In deze studie identificeerden we risicofactoren voor verlengde mechanische beademing bij patiënten die sepsis en septische shock overleefden. Deze omvatten een voorgeschiedenis van beroerte, en gegevens verzameld op dag 7 (trombocytopenie, acidose, en een hogere fractie van geïnspireerde zuurstof). De risicoscore voor ventilatorafhankelijkheid kan gemakkelijk langdurige mechanische beademing helpen voorspellen. Wij kozen biochemische en fysiologische variabelen van dag 7 om in onze score op te nemen, in tegenstelling tot dag 1 of dag 21, die elk hun voor- en nadelen zouden hebben. Het is bijvoorbeeld te laat om met gegevens van dag 21 beademingsafhankelijkheid te voorspellen. Anderzijds, met meerdere factoren en verschillende respons op de behandeling, is het moeilijk om de afhankelijkheid van de ventilator te voorspellen op basis van de gegevens van dag 1. Met een agressieve behandeling in de eerste week kunnen de gegevens van dag 7 helpen bepalen welke patiënten een aanzienlijk risico lopen om op lange termijn beademingsafhankelijk te worden.
Patiënten die in het verleden een beroerte hebben gehad, hebben vaak ademhalingsstoornissen als gevolg van ademhalingsaandrijvingsstoornissen. Volgens een eerdere studie is de ademhalingsfunctie afhankelijk van talrijke neurologische structuren, die zich uitstrekken van de hersenschors tot de medulla; complicaties na een letsel aan het ademhalingscentrum kunnen leiden tot langdurige mechanische beademing20,21. Daarom is een eerdere beroerte een onafhankelijke risicofactor voor het voorspellen van langdurig beademingsgebruik.
Sepsis is een levensbedreigende orgaandisfunctie veroorzaakt door een disproportionele gastheerreactie op infectie en er zijn complexe mechanismen bij betrokken22. Tijdens sepsis neemt het aantal bloedplaatjes af als gevolg van een verhoogde vernietiging van de bloedplaatjes. Sepsis kan resulteren in hypercoagulatie als gevolg van fibrineafzetting en trombocytenactivering. Dit leidt tot de vorming van microtrombi als afweermechanisme van de gastheer tegen ziekteverwekkers, waarbij bloedplaatjes een cruciale rol spelen. In extreme situaties kan dit leiden tot gedissemineerde intravasculaire stolling (DIC), met ernstige trombocytopenie en stoornissen van het stollingssysteem23,24,25. Disfunctie van de bloedplaatjes tijdens sepsis correleert met een slechtere prognose. Daarom kunnen de morfologie, het aantal en de functie van bloedplaatjes gebruikt worden als biomarkers voor de risicostratificatie van patiënten met sepsis25. Hoewel wij zeer zieke patiënten met een verlaagd aantal bloedplaatjes die binnen 21 dagen overleden (in onze serie, gemiddeld 152*103/μL) hebben uitgesloten, kon het aantal bloedplaatjes op dag 7 de beademingsafhankelijke en onafhankelijke groepen op dag 21 van elkaar onderscheiden. Een relatief laag aantal bloedplaatjes op opnamedag 7 suggereert dat een septische patiënt nog niet volledig hersteld is en mogelijk een groter risico op beademingsafhankelijkheid heeft. Hoewel er een significant lager hemoglobinegehalte was in de beademingsafhankelijke groep, is het moeilijk te suggereren dat bloedingen veroorzaakt door trombocytopenie de oorzaak zijn van het falen van het spenen. Het hemoglobinegehalte in beide groepen was hoger dan 10 g/dl.
Acidose is een verhoogde zuurgraad (waterstofionenconcentratie) in het bloed en andere lichaamsweefsels. Het treedt op wanneer de arteriële pH onder 7,35 daalt. Sepsis kan weefselhypoperfusie en de ophoping van lactaat veroorzaken, wat metabole acidose veroorzaakt26. Het oplossen van de acidose bij de overlevenden was toe te schrijven aan een daling van de sterke ion gap en de lactaatspiegel26. Bovendien kan respiratoire acidose te wijten zijn aan de accumulatie van kooldioxide in de longen, wat wijst op een slechte longwerking27. Uit onze gegevens bleek dat arteriële bloedgas acidose op dag 7 een van de onafhankelijke risicofactoren was die beademingsafhankelijkheid voorspelden. Wij vonden geen statistische verschillen tussen groepen op hogere lactaat niveaus of vasopressor gebruik trends in beademingsafhankelijke patiënten. Acidose zou een niet-gat metabole acidose kunnen zijn van hyperchloremia en vloeistof overload. Daarnaast kan de progressie van sepsis of een slechte longfunctie de resulterende acidose hebben veroorzaakt. Fractie van geïnspireerde zuurstof (FiO2) is de fractie of het percentage zuurstof in het volume dat wordt gemeten. Het wordt gebruikt om het percentage zuurstof weer te geven dat deelneemt aan de gasuitwisseling. Volgens een studie van Diniz et al. veranderen FiO2-niveaus die voldoende zijn om een SpO2 ≥92% te garanderen, de ademhalingspatronen niet en veroorzaken ze geen klinische veranderingen bij patiënten die worden gesaneerd28. Het FiO2 niveau was voldoende om de zuurstof status van de beademde patiënt weer te geven. Onze gegevens toonden aan dat een hogere fractie van geïnspireerde zuurstofbehoefte geassocieerd was met een groter risico op beademingsafhankelijkheid bij patiënten met sepsis of septische shock.
Toepassing van de risicoscore voor beademingsafhankelijkheid om langdurige beademingsafhankelijkheid te voorspellen, kan ons helpen met de familie te communiceren, een snelle aanpassing van de behandelingsstrategie mogelijk te maken, en te zorgen voor een efficiëntere toewijzing van medische middelen. Bovendien is het klinisch toepasbaar. De score omvat twee componenten. De ene component is niet corrigeerbaar, zoals de voorgeschiedenis van een beroerte; de andere component is corrigeerbaar als de behandeling succesvol is, zoals trombocytopenie, acidose en de fractie van geïnspireerde zuurstof. Wij stellen geen correctie van trombocytopenie en acidose door bloedtransfusie en bicarbonaatgebruik voor, omdat er inherente risico’s zijn aan bloedplaatjestransfusie en bicarbonaatinfusie. De klinisch arts moet echter zijn uiterste best doen om de onderliggende progressieve sepsis te corrigeren om langdurig beademingsgebruik te voorkomen. Wij gebruiken niet routinematig subcutane heparine voor profylaxe van diep veneuze trombose of longembolie in Taiwan. Daarom hebben we zelden heparine geïnduceerde trombocytopenie patiënten. In onze studiegroep hadden we geen patiënten met sepsis en longembolie tegelijkertijd. We moeten deze mogelijkheid echter in gedachten houden.
Omdat sommige componenten van onze risicoscore voor ventilatorafhankelijkheid vergelijkbaar zijn met SOFA-waarden, hebben we de SOFA-score getest voor het voorspellen van ventilatorafhankelijkheid. We vonden het gebied onder de curve (AUC) van de ventilatorafhankelijkheid-risicoscore (0,725) beter dan de SOFA-score op opnamedag 1 en dag 7. Echter, 2 componenten van de SOFA score (pulmonale subscore: PaO2/FiO2 en GCS subscore) op opnamedag 7 waren significant voor het voorspellen van ventilatorafhankelijkheid in univariate analyse (p < 0,001). Ondanks deze bevindingen waren de PaO2/FiO2 en GCS AUC niet beter dan de ventilatorafhankelijkheid risico score AUC (Fig. 3). In feite hebben wij eerder een immuundisfunctiescoresysteem beschreven voor het voorspellen van 28-dagen mortaliteit bij septische patiënten, met een betere discriminatie dan de SOFA-score; dit systeem was valide en reproduceerbaar. De bovengenoemde gevallen waren afkomstig van een deel van het huidige sepsiscohort, dat instemde met de beoordeling van de immuunfunctie29. In de huidige studie richten wij ons echter op de beademingsafhankelijkheid bij patiënten die meer dan 21 dagen sepsis overleven. Door die 2 instrumenten te combineren, kunnen we beademingsafhankelijkheid op lange termijn voorspellen en overleving voorspellen.
De oppervlakte onder de curve (AUC) van de risicoscore voor beademingsafhankelijkheid was 0,725 in onze studiegroep en de AUC van de risicoscore voor beademingsafhankelijkheid was 0,658 in de validatiegroep. Na verdere analyse van de validatiegroep vonden we dat de AUC van de ventilatorafhankelijkheid risicoscore 0,745 was voor sepsis met kanker groep en de AUC was 0,723 voor sepsis met chronische nierziekte groep. Wij bestuderen actief het effect van co-morbiditeit op de resultaten van patiënten met sepsis, hoewel dit buiten het bestek van deze studie valt. Uit onze vorige studie bleek dat bij patiënten die met sepsis op de IC werden opgenomen, de patiënten met onderliggende actieve kanker hogere baseline niveaus van plasma IL-10, een hogere trend van G-CSF en een hoger sterftecijfer hadden dan de patiënten zonder actieve kanker30. Onze risicoscore voor afhankelijkheid van beademing kan helpen voorspellen wie langdurige mechanische beademing nodig zal hebben. Wij hebben patiënten met tuberculose of ernstige immunosuppressie (humaan immunodeficiëntievirus (HIV), oncologische, vaste-orgaan- of beenmergtransplantatie) niet uitgesloten. Onze score kan ook voor deze patiënten worden gebruikt.
Septische patiënten die in het ziekenhuis of op de intensive care-afdeling worden opgenomen, worden gewoonlijk gescreend op besmetting met multiresistente bacteriën en onderworpen aan de afname van bloedkweken en respiratoire afscheidingen. Zoals in onze vorige studie31 beïnvloeden multiresistente bacteriën of specifieke pathogenen de overleving bij patiënten met beademingsgeassocieerde pneumonie. Het fenomeen werd niet aangetoond voor beademingsafhankelijkheid14. De meeste van onze patiënten kwamen van de SEH (69,3%) en de meeste van onze bloedkweken vertoonden geen groei. Wij suggereren dat multiresistente bacteriën mogelijk geen invloed hebben op de voorspelling van langdurige mechanische beademing. Verdere studie kan echter nodig zijn om het effect te bepalen.
Renale substitutietherapie zou een risicofactor kunnen zijn. Er was echter geen statistische significantie in univariate analyse. Bovendien verschilden de SOFA renale subscores niet tussen beademingsafhankelijke en onafhankelijke patiënten. Daarom werd niervervangingstherapie niet gebruikt in het scoresysteem.
In 2011 beschreven Sellares J et al.32 dat COPD, verhoogde hartslag en PaCO2 tijdens de spontane ademhalingsproef onafhankelijk voorspelden dat het spenen langer duurde. Onze onderzochte groep had echter een klein aandeel COPD (9,7% in de beademingsafhankelijke groep en 12,8% in de beademingsonafhankelijke groep) (tabel 2). Bovendien hebben we niet routinematig registreren hartslag en PaCO2 tijdens de spontane ademhaling proef. Daarom werden PaCO2 en hartslag tijdens de spontane ademhaling trial niet opgenomen in ons scoringsmodel. Het falen van extubatie voor dag 7 kan een extra prognostische parameter zijn voor beademingsafhankelijkheid. In onze studiepopulatie werd echter geen extubatiefalen vóór dag 7 vastgesteld.
De beperkingen van de studie omvatten de retrospectieve studieopzet en mogelijke selectiebias. Ten eerste gebruikten we echter prospectief verzamelde gegevens en screenden we opeenvolgende patiënten. Ten tweede sloten we patiënten uit die binnen 21 dagen overleden, waardoor sommige voorspellers die geassocieerd zijn met zowel mortaliteit als beademingsafhankelijkheid, gemaskeerd kunnen zijn. Het voorspellen van mortaliteit viel echter buiten het bestek van deze studie. De toepassing van de score was gericht op patiënten die sepsis/septische shock met acute respiratoire insufficiëntie overleefden op opnamedag 7. Deze patiëntengroep was niet volledig hersteld en vereiste verdere behandeling en strategische besluitvorming. Uit onze resultaten blijkt dat de gegevens van dag 7 voldoende zijn om de score te berekenen, wat het haalbaar maakt om de score te gebruiken voor het voorspellen van beademingsafhankelijkheid. Patiënten hebben mechanische beademing nodig als gevolg van ofwel longfunctieproblemen ofwel neurologische functieproblemen. Bij patiënten met sepsis kunnen beide componenten naast elkaar voorkomen. Het is moeilijk te bepalen welk deel van de patiënten die langdurige mechanische beademing nodig hebben, toe te schrijven is aan pulmonale of neurologische problemen. Wij hebben geen gegevens opgenomen over de mechanica van het pulmonale systeem of de ademhalingsspierkracht van de patiënten (compliance of weerstand van het ademhalingssysteem, maximaal uitgeademd tidaal volume, negatieve inspiratoire kracht, snelle oppervlakkige ademhalingsindex), die gewoonlijk worden bestudeerd tijdens het afbouwen van mechanische beademing33. Dit is gedeeltelijk te wijten aan een aantal ontbrekende gegevens als gevolg van het retrospectieve karakter van het onderzoek, waardoor het moeilijk te analyseren is. Het belangrijkste is dat het verkrijgen van parameters zoals statische compliance een bijkomende procedure vereist zoals verlamming en spierverslapper, wat een extra risico kan inhouden voor patiënten met onstabiele ernstige sepsis. Voor gemakkelijke toepassing op patiënten met sepsis en septische shock, kozen we ervoor om gegevens op te nemen die gemakkelijk te controleren zijn in de klinische praktijk.
Het is nu bekend dat sepsis en multi-orgaanfalen neurologische disfunctie kunnen veroorzaken door middel van critical illness neuropathie en myopathie (d.w.z., IC verworven zwakte), die kan leiden tot problemen bij het spenen van mechanische beademing als gevolg van diafragmatische zwakte. Sepsis en meervoudige orgaandisfunctie zijn de meest voorkomende en algemeen aanvaarde risicofactoren voor op de IC verworven zwakte. Enkele andere risicofactoren zoals ARDS, neuromusculaire blokkade, glucosecontrole en steroïdengebruik ontbreken in de analyse als gevolg van de retrospectieve studieopzet. Deze specifieke entiteiten verdienen aandacht. De diagnose van ICU verworven zwakte is vaak klinisch met EMG ondersteuning, die niet vaak wordt uitgevoerd in de routine klinische praktijk.
Met betrekking tot de neurologische functie, merken we een significant verschil op in de groepen met de voorgeschiedenis van een voorafgaande beroerte. Wij beschikten niet over volledige gegevens om een onderscheid te maken tussen hemorragische en ischemische beroerten. Bovendien ontbraken ook gegevens over de functionele status of delier. Wij hebben geprobeerd de GCS te gebruiken (de vereiste gegevens zijn reeds aanwezig in de APACHE- en SOFA-scores), maar de resultaten gaven een slechte discriminatie te zien. Deze kwesties moeten in de toekomst verder worden onderzocht.
Een waardevol instrument om te voorspellen welke septische patiënten langdurige mechanische beademing nodig zullen hebben, kan niet alleen therapeutische gevolgen hebben, maar ook aanzienlijke financiële en sociale implicaties. Zoals blijkt uit tabel 1, hebben patiënten die langdurige mechanische beademing nodig hebben, een significant langere ICU-opname en ziekenhuissterfte. Dit is in de eerste plaats te wijten aan de medische acuiteit. Deels is het echter ook te wijten aan een gebrek aan faciliteiten om de beademing te kunnen afbouwen. Patiënten die langdurige mechanische beademing nodig hebben, zijn vaak moeilijk te plaatsen, wat leidt tot een langer ziekenhuisverblijf dan verwacht voor hun gegeven ziekte.
We hebben de diagnose ARDS in deze studie niet besproken. De PaO2/FiO2 waren vergelijkbaar tussen de twee groepen. In dezelfde periode namen onze collega’s deel aan een onderzoek in meerdere centra dat de effecten van ARDS en vochtbalans op de uitkomsten aantoonde. Overmatige reanimatie leidt tot overbelasting van vocht en longoedeem, en hypoxie, wat de beademingsafhankelijkheid kan beïnvloeden. Wij vonden een negatieve dag 1-4 cumulatieve vochtbalans geassocieerd met een lager sterftecijfer bij kritisch zieke patiënten met influenza34. Wij onderzoeken nu of de cumulatieve vochtbalans de beademingsafhankelijkheid voorspelt. We moeten een associatie tussen overreanimatie en beademingsafhankelijkheid in de toekomst verder evalueren.
Ventilatorafhankelijkheid risicoscore, met inbegrip van een voorgeschiedenis van beroerte en gegevens van dag 7 (trombocytopenie, acidose, en de hogere fractie geïnspireerde zuurstof), kan worden toegepast om langdurige mechanische beademing te voorspellen bij patiënten die sepsis en septische shock overleven.