High-Flow Nasal Cannula Therapy in COVID-19: Using the ROX Index to Predict Success
Abhimanyu Chandel, Saloni Patolia, A Whitney Brown, A Claire Collins, Dhwani Sahjwani, Vikramjit Khangoora, Paula C Cameron, Mehul Desai, Aditya Kasarabada, Jack K Kilcullen, Steven D Nathan and Christopher S King
Respiratory Care June 2021, 66 [6] 909-919; DOI: //doi.org/10.4187/respcare.08631
Bản dịch của Bs. Đặng Thanh Tuấn BV Nhi đồng 1
Tóm tắt
BỐI CẢNH: Thời điểm tối ưu cho bắt đầu thở máy trong COVID-19 là không chắc chắn. Chúng tôi đã tìm cách đánh giá kết quả của việc đặt nội khí quản chậm và kiểm tra chỉ số ROX [tức là [SpO2/FiO2]/ tần số thở] để dự đoán cai máy khỏi ống thông mũi lưu lượng cao [HFNC] ở bệnh nhân COVID-19.
PHƯƠNG PHÁP: Chúng tôi thực hiện một nghiên cứu đoàn hệ quan sát, hồi cứu, đa trung tâm về các đối tượng bị suy hô hấp do COVID-19 và được xử trí bằng HFNC. Chỉ số ROX được áp dụng để dự đoán thành công của HFNC. Các đối tượng thất bại HFNC được chia thành thất bại HFNC sớm [ 48 giờ điều trị HFNC trước khi thở máy] và thất bại muộn [> 48 giờ]. So sánh thống kê tiêu chuẩn và phân tích hồi quy được sử dụng để so sánh tỷ lệ tử vong tại bệnh viện tổng thể và các điểm cuối phụ, bao gồm tỷ lệ tử vong theo thời gian cụ thể, nhu cầu oxygen hóa qua màng ngoài cơ thể và thời gian lưu trú ICU giữa các nhóm thất bại sớm và muộn.
KẾT QUẢ: 272 đối tượng có COVID-19 được xử trí bằng HFNC. Một trăm sáu mươi tư [60,3%] đã cai máy thành công từ HFNC và 111 [67,7%] trong số đó được cai máy chỉ được xử trí trong các cơ sở không ICU. Chỉ số ROX > 3.0 ở 2, 6 và 12 giờ sau khi bắt đầu HFNC có độ nhạy 85,3% để xác định thành công HFNC tiếp theo. Một trăm tám đối tượng đã được đặt nội khí quản vì thất bại HFNC [61 thất bại sớm và 47 thất bại muộn]. Tỷ lệ tử vong sau khi HFNC thất bại cao [45,4%]. Không có sự khác biệt thống kê về tỷ lệ tử vong tại bệnh viện [39,3% so với 53,2%, P = 0,18] hoặc bất kỳ điểm cuối phụ nào giữa các nhóm thất bại HFNC sớm và muộn. Điều này vẫn đúng ngay cả khi được điều chỉnh cho các đồng biến.
KẾT LUẬN: Trong tổng quan hồi cứu này, HFNC là một chiến lược khả thi và thở máy là không cần thiết ở phần lớn các đối tượng. Trong một số ít người tiến triển đến thở máy, thời gian thở HFNC không phân biệt được các đối tượng có kết cục lâm sàng xấu hơn. Chỉ số ROX rất nhạy để xác định các đối tượng đã cai máy thành công từ HFNC. Các nghiên cứu tiền cứu về COVID-19 được bảo đảm để xác nhận những phát hiện này và để tối ưu hóa việc lựa chọn bệnh nhân để sử dụng HFNC trong bệnh này.
Cái nhìn lướt qua
Kiến thức hiện tại
Ống thông mũi lưu lượng cao [HFNC] thường được sử dụng như một phần của quá trình chăm sóc bệnh nhân suy hô hấp liên quan đến COVID-19. Có một cuộc tranh luận đáng kể về thời điểm tối ưu để tiến triển đến thở máy xâm lấn trong trường hợp lâm sàng xấu đi hoặc không cai được HFNC.
Bài báo này đóng góp gì cho kiến thức của chúng ta
Trong nghiên cứu thuần tập, quan sát, đa trung tâm này, HFNC thường thành công trong việc tránh phải thở máy xâm nhập. Chỉ số ROX [tức là [SpO2/FiO2]/tần số thở] rất nhạy để xác định các đối tượng có thể được xử trí bằng HFNC mà không cần đặt nội khí quản sau đó. Kết quả lâm sàng không khác biệt giữa các đối tượng dựa trên thời gian điều trị HFNC trước khi bắt đầu thở máy. Sử dụng HFNC kéo dài có thể hợp lý trong việc chăm sóc bệnh nhân COVID-19 như một biện pháp để tránh thở máy xâm nhập.
Giới thiệu
Bệnh nhân mắc bệnh do coronavirus 2019 [COVID19] phải đối mặt với tỷ lệ mắc và tử vong đáng kể liên quan đến viêm phổi do vi rút có thể tiến triển thành ARDS.1 Chiến lược xử trí tối ưu cho suy hô hấp liên quan đến hội chứng hô hấp cấp tính nặng mới do coronavirus 2 [SARS-CoV-2] vẫn đang phát triển. Bệnh nhân COVID-19 cần thở máy có nguy cơ cao dẫn đến kết cục xấu và có khả năng tử vong ước tính khoảng 40%.2 Mặc dù tử vong chung của bệnh, bao gồm cả tử vong của bệnh nhân trong ICU, đã giảm trong quá trình điều trị. của đại dịch, COVID-19 vẫn là một gánh nặng đáng kể đối với cơ sở hạ tầng chăm sóc sức khỏe trên toàn thế giới.3 Tỷ lệ tử vong có thể liên quan đến quá trình tiến triển của nhiễm vi rút, nhưng nó có thể kéo dài do các biến chứng cố hữu của chính thở máy.
Thiết bị ống thông mũi lưu lượng cao [HFNC] có thể cung cấp oxy được làm ẩm, ấm với lưu lượng lên đến 60 L/phút và FiO2 lên đến 100%.
Phương thức cung cấp oxy này có thể làm giảm nhu cầu đặt nội khí quản và thở máy cho bệnh nhân suy hô hấp cấp giảm oxy máu.4,5 Dữ liệu cũng cho thấy rằng việc sử dụng sớm liệu pháp này có thể làm giảm nhu cầu thở máy xâm nhập trong COVID-19.6 Thành công của HFNC có thể được dự đoán bằng chỉ số ROX [tức là [SpO2/FiO2]/tần số thở], là điểm số đã được xác nhận trong điều trị viêm phổi và ARDS. Điểm số lâm sàng này ban đầu được áp dụng dựa trên dữ liệu lâm sàng tại 2 giờ, 6 giờ và 12 giờ sau khi áp dụng HFNC.7 Điểm số này sau đó đã được áp dụng cho việc sử dụng HFNC trong điều trị COVID-19 và các nhà điều tra đã đề xuất các giá trị tương quan với việc HFNC thất bại sau đó và cần đặt nội khí quản.8-11 Hầu hết các nghiên cứu trước đây liên quan đến việc sử dụng HFNC ở bệnh nhân COVID-19 đã tập trung nỗ lực vào việc sử dụng chỉ số ROX để xác định những bệnh nhân có nguy cơ phải đặt nội khí quản tiếp theo và dữ liệu về việc sử dụng chỉ số này để chọn những bệnh nhân cuối cùng có thể cai máy khỏi HFNC là thiếu.
Vẫn còn nhiều tranh cãi về thời điểm bắt đầu thở máy xâm lấn tối ưu trong điều trị suy hô hấp COVID-19. Một số lập luận cho việc đặt nội khí quản sớm, tích cực hơn để tránh tổn thương phổi do bệnh nhân có thể tự gây ra.12-14 Những người khác ủng hộ các thử nghiệm dài hơn về các phương thức oxy bổ sung không xâm lấn như một phương tiện để tránh đặt nội khí quản và các biến chứng liên quan.15,16 Do đó, mặc dù các nguy cơ có thể xảy ra liên quan đến việc đặt nội khí quản chậm trễ, nhiều bác sĩ lâm sàng đã sử dụng các thử nghiệm mở rộng về HFNC ở bệnh nhân suy hô hấp COVID-19.16,17 Mục đích của nghiên cứu này là đánh giá các yếu tố dự báo cai máy thành công và kết quả tổng thể ở các đối tượng được xử trí với HFNC để hỗ trợ suy hô hấp liên quan đến COVID-19.
Phương pháp
Dân số nghiên cứu
Chúng tôi đã thực hiện một nghiên cứu quan sát, hồi cứu, đa trung tâm về các đối tượng được điều trị suy hô hấp cấp tính thứ phát sau COVID-19 và được xử trí bằng HFNC trong Inova Health System. Inova Health System bao gồm 5 bệnh viện, bao gồm một trung tâm chăm sóc đại học lớn và 4 bệnh viện cộng đồng. Các đối tượng được đưa vào nếu họ 18 tuổi, đã được xác nhận chẩn đoán COVID-19 bằng xét nghiệm RT-PCR và được điều trị bằng HFNC trong 2 giờ. Bệnh nhân bị loại trừ nếu đặt nội khí quản trước khi bắt đầu HFNC [ví dụ, sau rút nội khí quản để giảm nguy cơ đặt lại nội khí quản] hoặc được thực hiện trên cơ sở lựa chọn [ví dụ, chăm sóc phẫu thuật]. Để giảm thiểu sự không đồng nhất của dân số nghiên cứu, những bệnh nhân được chuyển sang thông khí không xâm lấn trước khi đặt nội khí quản cũng bị loại trừ. Với mục tiêu so sánh kết cục liên quan đến đặt nội khí quản sớm và muộn, những bệnh nhân được đặt nội khí quản không nằm trong mục tiêu chăm sóc của họ cũng bị loại trừ.
Dữ liệu được thu thập cho các đối tượng được nhận vào Inova Health System từ ngày 1 tháng 3 năm 2020 đến ngày 9 tháng 6 năm 2020. Nghiên cứu đã được phê duyệt bởi hội đồng đánh giá của tổ chức [U20-06-4134] tại Bệnh viện Inova Fairfax. Tất cả dữ liệu được thu thập từ bệnh án điện tử.
Giao thức xử trí COVID-19 Inova Health System
Chiến lược xử trí suy hô hấp cấp tính khá đồng nhất trong hệ thống chăm sóc sức khỏe của chúng tôi. Các nỗ lực đã được thực hiện để tránh đặt nội khí quản nếu khả thi với việc sử dụng HFNC [Optiflow, Fisher & Paykel, Auckland, New Zealand]. Thông khí không xâm lấn phần lớn đã được tránh sớm do lo ngại về việc tạo khí dung vi rút SARS-CoV-2 nhưng ngày càng được sử dụng nhiều hơn theo thời gian. Oxit nitric dạng hít được cung cấp trong hỗn hợp với oxy thông qua HFNC, và quá trình tự phân tích được kết hợp khi được cho là phù hợp về mặt lâm sàng. Thất bại của HFNC được xác định là cần phải thở máy mặc dù đã áp dụng HFNC. Nhu cầu đặt nội khí quản sau khi HFNC tùy theo quyết định của bác sĩ điều trị, nhưng nói chung dựa trên sự hiện diện của giảm oxy máu với việc không duy trì SpO2 > 88% mặc dù nhận được FiO2 tối đa cho phép của HFNC, tần số thở > 35 nhịp thở/phút kèm theo suy hô hấp, nhiễm toan chuyển hóa nặng, ngừng tim phổi hoặc tình trạng tâm thần thay đổi cần đặt nội khí quản để tránh hít sặc. Trong trường hợp cần thở máy, các đối tượng thường được xử trí ban đầu bằng PEEP vừa phải [1012 cm H2O] và chiến lược thở máy bảo vệ phổi. Phong tỏa thần kinh cơ và định vị nằm sấp thường được sử dụng ở những đối tượng bị ARDS nặng. Việc lựa chọn thuốc an thần và giảm đau là tùy theo quyết định của bác sĩ chuyên khoa và được nhắm mục tiêu đến Thang an thần kích động Richmond từ 0 đến 2,18 Đối tượng được xem xét để oxygen hóa qua màng ngoài cơ thể [ECMO] nếu họ < 60 tuổi, đang điều trị thông khí cơ học xâm lấn trong < 10 ngày, có SpO2/FiO2 48 giờ điều trị HFNC].
Phân tích thống kê
Việc phân phối tất cả dữ liệu liên tục đã được kiểm tra tính chuẩn mực bằng cách sử dụng kiểm tra trực quan và kiểm tra Wilk-Shapiro. Đặc điểm của các nhóm được trình bày bằng cách sử dụng giá trị trung bình ± SD cho dữ liệu được phân phối chuẩn và được so sánh giữa các nhóm bằng cách sử dụng phép thử t 2 mẫu. Dữ liệu không được phân phối bình thường được trình bày dưới dạng trung vị [phạm vi liên phần tư] và được so sánh bằng cách sử dụng phép thử tổng xếp hạng Wilcoxon. Dữ liệu phân loại được trình bày dưới dạng số đếm với tỷ lệ và được so sánh bằng cách sử dụng thử nghiệm chính xác Fisher [2 đuôi]. Độ chính xác chẩn đoán của chỉ số ROX để dự đoán sự thành công của HFNC [tức là ứng dụng mà không cần thở máy sau đó] được trình bày bằng cách sử dụng đường cong đặc tính hoạt động của máy thu cùng với độ nhạy, độ đặc hiệu và các giá trị dự đoán tại các ngưỡng giới hạn xác định và được tóm tắt bằng cách sử dụng khu vực dưới đường cong cùng với KTC 95%. Để so sánh kết quả lâm sàng giữa thất bại HFNC sớm và muộn, chúng tôi thực hiện hồi quy logistic [tử vong ICU tổng thể, tử vong 14 ngày và tử vong 28 ngày]. Thời gian lưu trú của ICU cho thấy sự phân bố lệch lạc một cách tích cực. Để giảm thiểu tác động của các giá trị ngoại lai và giải thích cho phân phối này, hồi quy nhị thức âm đã được sử dụng để so sánh kết quả này. Giá trị P 3,0 tại mỗi thời điểm [tức là 2 giờ, 6 giờ và 12 giờ] có độ nhạy 85,3%, độ đặc hiệu của 51,1%, giá trị dự đoán dương tính là 75,5% và giá trị dự đoán âm tính là 66,7% cho sự thành công sau đó của HFNC.
Bảng 1. Đặc điểm cơ bản của các đối tượng được điều trị bằng HFNC
Hình 2. Các đường cong ROC cho chỉ số ROX ở 2 giờ [A], 6 giờ [B] và 12 giờ [C] là yếu tố dự báo thành công của ống thông mũi lưu lượng cao. A: Diện tích dưới đường cong [AUC] = 0,70 [CI 0,630,76]. * Chỉ số ROX> 3,41, độ nhạy 83,5%, độ đặc hiệu 42,6%, giá trị dự báo dương tính [PPV] 68,8%, giá trị dự báo âm tính [NPV] 63,0%. B: AUC = 0,72 [CI 0,650,79]. * Chỉ số ROX> 3,46, độ nhạy 89,3%, độ đặc hiệu 41,8%, PPV 69,9%, NPV 71,4% C: AUC = 0,78 [CI 0,720,84]. C: AUC = 0,78 [CI 0,720,84]. * Chỉ số ROX> 3,67, độ nhạy 84,1%, độ đặc hiệu 49,4%, PPV 71,5%, NPV 57,1% Chỉ số ROX> 4,57, độ nhạy 72,4%, độ xác định 75,9%, PPV 82,1%, NPV 64,6%.
Đặc điểm của 108 đối tượng được đặt nội khí quản sau khi HFNC thất bại được hiển thị theo nhóm trong Bảng 2. Tuổi trung bình là 60 tuổi, và phần lớn là nam [69,4%] và không phải da trắng [87,0%]. Đa số có bệnh đi kèm [78,7%], trong đó hay gặp nhất là tăng huyết áp [48,1%], đái tháo đường [41,7%] và tăng lipid máu [31,5%]. Hầu hết các đặc điểm lâm sàng tương tự nhau giữa 2 nhóm; tuy nhiên, điểm SOFA cao hơn đáng kể ở nhóm thất bại HFNC sớm so với nhóm thất bại HFNC muộn. Ngoài ra, những đối tượng không HFNC muộn có nhiều khả năng đã nhận được các liệu pháp bổ trợ như tự điều chỉnh [39,3% so với 72,3%, P 3,67 tại thời điểm 12 giờ sau khi áp dụng HFNC là một yếu tố dự báo chính xác về việc cai máy thành công trong nhóm thuần tập của chúng tôi. Nghiên cứu tiềm năng về HFNC trong COVID19 được đảm bảo để xác nhận những phát hiện này và để tối ưu hóa việc lựa chọn bệnh nhân để sử dụng thiết bị này trong môi trường chăm sóc đang phát triển này.
Tài liệu tham khảo
1.Gattinoni L, Coppola S, Cressoni M, Busana M, Rossi S, Chiumello D. COVID-19 does not lead to a typical acute respiratory distress syndrome. Am J Respir Crit Care Med 2020;201[10]:1299-1300.CrossRefPubMedGoogle Scholar
2.Chang R, Elhusseiny KM, Yeh Y-C, Sun W-Z. COVID-19 ICU and mechanical ventilation patient characteristics and outcomes: a systematic review and meta-analysis. medRxiv 2020 [Epub ahead of print] doi: 10.1101/2020.08.16.20035691.Google Scholar
3.Dennis JM, McGovern AP, Vollmer SJ, Mateen BA. Improving survival of critical care patients with coronavirus disease 2019 in England: a national cohort study. Crit Care Med Mar to Jun 2020;2020Google Scholar
4.Roca O, Riera J, Torres F, Masclans JR. High-flow oxygen therapy in acute respiratory failure. Respir Care 2010;55[4]:408-413.Abstract/FREE Full TextGoogle Scholar
5.Rochwerg B, Granton D, Wang DX, Helviz Y, Einav S, Frat JP, et al. High flow nasal cannula compared with conventional oxygen therapy for acute hypoxemic respiratory failure: a systematic review and meta-analysis. Intensive Care Med 2019;45[5]:563-572.CrossRefPubMedGoogle Scholar
6.Deng L, Lei S, Jiang F, Lubarsky DA, Zhang L, Liu D, et al. The outcome impact of early vs late HFNC oxygen therapy in elderly patients with COVID-19 and ARDS. medRxiv 2020. 2020.2005.2023.20111450.Google Scholar
7.Roca O, Caralt B, Messika J, Samper M, Sztrymf B, Hernandez G, et al. An index combining respiratory rate and oxygenation to predict outcome of nasal high-flow therapy. Am J Respir Crit Care Med 2019;199[11]:13681376.CrossRefPubMedGoogle Scholar
8.Mueller AA, Tamura T, Crowley CP, DeGrado JR, Haider H, Jezmir JL, et al. Inflammatory biomarker trends predict respiratory decline in COVID-19 patients. Cell Rep Med 2020;1[8]:100144.Google Scholar
9.Panadero C, Abad-Fernandez A, Rio-Ramirez MT, Acosta Gutierrez CM, Calderon-Alcala M, Lopez-Riolobos C, et al. High-flow nasal cannula for acute respiratory distress syndrome [ARDS] due to COVID-19. Multidiscip Respir Med 2020;15[1]:693.CrossRefPubMedGoogle Scholar
10.Calligaro GL, Lalla U, Audley G, Gina P, Miller MG, Mendelson M, et al. The utility of high-flow nasal oxygen for severe COVID-19 pneumonia in a resource-constrained setting: a multi-centre prospective observational study. EClinicalMedicine 2020;28:100570.Google Scholar
11.Zucman N, Mullaert J, Roux D, Roca O, Ricard JD, Contributors. Prediction of outcome of nasal high flow use during COVID-19-related acute hypoxemic respiratory failure. Intensive Care Med 2020;46[10]:19241926.CrossRefPubMedGoogle Scholar
12.Gattinoni L, Chiumello D, Caironi P, Busana M, Romitti F, Brazzi L, et al. COVID-19 pneumonia: different respiratory treatments for different phenotypes? Intensive Care Med 2020;46[6]:1099-1102.PubMedGoogle Scholar
13.Meng L, Qiu H, Wan L, Ai Y, Xue Z, Guo Q, et al. Intubation and ventilation amid the COVID-19 outbreak: Wuhan's experience. Anesthesiology 2020;132[6]:1317-1332.PubMedGoogle Scholar
14.de Simone G, Mancusi C. COVID-19: timing is important. Eur J Intern Med 2020;77:134-135.Google Scholar
15.Tobin MJ, Laghi F, Jubran A. Caution about early intubation and mechanical ventilation in COVID-19. Ann Intensive Care 2020;10[1]:78.CrossRefPubMedGoogle Scholar
16.Rola P, Farkas J, Spiegel R, Kyle-Sidell C, Weingart S, Duggan L, et al. Rethinking the early intubation paradigm of COVID-19: time to change gears? Clin Exp Emerg Med 2020;7[2]:78-80.Google Scholar
17.Villarreal-Fernandez E, Patel R, Golamari R, Khalid M, DeWaters A, Haouzi P. A plea for avoiding systematic intubation in severely hypoxemic patients with COVID-19-associated respiratory failure. Crit Care 2020;24[1]:337.Google Scholar
18.Ely EW, Truman B, Shintani A, Thomason JWW, Wheeler AP, Gordon S, et al. Monitoring sedation status over time in ICU patients: reliability and validity of the Richmond Agitation-Sedation Scale [RASS]. JAMA 2003;289[22]:29832991.CrossRefPubMedGoogle Scholar
19.Dysart K, Miller TL, Wolfson MR, Shaffer TH. Research in high flow therapy: mechanisms of action. Respir Med 2009;103[10]:1400-1405.CrossRefPubMedGoogle Scholar
20.Rello J, Perez M, Roca O, Poulakou G, Souto J, Laborda C, et al. High-flow nasal therapy in adults with severe acute respiratory infection: a cohort study in patients with 2009 influenza A/H1N1v. J Crit Care 2012;27[5]:434439.CrossRefPubMedGoogle Scholar
21.Kang BJ, Koh Y, Lim C-M, Huh JW, Baek S, Han M, et al. Failure of high-flow nasal cannula therapy may delay intubation and increase mortality. Intensive Care Med 2015;41[4]:623-632.CrossRefPubMedGoogle Scholar
22.Bhatraju PK, Ghassemieh BJ, Nichols M, Kim R, Jerome KR, Nalla AK, et al. Covid-19 in critically ill patients in the Seattle region - case series. N Engl J Med 2020;382[21]:2012-2022.CrossRefPubMedGoogle Scholar