In questo studio, abbiamo identificato i fattori di rischio per ventilazione meccanica prolungata in pazienti che sopravvivono a sepsi e shock settico. Questi includevano una storia di ictus e dati raccolti il giorno 7 (trombocitopenia, acidosi e una frazione più alta di ossigeno ispirato). Il punteggio di rischio di dipendenza dal ventilatore può aiutare a prevedere facilmente la ventilazione meccanica prolungata. Abbiamo scelto le variabili biochimiche e fisiologiche del giorno 7 per incorporarle nel nostro punteggio, al contrario del giorno 1 o del giorno 21, che avrebbero vantaggi e svantaggi. Per esempio, è troppo tardi per prevedere la dipendenza dal ventilatore usando i dati del 21° giorno. D’altra parte, con fattori multipli e diverse risposte al trattamento, è difficile prevedere la dipendenza dal ventilatore dai dati del giorno 1. Con un trattamento aggressivo nella prima settimana, i dati del 7° giorno possono aiutare a identificare quali pazienti affrontano un rischio sostanziale di diventare dipendenti dal ventilatore a lungo termine.
I pazienti che hanno subito un ictus in passato spesso hanno disfunzioni respiratorie dovute alla compromissione dell’unità respiratoria. Secondo uno studio precedente, la funzione respiratoria dipende da numerose strutture neurologiche, che si estendono dalla corteccia cerebrale al midollo allungato; le complicazioni dopo una lesione al centro respiratorio potrebbero portare a una prolungata ventilazione meccanica20,21. Pertanto, un ictus precedente è un fattore di rischio indipendente per prevedere l’uso prolungato del ventilatore.
La sepsi è una disfunzione d’organo pericolosa per la vita causata da una risposta sproporzionata dell’ospite all’infezione e comporta meccanismi complessi22. Durante la sepsi, il numero di piastrine diminuisce a causa dell’aumento della distruzione delle piastrine. La sepsi può provocare un’ipercoagulazione dovuta al deposito di fibrina e all’attivazione delle piastrine. Questo porta alla formazione di microtrombi come meccanismo di difesa dell’ospite contro gli agenti patogeni, in cui le piastrine giocano un ruolo cruciale. In situazioni estreme, questo può progredire fino alla coagulazione intravascolare disseminata (CID), con grave trombocitopenia e compromissione del sistema di coagulazione23,24,25. La disfunzione piastrinica durante la sepsi è correlata a una prognosi peggiore. Pertanto, la morfologia, il numero e la funzione delle piastrine possono essere utilizzati come biomarcatori per la stratificazione del rischio dei pazienti con sepsi25. Anche se abbiamo escluso i pazienti molto malati con conta piastrinica ridotta che sono scaduti entro 21 giorni (nella nostra serie, media 152*103/μL), la conta piastrinica al giorno 7 potrebbe differenziare i gruppi dipendenti dal ventilatore e indipendenti al giorno 21. Una conta delle piastrine relativamente bassa il giorno 7 dell’ammissione suggerisce che un paziente settico non si è completamente ripreso e può avere un rischio maggiore di dipendenza dal ventilatore. Anche se c’era un livello di emoglobina significativamente più basso nel gruppo dipendente dal ventilatore, è difficile suggerire che il sanguinamento causato dalla trombocitopenia sia la causa del fallimento dello svezzamento. Il livello di emoglobina in entrambi i gruppi era superiore a 10 g/dl.
L’acidosi è un aumento dell’acidità (concentrazione di ioni idrogeno) nel sangue e in altri tessuti del corpo. Si verifica quando il pH arterioso scende sotto 7,35. La sepsi può causare ipoperfusione dei tessuti e l’accumulo di lattato, che causa acidosi metabolica26. La risoluzione dell’acidosi nei sopravvissuti era attribuibile a una diminuzione del gap ionico forte e dei livelli di lattato26. Inoltre, l’acidosi respiratoria può essere dovuta all’accumulo di anidride carbonica nei polmoni, che indica un cattivo funzionamento dei polmoni27. I nostri dati hanno rivelato che l’acidosi dei gas sanguigni arteriosi al giorno 7 era uno dei fattori di rischio indipendenti che predicono la dipendenza dal ventilatore. Non abbiamo trovato differenze statistiche tra i gruppi su livelli di lattato più elevati o tendenze all’uso di vasopressori nei pazienti dipendenti dal ventilatore. L’acidosi potrebbe essere un’acidosi metabolica non gap da ipercloremia e sovraccarico di liquidi. Inoltre, la progressione della sepsi o il cattivo funzionamento dei polmoni potrebbero aver causato l’acidosi risultante. La frazione di ossigeno ispirata (FiO2) è la frazione o la percentuale di ossigeno nel volume misurato. Viene utilizzata per rappresentare la percentuale di ossigeno che partecipa allo scambio di gas. Secondo uno studio di Diniz et al., i livelli di FiO2 sufficienti a garantire una SpO2 ≥92% non alterano i modelli di respirazione né innescano cambiamenti clinici nei pazienti in fase di svezzamento28. Il livello FiO2 era sufficiente a rappresentare lo stato di ossigeno del paziente ventilato. I nostri dati hanno rivelato che una frazione più alta della domanda di ossigeno ispirata era associata a un maggior rischio di dipendenza dal ventilatore nei pazienti con sepsi o shock settico.
L’applicazione del punteggio di rischio di dipendenza dal ventilatore per prevedere la dipendenza prolungata dal ventilatore può aiutarci a comunicare con la famiglia, consentire un rapido adeguamento della strategia di trattamento e garantire un’assegnazione più efficiente delle risorse mediche. Inoltre, è clinicamente applicabile. Il punteggio comprende due componenti. Una componente non è correggibile, come la storia precedente di ictus; l’altra componente è correggibile se il trattamento ha successo, come la trombocitopenia, l’acidosi e la frazione di ossigeno ispirata. Non suggeriamo di correggere la trombocitopenia e l’acidosi con la trasfusione di sangue e l’uso di bicarbonato, perché ci sono rischi inerenti alla trasfusione di piastrine e all’infusione di bicarbonato. Tuttavia, il medico clinico dovrebbe fare i migliori sforzi per correggere la sepsi progressiva sottostante per evitare l’uso prolungato del ventilatore. Non usiamo abitualmente l’eparina sottocutanea per la profilassi della trombosi venosa profonda o dell’embolia polmonare a Taiwan. Pertanto, raramente abbiamo pazienti con trombocitopenia indotta da eparina. Nel nostro gruppo di studio, non abbiamo avuto pazienti con sepsi ed embolia polmonare contemporaneamente. Tuttavia, dovremmo tenere a mente questa possibilità.
Poiché alcuni componenti del nostro punteggio di rischio di dipendenza dal ventilatore sono simili ai valori SOFA, abbiamo testato il punteggio SOFA per la previsione della dipendenza dal ventilatore. Abbiamo trovato che l’area sotto la curva (AUC) del punteggio di rischio di dipendenza dal ventilatore (0,725) era migliore del punteggio SOFA il giorno di ammissione 1 e il giorno 7. Tuttavia, 2 componenti del punteggio SOFA (subscore polmonare: PaO2/FiO2 e subscore GCS) il giorno di ammissione 7 erano significativi per la previsione della dipendenza dal ventilatore nell’analisi univariata (p < 0,001). Nonostante questi risultati, l’AUC di PaO2/FiO2 e GCS non era migliore dell’AUC del punteggio di rischio di dipendenza dal ventilatore (Fig. 3). Infatti, abbiamo precedentemente descritto un sistema di punteggio di disfunzione immunitaria per predire la mortalità a 28 giorni nei pazienti settici, con una migliore discriminazione rispetto al punteggio SOFA; questo sistema era valido e riproducibile. I casi di cui sopra provenivano da una parte dell’attuale coorte di sepsi, che era d’accordo per la valutazione della funzione immunitaria29. Tuttavia, nel presente studio, ci concentriamo sulla dipendenza dal ventilatore tra i pazienti che sopravvivono alla sepsi per più di 21 giorni. Combinando questi 2 strumenti, possiamo prevedere la dipendenza dal ventilatore a lungo termine e prevedere la sopravvivenza.
L’area sotto la curva (AUC) del punteggio di rischio di dipendenza dal ventilatore era 0,725 nel nostro gruppo di studio e l’AUC del punteggio di rischio di dipendenza dal ventilatore era 0,658 nel gruppo di validazione. Dopo ulteriori analisi del gruppo di convalida, abbiamo trovato che l’AUC del punteggio di rischio di dipendenza dal ventilatore era 0,745 per la sepsi con il gruppo del cancro e l’AUC era 0,723 per la sepsi con il gruppo della malattia renale cronica. Stiamo studiando attivamente l’effetto della co-morbidità sugli esiti dei pazienti con sepsi, anche se non rientra nell’ambito di questo studio. Il nostro studio precedente ha rivelato che tra i pazienti ricoverati in terapia intensiva con sepsi, quelli con cancro attivo sottostante avevano livelli basali più alti di IL-10 plasma, tendenza più alta di G-CSF e più alto tasso di mortalità rispetto a quelli senza cancro attivo30. Il nostro punteggio di rischio di dipendenza dal ventilatore potrebbe aiutare a prevedere chi avrà bisogno di una ventilazione meccanica prolungata. Non abbiamo escluso i pazienti con tubercolosi o immunosoppressione grave (virus dell’immunodeficienza umana (HIV), trapianto oncologico, di organi solidi o di midollo osseo). Il nostro punteggio può essere utilizzato anche per questi pazienti.
I pazienti settici ammessi all’ospedale o all’unità di terapia intensiva vengono solitamente sottoposti a screening per la contaminazione con batteri multiresistenti e a raccolta di emocolture e secrezioni respiratorie. Come nel nostro studio precedente31, i batteri multiresistenti o gli agenti patogeni specifici influenzano la sopravvivenza nei pazienti con polmonite associata a ventilatore. Il fenomeno non è stato dimostrato per la dipendenza dal ventilatore14. La maggior parte dei nostri pazienti proveniva dal pronto soccorso (69,3%) e la maggior parte della nostra emocoltura non ha mostrato alcuna crescita. Suggeriamo che i batteri multiresistenti non possono influenzare la previsione di una ventilazione meccanica prolungata. Tuttavia, ulteriori studi possono essere necessari per determinare l’effetto.
La terapia sostitutiva renale potrebbe essere un fattore di rischio. Tuttavia, non c’era alcuna significatività statistica nell’analisi univariata. Inoltre, i sottopunti SOFA renali non differivano tra i pazienti dipendenti dal ventilatore e quelli indipendenti. Pertanto, la terapia renale sostitutiva non è stata utilizzata nel sistema di punteggio.
Nel 2011, Sellares J et al.32 hanno descritto che la BPCO, l’aumento della frequenza cardiaca e la PaCO2 durante la prova di respirazione spontanea predicevano indipendentemente uno svezzamento prolungato. Tuttavia, il nostro gruppo studiato aveva una piccola percentuale di BPCO (9,7% nel gruppo dipendente dal ventilatore e 12,8% nel gruppo indipendente dal ventilatore) (Tabella 2). Inoltre, non abbiamo registrato di routine la frequenza cardiaca e la PaCO2 durante la prova di respirazione spontanea. Pertanto, la PaCO2 e la frequenza cardiaca durante la prova di respirazione spontanea non sono state incluse nel nostro modello di punteggio. Il fallimento dell’estubazione prima del 7° giorno può essere un ulteriore parametro prognostico per la dipendenza dal ventilatore. Tuttavia, nella nostra popolazione di studio, non è stato notato alcun fallimento di estubazione prima del giorno 7.
Le limitazioni dello studio includono il disegno di studio retrospettivo e possibili distorsioni di selezione. Tuttavia, in primo luogo, abbiamo usato dati raccolti prospetticamente e abbiamo vagliato i pazienti consecutivi. In secondo luogo, abbiamo escluso i pazienti che sono morti entro 21 giorni, il che potrebbe aver mascherato alcuni predittori associati sia alla mortalità che alla dipendenza dal ventilatore. Tuttavia, la previsione della mortalità non rientrava nell’ambito di questo studio. L’applicazione del punteggio si è concentrata sui pazienti che sono sopravvissuti alla sepsi/shock settico con insufficienza respiratoria acuta al giorno di ammissione 7. Questo gruppo di pazienti non era completamente recuperato e aveva bisogno di un ulteriore trattamento e di una decisione strategica. Dai nostri risultati, i dati del 7° giorno sono sufficienti per calcolare il punteggio, il che lo rende utilizzabile per prevedere la dipendenza dal ventilatore. I pazienti richiedono la ventilazione meccanica a causa di problemi di funzionalità polmonare o neurologica. Nei pazienti con sepsi, entrambe le componenti possono coesistere. È difficile delineare quale proporzione di pazienti che richiedono una ventilazione meccanica prolungata sia attribuita a problemi polmonari o neurologici. Non abbiamo incorporato alcun dato sulla meccanica del sistema polmonare dei pazienti o sulla forza dei muscoli respiratori (compliance o resistenza del sistema respiratorio, volume tidal massimo espirato, forza inspiratoria negativa, indice di respirazione rapida superficiale) che sono tipicamente studiati durante lo svezzamento dalla ventilazione meccanica33. È parzialmente a causa di alcuni dati mancanti a causa della caratteristica retrospettiva dello studio, che lo rende difficile da analizzare. Soprattutto, ottenere parametri come la conformità statica richiede una procedura aggiuntiva come la paralisi e rilassante muscolare, che può aggiungere rischio a quei pazienti con sepsi grave instabile. Per una facile applicazione ai pazienti con sepsi e shock settico, abbiamo scelto di incorporare dati facilmente controllabili nella pratica clinica.
È ormai ben noto che la sepsi e l’insufficienza multiorgano possono causare disfunzioni neurologiche attraverso la neuropatia da malattia critica e la miopatia (cioè la debolezza acquisita in terapia intensiva), che può causare difficoltà nello svezzamento dalla ventilazione meccanica a causa della debolezza diaframmatica. La sepsi e le disfunzioni multiple d’organo sono i fattori di rischio più comuni e ben accettati per la debolezza acquisita in terapia intensiva. Alcuni altri fattori di rischio come l’ARDS, il blocco neuromuscolare, il controllo del glucosio e l’uso di steroidi mancano dall’analisi a causa del disegno retrospettivo dello studio. Queste entità particolari meritano attenzione. La diagnosi di debolezza acquisita in terapia intensiva è spesso clinica con supporto EMG, che non è spesso condotto nella pratica clinica di routine.
Per quanto riguarda la funzione neurologica, notiamo una differenza significativa nei gruppi con la storia di ictus precedente. Non abbiamo avuto dati completi che differenziano gli ictus emorragici o ischemici. Inoltre, lo stato funzionale o i dati di delirio erano anche carenti. Abbiamo tentato di usare il GCS (i dati richiesti sono già presenti nei punteggi APACHE e SOFA) ma i risultati hanno mostrato una scarsa discriminazione. Questi problemi devono essere esplorati ulteriormente in futuro.
Un valido strumento per prevedere quali pazienti settici avranno bisogno di una ventilazione meccanica prolungata può avere non solo ramificazioni terapeutiche, ma anche significative implicazioni finanziarie e sociali. Come mostrato nella tabella 1, i pazienti che richiedono una ventilazione meccanica a lungo termine hanno una permanenza in terapia intensiva e una mortalità in ospedale significativamente più lunghe. Ciò è dovuto principalmente all’acuità medica. Tuttavia, in parte, è anche dovuto alla scarsità di strutture per lo svezzamento tramite ventilatore. I pazienti che richiedono una ventilazione meccanica a lungo termine sono spesso difficili da collocare, portando a degenze ospedaliere più lunghe del previsto per la loro data malattia.
Non abbiamo discusso la diagnosi di ARDS in questo studio. La PaO2/FiO2 era comparabile tra i due gruppi. Nello stesso periodo, i nostri colleghi hanno partecipato a uno studio in più centri che mostrava gli effetti dell’ARDS e dell’equilibrio dei fluidi sugli esiti. L’eccesso di rianimazione porta al sovraccarico di fluidi, all’edema polmonare e all’ipossia, che possono influenzare la dipendenza dal ventilatore. Abbiamo riscontrato che un bilancio dei fluidi cumulativo negativo al giorno 1-4 era associato a un tasso di mortalità inferiore nei pazienti critici con influenza34. Ora stiamo esplorando se il bilancio dei fluidi cumulativo predice la dipendenza dal ventilatore. Dobbiamo valutare ulteriormente un’associazione tra eccesso di rianimazione e dipendenza dal ventilatore in futuro.
Il punteggio di rischio di dipendenza dal ventilatore, compresa una storia di ictus e i dati del giorno 7 (trombocitopenia, acidosi e la frazione più alta di ossigeno ispirato), può essere applicato per predire la ventilazione meccanica prolungata nei pazienti che sopravvivono alla sepsi e allo shock settico.