I den här studien har vi identifierat riskfaktorer för förlängd mekanisk ventilation hos patienter som överlevt sepsis och septisk chock. Dessa inkluderade en historia av stroke och data som samlades in på dag 7 (trombocytopeni, acidos och en högre fraktion av inspirerat syre). Riskpoängen för ventilatorberoende kan hjälpa till att enkelt förutsäga förlängd mekanisk ventilation. Vi valde biokemiska och fysiologiska variabler från dag 7 för att införliva dem i vår poängsättning, till skillnad från dag 1 eller dag 21, som var och en skulle ha för- och nackdelar. Det är till exempel för sent att förutsäga ventilatorberoende med hjälp av data från dag 21. Å andra sidan, med flera faktorer och olika behandlingssvar, är det svårt att förutsäga ventilatorberoende utifrån data från dag 1. Med aggressiv behandling under den första veckan kan data från dag 7 hjälpa till att identifiera vilka patienter som löper en betydande risk att bli långvarigt ventilatorberoende.
Patienter som tidigare har drabbats av en stroke har ofta respiratorisk dysfunktion på grund av försämrad respiratorisk drivkraft. Enligt en tidigare studie är andningsfunktionen beroende av många neurologiska strukturer som sträcker sig från hjärnbarken till märgen; komplikationer efter en skada på andningscentrum kan leda till långvarig mekanisk ventilation20,21. Därför är en tidigare stroke en oberoende riskfaktor för att förutsäga förlängd användning av respirator.
Sepsis är en livshotande organdysfunktion som orsakas av ett oproportionerligt värdrespons på infektion och den involverar komplexa mekanismer22. Under sepsis minskar antalet trombocyter på grund av ökad trombocytdestruktion. Sepsis kan leda till hyperkoagulation på grund av fibrinavlagring och trombocytaktivering. Detta leder till bildandet av mikrotrombi som en värdens försvarsmekanism mot patogener, där trombocyter spelar en avgörande roll. I extrema situationer kan detta utvecklas till disseminerad intravaskulär koagulation (DIC) med allvarlig trombocytopeni och nedsatt koagulationssystem23,24,25. Trombocytdysfunktion under sepsis korrelerar med en sämre prognos. Trombocyternas morfologi, antal och funktion kan därför användas som biomarkörer för riskstratifiering av patienter med sepsis25. Även om vi exkluderade mycket sjuka patienter med minskat antal trombocyter som avled inom 21 dagar (i vår serie i genomsnitt 152*103/μL), kunde trombocytantalet på dag 7 skilja de ventilatorberoende och oberoende grupperna på dag 21. Ett relativt lågt antal trombocyter vid intagningen dag 7 tyder på att en septisk patient inte har återhämtat sig helt och hållet och kan ha större risk för ventilatorberoende. Även om det fanns en signifikant lägre hemoglobinnivå i den ventilatorberoende gruppen, är det svårt att föreslå att blödningar orsakade av trombocytopeni orsakar misslyckad avvänjning. Hemoglobinnivån i båda grupperna var högre än 10 g/dl.
Acidos är ökad syrahalt (vätejonkoncentration) i blodet och andra kroppsvävnader. Den uppstår när det arteriella pH-värdet sjunker under 7,35. Sepsis kan orsaka vävnadshypoperfusion och ackumulering av laktat, vilket orsakar metabolisk acidos26. Upplösning av acidos hos överlevande kunde tillskrivas en minskning av starkjongapet och laktatnivåerna26. Dessutom kan respiratorisk acidos bero på ackumulering av koldioxid i lungorna, vilket tyder på dålig lungfunktion27. Våra data visade att acidos i arteriella blodgaser på dag 7 var en av de oberoende riskfaktorerna som förutspådde ventilatorberoende. Vi fann inga statistiska skillnader mellan grupperna när det gäller högre laktatnivåer eller trender för användning av vasopressorer hos ventilatorberoende patienter. Acidos kan vara metabolisk acidos utan gap från hyperkloremi och vätskeöverbelastning. Dessutom kan antingen sepsisutveckling eller dålig lungfunktion ha orsakat den resulterande acidosen. Fraktion av inspirerat syre (FiO2) är fraktionen eller procentandelen syre i den volym som mäts. Den används för att representera den procentandel syre som deltar i gasutbytet. Enligt en studie av Diniz et al. förändrar FiO2-nivåer som är tillräckliga för att säkerställa en SpO2 ≥92 % inte andningsmönster eller utlöser kliniska förändringar hos avvänjningspatienter28. FiO2-nivån var tillräcklig för att representera den ventilerade patientens syretillstånd. Våra data visade att en högre fraktion av det inspirerade syrebehovet var förknippad med större risk för ventilatorberoende hos patienter med sepsis eller septisk chock.
Användning av riskpoängen för ventilatorberoende för att förutsäga långvarigt ventilatorberoende kan hjälpa oss att kommunicera med familjen, möjliggöra en snabb justering av behandlingsstrategin och säkerställa en effektivare fördelning av medicinska resurser. Dessutom är det kliniskt tillämpbart. Poängen innehåller två komponenter. Den ena komponenten är icke korrigerbar, t.ex. tidigare strokehistoria; den andra komponenten är korrigerbar om behandlingen är framgångsrik, t.ex. trombocytopeni, acidos och fraktion av inspirerat syre. Vi föreslår inte korrigering av trombocytopeni och acidos genom blodtransfusion och bikarbonatanvändning, eftersom det finns inneboende risker med trombocytopeni och bikarbonatinfusion. Den kliniska läkaren bör dock göra sitt bästa för att korrigera underliggande progressiv sepsis för att undvika långvarig användning av respirator. Vi använder inte rutinmässigt subkutant heparin för profylax av djup ventrombos eller lungemboli i Taiwan. Därför har vi sällan heparininducerad trombocytopeni hos våra patienter. I vår undersökningsgrupp hade vi inga patienter med sepsis och lungemboli samtidigt. Vi bör dock ha möjligheten i åtanke.
Då vissa komponenter i vår riskpoäng för ventilatorberoende liknar SOFA-värdena, testade vi SOFA-poängen för att förutsäga ventilatorberoende. Vi fann att arean under kurvan (AUC) för riskpoängen för ventilatorberoende (0,725) var bättre än SOFA-poängen vid intagningsdag 1 och dag 7. Två komponenter i SOFA-poängen (pulmonell delpoäng: PaO2/FiO2 och GCS-delpoäng) vid intagningen dag 7 var dock signifikanta för att förutsäga ventilatorberoende i univariat analys (p < 0,001). Trots dessa resultat var PaO2/FiO2- och GCS-AUC inte bättre än riskpoängen för ventilatorberoende AUC (fig. 3). Faktum är att vi tidigare har beskrivit ett poängsystem för immundysfunktion för att förutsäga 28-dagars mortalitet hos septiska patienter, med bättre diskriminering än SOFA-poängen; detta system var giltigt och reproducerbart. Ovanstående fall kom från en del av den aktuella sepsiskohorten, som samtyckte till bedömning av immunfunktion29. I den aktuella studien fokuserar vi dock på ventilatorberoende bland patienter som överlever sepsis mer än 21 dagar. Genom att kombinera dessa två verktyg kan vi förutsäga långsiktigt ventilatorberoende och förutsäga överlevnad.
Auktionen under kurvan (AUC) för riskpoängen för ventilatorberoende var 0,725 i vår undersökningsgrupp och AUC för riskpoängen för ventilatorberoende var 0,658 i valideringsgruppen. Efter ytterligare analys av valideringsgruppen fann vi att AUC för riskpoängen för ventilatorberoende var 0,745 för gruppen sepsis med cancer och AUC var 0,723 för gruppen sepsis med kronisk njursjukdom. Vi studerar aktivt effekten av samsjuklighet på utfallet för patienter med sepsis, även om det ligger utanför ramen för den här studien. Vår tidigare studie visade att bland patienter som togs in på intensivvårdsavdelningen med sepsis hade de med underliggande aktiv cancer högre baslinjenivåer av plasma IL-10, högre trend av G-CSF och högre dödlighet än de utan aktiv cancer30. Vår riskpoäng för ventilatorberoende kan bidra till att förutsäga vilka som kommer att behöva förlängd mekanisk ventilation. Vi uteslöt inte patienter med tuberkulos eller allvarlig immunosuppression (humant immunbristvirus (HIV), onkologisk, transplantation av fasta organ eller benmärg). Vår poäng kan även användas för dessa patienter.
Septiska patienter som tas in på sjukhus eller intensivvårdsavdelning screenas vanligtvis för kontaminering med multiresistenta bakterier och utsätts för insamling av blododlingar och andningssekret. Liksom i vår tidigare studie31 påverkar multiresistenta bakterier eller specifika patogener överlevnaden hos patienter med respiratorassocierad lunginflammation. Fenomenet visades inte för ventilatorberoende14. De flesta av våra patienter kom från akutmottagningen (69,3 %) och de flesta av våra blodkulturer visade ingen tillväxt. Vi föreslår att multiresistenta bakterier kanske inte påverkar prediktionen av förlängd mekanisk ventilation. Ytterligare studier kan dock behövas för att fastställa effekten.
Renal substitutionsbehandling kan vara en riskfaktor. Det fanns dock ingen statistisk signifikans i den univariata analysen. Dessutom skiljde sig inte SOFA-njurarnas delpoäng mellan ventilatorberoende och oberoende patienter. Därför användes inte njurersättningsbehandling i poängsystemet.
2011 beskrev Sellares J et al.32 att KOL, ökad hjärtfrekvens och PaCO2 under spontanandningsförsöket förutsade oberoende av varandra förlängd avvänjning. Vår undersökta grupp hade dock en liten andel KOL (9,7 % i den ventilatorberoende gruppen och 12,8 % i den ventilatoroberoende gruppen) (tabell 2). Dessutom registrerade vi inte rutinmässigt hjärtfrekvens och PaCO2 under spontanandningsförsöket. Därför ingick PaCO2 och hjärtfrekvens under spontanandningsförsöket inte i vår poängsättningsmodell. Extubationsmisslyckande före dag 7 kan vara ytterligare en prognostisk parameter för ventilatorberoende. I vår studiepopulation noterades dock inget extubationsmisslyckande före dag 7.
Begränsningarna i studien inkluderar den retrospektiva studiedesignen och möjlig selektionsbias. För det första använde vi dock prospektivt insamlade data och screenade konsekutiva patienter. För det andra exkluderade vi patienter som dog inom 21 dagar, vilket kan ha maskerat vissa prediktorer som är förknippade med både dödlighet och ventilatorberoende. Mortalitetsförutsägelse låg dock utanför den här studiens räckvidd. Tillämpningen av poängen fokuserade på patienter som överlevde sepsis/septisk chock med akut andningssvikt vid intagningsdag 7. Denna patientgrupp var inte helt återställd och behövde ytterligare behandling och strategiskt beslutsfattande. Enligt våra resultat räcker data från dag 7 för att beräkna poängen, vilket gör det möjligt att använda den för att förutsäga respiratorberoende. Patienterna behöver mekanisk ventilation på grund av antingen problem med lungfunktionen eller neurologiska funktionsproblem. Hos patienter med sepsis kan båda komponenterna förekomma samtidigt. Det är svårt att fastställa hur stor andel av de patienter som kräver långvarig mekanisk ventilation som beror på lung- eller neurologiska problem. Vi införlivade inte några uppgifter om patienternas mekanik i lungsystemet eller andningsmuskelstyrka (compliance eller motstånd i andningssystemet, maximal utandningstidalvolym, negativ inspirationskraft, index för snabb ytlig andning) som vanligtvis studeras vid avvänjning från mekanisk ventilation33. Det beror delvis på att vissa uppgifter saknas på grund av studiens retrospektiva karaktär, vilket gör den svår att analysera. Viktigast av allt är att erhålla parametrar som statisk compliance kräver ett ytterligare förfarande som förlamning och muskelavslappnande medel, vilket kan öka risken för de patienter som har instabil svår sepsis. För enkel tillämpning på patienter med sepsis och septisk chock valde vi att införliva data som är lätta att kontrollera i klinisk praxis.
Det är numera välkänt att sepsis och multiorgansvikt kan orsaka neurologisk dysfunktion genom kritisk sjukdomsneuropati och myopati (dvs. intensivvårdsförvärvad svaghet), vilket kan leda till svårigheter att avvänja sig från mekanisk ventilation på grund av diafragmasvaghet. Sepsis och multipel organdysfunktion är de vanligaste och mest accepterade riskfaktorerna för ICU-förvärvad svaghet. Några andra riskfaktorer som ARDS, neuromuskulär blockad, glukoskontroll och steroidanvändning saknas i analysen på grund av den retrospektiva studiedesignen. Dessa särskilda enheter förtjänar att uppmärksammas. Diagnosen av ICU-förvärvad svaghet är ofta klinisk med EMG-stöd, vilket inte ofta utförs i rutinmässig klinisk praxis.
Med avseende på neurologisk funktion noterar vi en signifikant skillnad i grupperna med anamnes på tidigare stroke. Vi hade inte fullständiga data som differentierade hemorragisk eller ischemisk stroke. Dessutom saknades uppgifter om funktionell status eller delirium. Vi försökte använda GCS (de nödvändiga uppgifterna finns redan i APACHE- och SOFA-poängen) men resultaten visade dålig diskriminering. Dessa frågor måste undersökas ytterligare i framtiden.
Ett värdefullt verktyg för att förutsäga vilka septiska patienter som kommer att behöva förlängd mekanisk ventilation kan inte bara ha terapeutiska förgreningar, utan också betydande ekonomiska och sociala konsekvenser. Som framgår av tabell 1 har patienter som kräver långvarig mekanisk ventilation betydligt längre vistelse på intensivvårdsavdelningen och dödlighet på sjukhuset. Det beror främst på den medicinska akuiteten. Delvis beror det dock också på att det inte finns tillräckligt många möjligheter till avvänjning av respiratorn. Patienter som kräver långvarig mekanisk ventilation är ofta svåra att placera, vilket leder till längre sjukhusvistelser än förväntat för deras givna sjukdom.
Vi diskuterade inte diagnosen ARDS i den här studien. PaO2/FiO2 var jämförbara mellan de två grupperna. Under samma period deltog våra kollegor i en studie med flera centra som visade effekterna av ARDS och vätskebalans på utfallet. Överdriven återupplivning leder till vätskeöverbelastning och lungödem samt hypoxi, vilket kan påverka ventilatorberoendet. Vi fann att en negativ kumulativ vätskebalans dag 1-4 var förknippad med en lägre dödlighet hos kritiskt sjuka patienter med influensa34. Vi undersöker nu om kumulativ vätskebalans förutsäger ventilatorberoende. Vi måste ytterligare utvärdera ett samband mellan överdriven återupplivning och ventilatorberoende i framtiden.
Riskpoäng för ventilatorberoende, inklusive anamnes på stroke och data från dag 7 (trombocytopeni, acidos och den högre fraktionen av inspirerat syre), kan tillämpas för att förutsäga förlängd mekanisk ventilation hos patienter som överlever sepsis och septisk chock.