Undersökning av personanpassade SpO2-mål (EXPRESS)

Varje år får 2–3 miljoner kritiskt sjuka vuxna i USA invasiv maskinventilation. Dödligheten på sjukhuset bland kritiskt sjuka vuxna som får maskinventilation är fortfarande cirka 25–35 %. Det är brådskande behov av vårdmetoder som minskar dödligheten för kritiskt sjuka vuxna som får invasiv maskinventilation.

Maskinventilation innebär alltid att man titrerar andningssyrehalten (FiO2) för att upprätthålla artärsyremättnaden – som bedöms med pulsoximetri (SpO2) eller blodgasanalys (SaO2) – eller artärsyrespänningen (t.ex. PaO2). Att använda högre SpO2-mål (96–100 %) ger en säkerhetsmarginal mot hypoxemi, men ökar exponeringen för överdriven FiO2, hyperoxemi och vävnadshyperoxi, vilket potentiellt kan orsaka oxidativ skada och inflammation. Att använda lägre SpO2-mål (88–92 %) minimerar dessa risker men kan öka exponeringen för hypoxemi och hypoxiinducerad organskada. Historiskt sett var effekterna av högre kontra lägre SpO2-mål på patientutfall okända.

Vår nyligen genomförda randomiserade studie som jämförde högre kontra lägre SpO2-mål bland 2 541 kritiskt sjuka vuxna som fick maskinventilation på medicinska intensivvårdsavdelningar (IVA) fann att användning av ett högre kontra lägre SpO2-mål inte resulterade i övergripande skillnader i korttidsutfall (t.ex. 28-dagarsdödlighet) eller långtidsutfall (t.ex. kognition vid 12 månader) (Semler, NEJM, 2022; Mart, AJRCCM, 2024). Resultaten har varit likartade i flera andra stora, randomiserade studier i olika miljöer.

Randomiserade studier rapporterar traditionellt den genomsnittliga effekten av behandlingen på utfall för hela populationen. Men effekten av behandlingen på utfall kan dock skilja sig åt för patienter med olika egenskaper. Sådan icke-slumpmässig variation i storleken eller riktningen av behandlingseffekten kallas heterogenitet av behandlingseffekt. För att förstå vilken behandling som ger de bästa utfallen för en given patient behöver kliniker och patienter att randomiserade studier går längre än att rapportera den genomsnittliga behandlingseffekten till att rapportera effekten av behandlingen på utfall för en enskild patient baserat på patientens unika egenskaper, vilket kallas individualiserad behandlingseffekt.

Nyligen använde vi datasetet från vår studie om högre kontra lägre SpO2-mål för att utveckla en statistisk modell för att förutsäga effekten av användning av ett högre kontra lägre SpO2-mål på 28-dagarsdödlighet för en enskild patient, med hänsyn till var och en av patientens baslinjeegenskaper samtidigt (Buell, JAMA, 2024). Denna statistiska modell använder 24 patientegenskaper som finns tillgängliga vid start av invasiv maskinventilation för att förutsäga vilket SpO2-mål som ger det bästa utfallet för den patienten. Modellens indata är varje patients värde för var och en av de 24 baslinjeegenskaperna. Modellens utdata är den förutsagda absoluta effekten av att använda ett högre eller lägre SpO2-mål på 28-dagars dödlighet på sjukhuset för patienten, givet alla patientens värden för baslinjeegenskaperna. För att validera noggrannheten hos denna statistiska modell tillämpade vi den på datasetet från en andra, geografiskt och tidsmässigt separat randomiserad studie om högre kontra lägre SpO2-mål (Mackle, NEJM, 2019). Vi fann att, trots ingen signifikant genomsnittlig behandlingseffekt i någon av studierna, varierade effekten av användning av ett högre kontra lägre SpO2-mål på dödligheten kraftigt för enskilda patienter, där många patienter verkade dra nytta av antingen ett lägre eller ett högre SpO2-mål.

Innan den statistiska modellen används i stor skala i klinisk vård krävs en randomiserad studie för att avgöra om användning av information från modellen för att vägleda syrgasbehandling förbättrar patientutfall, jämfört med sedvanlig vård. EXPRESS-studien kommer att vara en randomiserad studie som jämför en personaliserad SpO2-målgrupp (där kliniker får information om det SpO2-mål som förutspås ge det bästa utfallet för varje patient) kontra en sedvanlig vårdsgrupp (där kliniker inte får information om det SpO2-mål som förutspås ge det bästa utfallet för varje patient) bland vuxna som får maskinventilation på IVA på Vanderbilt.