att matas in direkt via bärbar dator eller surfplatta via den molnbaserade ICU-registerplattformen (PROTECT molnbaserad plattform) för den ICRU som för närvarande används (Figur 1) ).

Variabler på patientnivå av intresse inklusive ålder, kön, diagnostiska kategorier, funktionell kapacitet före sjukhusinläggning (Clinical Frailty Score), Charlson Comorbidity Index, användning av IMV på dag 1, modifierad sekventiell organfunktionsbedömning (mSOFA) och Tropical Intensive Care Score (e-TropICS) kommer att poängsättas. Variabler på intensivvårdsnivå av intresse inkluderade typ av intensivvård (medicinsk-kirurgisk vs. specialitet), närvaro av utbildningsprogram inom intensivvård, volymer på intensivvårdsavdelningar under föregående år, personalmönster, organisatoriska och processegenskaper; en fullständig lista över potentiella kovariater finns i tabell 2.

Vi ska extrahera prospektivt insamlad data från ICRU-plattformen, som har både kärndatavariabler som samlats in vid intagningen och dagliga variabler som samlas in under ICU-vistelsen.

En komplett lista över variabler finns i Kompletterande material. Plattformen använder en gemensam datamodell och tillhandahåller realtidsdata om casemix, hanteringsfunktioner och resultat. MOTIVATE-ICU studievariabler införlivades i PROTECT-plattformen för att utforma en registerinbäddad studie (Figur 1). Följande procedurer på platsnivå kommer att följas:

För att säkerställa standardisering av studieprocedurerna ska varje plats ha en platsansvarig och dedikerad(a) datadeltagare som ansvarar för datainsamling under användning av ICU-registerplattformen. Innan rekryteringen påbörjas kommer varje platsledare och datadeltagare att få utbildning.

Varje sida kommer att ha en platsledare som ansvarar för veckovalidering av patientepisoder när det gäller slutförande och datakvalitet.

Varje sida kommer att ha IT-stöd samt delta i månatliga möten som ett sätt att skingra tvivel och lösa potentiella utmaningar relaterade till datainmatning.

För varje plats kommer data om sjukhusens och ICU:s organisations- och vårdprocessegenskaper att samlas in genom ett frågeformulär som administreras av intervjuaren från ICU-chefen och/eller den ansvariga sjuksköterskan.

Uppföljning:

Med tanke på den potentiella bördan av datainsamling som är involverad kommer patientrekryteringsperioden på varje deltagande intensivvårdsavdelning att vara minst tre månader upp till maximalt 6 månader, med en maximal uppföljningsperiod på 28 dagar för varje rekryterad patient. Uppföljningsperioden för enskilda patienter kommer att avslutas vid utskrivningen på intensivvårdsavdelningen.

Rutiner för att säkerställa datakvalitet

Provstorlek:

Vi strävar efter att inkludera alla på varandra följande patienter som tas in på deltagande intensivvårdsavdelningar för att minska potentiell selektionsbias och minimera tidsmässig variation av vårdprocesser. Baserat på aggregerade data (publicerade och opublicerade) från LMICs inklusive Ugandas ICU-kohorter2,10,12,26-31 var den lägsta uppmätta dödligheten bland patienter som fick invasiv mekanisk ventilation cirka 40 %. Totalt 250 händelser (dödsfall) skulle tillåta oss att utvärdera minst 25 associerade variabler i multivariabla modeller. Vi kommer därför att registrera minst 625 patienter som får invasiv mekanisk ventilation som uppfyller behörighetskriterierna.

Hantering av saknad data:

Under studieperioden kommer alla data som är relevanta för studiemålen att vara obligatoriska för alla studiers intensivvårdsavdelningar. Studieplattformen kommer att flagga saknad data till datainsamlaren i händelse av ofullständighet. Varje platsledare kommer att säkerställa validering av angivna patienter och fullständighet av data varje vecka för att säkerställa att inga data saknas. Detta är en prospektiv registerinbäddad studie, vi förväntar oss en låg andel saknade data som är relevanta för studiens primära mål.

Statistisk analys:

Vi kommer att beskriva ICU och patientegenskaper med hjälp av standardbeskrivande statistik och rapporterade kontinuerliga variabler som medelvärde ± standardavvikelse eller median (25%-75% interkvartilintervall, IQR), beroende på vad som är lämpligt. Vi kommer att testa den univariata kopplingen mellan kvalificerade variabler och utfall med hjälp av variansanalys, Kruskal-Wallis, Student t-test, Mann-Whitney-test, chi-kvadrattest och Fisher Exakt test, allt efter vad som är lämpligt.

Med hjälp av multi-level multivariabla logistiska regressionsmodeller kommer vi att undersöka sambandet mellan organisatoriska faktorer och det primära resultatet justerat för patienternas egenskaper. En tvånivåmodell kommer att passa med fasta effekter på patientnivå på första nivån och ICU-nivå fasta effekter på andra nivån, samt en ICU-specifik slumpmässig effekt. Vi kommer att fördefiniera flera modeller för att representera patienterna och enhetens organisationsdimensioner. Vi ska sedan infoga variabler i modellerna om de är associerade med utfall med ett P-värde på <0,20 vid univariat analys. Vi ska inte beakta variabler som används för e-TropICS-poängberäkning. Vi kommer att tillämpa flera variabler i den slutliga modellen oavsett deras statistiska signifikans på grund av deras kliniska signifikans, inklusive närvaron av 24/7 intensivist, regelbundna multidisciplinära omgångar och sjuksköterska/sängkvoter i den slutliga modellen. Dessutom kommer vi att utföra subgruppsanalyser som stratifierar patienter efter typ av intagning (medicinsk vs. kirurgisk) och e-TropICS tertiler. Vi ska använda Akaike informationskriteriet, sannolikhetskvoterna och modellresterna för att välja bland de alternativa modellerna. Tvåsvansade P-värden <0,05 ansågs vara statistiskt signifikanta. Alla statistiska analyser kommer att utföras i R (http://www.r-project.org) och SPSS 21 (IBM Corp., Armonk, NY). En detaljerad statistisk analysplan kommer att göras tillgänglig online innan studien avslutas och databasen låses.

Etik och spridning:

Etiskt godkännande och samtycke till deltagande Denna studie kommer att genomföras i enlighet med principerna i Helsingforsdeklarationen (revision Fortaleza, Brasilien, oktober 2013). Godkännande för att genomföra denna studie kommer att begäras från relevanta kommittéer för etisk granskning och vetenskaplig granskning och från sjukhusförvaltningar.

Vi ska erhålla uppskjutet samtycke inom 72 timmar efter rekryteringen till studien från det juridiska ombudet eftersom de flesta intensivvårdsinläggningar är akuta intagningar och informerat samtycke under de första 48 timmarna efter intagningen kanske inte är möjligt. Dessutom, utan undantag, kan patienter som är inlagda på intensivvårdsavdelning för respiratorstöd inte ge informerat samtycke. Personer som kan ta rollen som juridiskt ombud i enlighet med lagen om medicinsk behandlingsavtal (WGBO) är: en fördefinierad företrädare, man eller hustru, registrerad partner eller annan livspartner, en förälder eller barn, bror eller syster, och för övrigt en kurator utsedd av en domare. För patienter som saknar juridiskt ombud och inte kan ge informerat samtycke under vistelsen på sjukhuset, kommer vi att få ett avstående från samtycke. Erfarenheterna från intensivvårdspatienter inskrivna under uppskjutet samtycke är huvudsakligen positiv, vilket framgår av NICE-SUGAR-studien, där deltagare inkluderades med hjälp av uppskjutet samtycke32. En majoritet av patienterna var nöjda med representantens beslut (93 %) och skulle ha gett sitt samtycke om de tillfrågats (96 %)33.

Muntligt samtycke från var och en av ICU-cheferna och/eller den ansvariga sjuksköterskan kommer att begäras för att genomföra den intervjuadministrerade undersökningen.

Spridning:

Studieresultaten kommer att lämnas in för publicering oavsett resultat efter avslutad och analys. Vi ska göra studieresultaten allmänt tillgängliga, inklusive spridning genom konferenser och peer-reviewed tidskrifter.

Datadelning:

Författarna uppmuntrar intresserade parter att kontakta motsvarande författare med förfrågningar om datadelning, inklusive för tillgång till ytterligare opublicerad data. ICRU är en del av ett större nätverk som har utsett en Data Access Committee (DAC). Kurerad data kan delas med tredje part för forskningsändamål efter skriftligt godkännande från DAC.

Diskussion och studiestatus:

Den registerinbäddade MOTIVATE-ICU-studien syftar till att identifiera potentiellt modifierbara faktorer associerade med utfall bland invasivt ventilerade patienter i ett låginkomstland.

Enligt Donabedian-modellen vilar förbättring av sjukvårdens kvalitet och förbättring av resultat av intresse på tre komponenter; strukturen, vårdprocesser och utfall.34 Olika studier från HICs om ICUs organisationsstruktur, vårdpaket och protokoll har visat betydande inverkan på minskning av dödlighet, ventilationslängd och ICU-vistelsetid; om än med vissa inkonsekvenser i vissa aspekter.6,11,35-37 Baserat på vad vi för närvarande vet från ORCHESTRA-studien gjord i Brasilien, ett land med övre medelinkomsttagare (UMIC), är organisatoriska faktorer inklusive protokollimplementering de viktigaste målen för att förbättra ICU-resultat och effektivitet38,39. Det har funnits betydande data som beskriver den fysiska strukturella uppställningen och bemanningen av intensivvårdsavdelningar i LMICs20,26,40,41, men begränsad data finns tillgänglig om organisatoriska funktioner och vårdprocesser, och deras inverkan på resultat i lägre inkomstmiljöer som Uganda.

Direkt implementering av evidensbaserade vårdprocesser från högre inkomstmiljöer behöver inte nödvändigtvis ge liknande resultat när de implementeras i resurssvaga miljöer. Till exempel avslöjade två afrikanska studier som implementerade vätskebehandling enligt protokoll som används i HICs mer skada än nytta hos både kritiskt sjuka vuxna och pediatriska populationer18,19. För andra processer har implementeringen i LMICs förbättrats konsekvent men resultaten förblir eftersläpande jämfört med HICs, troligen påverkade av en mängd faktorer. Till exempel visades användning av skyddande mekanisk ventilation hos patienter utan ARDS vara jämförbar mellan MIC och HICS under de första dagarna av ventilationen, men med stor skillnad i ICU-dödlighet14. Samma sak sågs för ventilation hos ARDS-patienter, om än med en liten skillnad i implementering av skyddsventilation1,6.

En av de viktigaste potentiella ingreppen som sannolikt kommer att visa effekt i låga resurser jämfört med HIC är trakeostomiplacering och timing. Tidpunkten för trakeostomi, samtidigt som den förbättrade vårdtiden på intensivvårdsavdelningen och varaktigheten av mekanisk ventilation, har inte haft någon inverkan på dödligheten i HICs42-44, men kan ha en betydande inverkan i en miljö med begränsade resurser. En förplanerad delstudie av MOTIVATE-ICU kommer att utforska timing, komplikationer och resultat hos patienter som genomgår trakeostomi i ett låginkomstland som Uganda, och kompletterar data från LMIC från andra afrikanska länder45,46.

Styrkan med den aktuella studien är dess prospektiva design, registerinbäddade karaktär och multicenterinkludering. Det finns flera potentiella begränsningar för denna studie. Till exempel, även om ansträngningar görs för att säkerställa datakvalitet och minska saknad data, kan beroendet av elektronisk datainsamling och studiens prospektiva karaktär fortfarande stöta på utmaningar med datafullständighet och precision över flera centra. Studiens resultat, särskilt de som är relaterade till organisationsstruktur och processrelaterade faktorer, kan vara specifika för låginkomstländer och därför kanske inte kan generaliseras till miljöer med olika sjukvårdssystem, resurser och ICU-kapacitet. Den tvärsnittsundersökning som bedömer ICU:s organisationsstruktur bygger på självrapporterade data, vilket kan införa fördomar och felaktigheter.

Erkännanden:

Vi tackar alla webbplatsledare och datainträden på varje plats på vart och ett av de deltagande sjukhusen samt nätverket för Critical Care Asia Africa för stödet och engagemanget i framgången med denna studie.

Finansiering:

Studien kommer att stödjas av Wellcome-priset, Collaboration for Research, Implementation and Training in Critical Care in Asien och Afrika (Anslagsnummer: 224048/Z/21/Z).