Quelle épreuve de ventilation spontanée pour prédire l’effort inspiratoire après extubation selon cinq phénotypes cliniques : résultats préliminaires d'une étude physiologique en cross-over chez 72 patients
Abstract
Background: readiness for liberation from ventilatory support is evaluated with a spontaneous breathing trial (SBT) which assess the ability of a patient to sustain respiratory effort after extubation. Practices are heterogenous concerning the realization of the SBT, and there are few physiological studies on the topic. The objective of this study was to assess which SBT would best reproduce inspiratory effort to breathe after extubation.
Material and method: this was a multicentric randomized cross-over physiological study, in a large population, in the era of modern intensive care unit (ICU) using the last generation of modern ventilators. Each included patient performed 3 SBTs of 15 min in random order: pressure support ventilation (PSV) level of 7 cmH2O with positive end expiratory pressure (PEEP) level of 0 cmH20 (PSV 7 PEEP 0), PSV 0 cmH2O with PEEP 0 cmH2O (PSV 0 PEEP 0), and T-piece trial (T-Piece). A rest period of baseline state ventilation was observed between the SBTs (10 min) and before extubation (30 min). Primary outcome was inspiratory muscle effort, reflected by the pressure time product per minute (PTPmin), calculated from esophageal pressure measurements at baseline state, before and after each SBTs, and 20 min after extubation.
Results (median and interquartile range 25% -75%): planned interim analysis was performed after inclusion of 72 patients. Sixty-six were in final analysis, with five selected clinical phenotypes: 23 abdominal surgery, 10 brain injury, 7 chest trauma, 7 COPD and 19 miscellaneous (pneumonia, sepsis, heart disease). For all patients, the inspiratory effort after extubation calculated with PTPmin was 248 (189 - 329) cmH2O.s/min. The closest SBT was the T-Piece trial with 256 (184 - 344) cmH2O.s/min, versus 291 ± (219 - 359) cmH2O.s/min (p < 0.01) for PSV 0 PEEP 0 and 176 (116 - 264) cmH2O.s/min (p < 0.001) for PSV 7 PEEP 0. Nevertheless, these results differed according to clinical phenotypes. For brain injured patients and chest traumatized patients, PSV 0 PEEP 0 trial seemed to produce the effort closest to after extubation with respectively 208 (166 - 362) and 297 (265 - 361) cmH2O.s/min for the trial and 249 (195 - 354) and 281 (231 - 398) after extubation. PSV 7 PEEP 0 appeared to be the best trial for the COPD patients with 244 (218 - 279) cmH2O.s/min versus 267 (234 - 315) cmH2O.s/min after extubation.
Conclusion: the main preliminary results of the present physiological randomized study suggest that the unassisted T-piece trial could be used for evaluating the after extubation effort to breathe in overall non selected patients. However, if we applied a more specific personalization of the SBT according to the clinical phenotype, it could be considered to use the unassisted PSV 0 PEEP 0 trial for brain injured patients and chest traumatized patients, and the assisted PSV 7 PEEP 0 trial for COPD patients.
Justificatif de l'étude : il est recommandé de réaliser une épreuve de ventilation spontanée (EVS) lors du sevrage de la ventilation mécanique invasive du patient de réanimation pour évaluer ses capacités à tenir un effort respiratoire sans assistance. Il existe aujourd'hui des pratiques hétérogènes concernant la réalisation des EVS, et peu d'études physiologiques sur le sujet. L'objectif de ce travail était de déterminer l'EVS se rapprochant le plus des conditions d'effort respiratoire après extubation chez 5 phénotypes cliniques de patient de réanimation.
Matériel et Méthode : il s'agit d'une étude physiologique multicentrique randomisée en cross-over, avec un large effectif, utilisant des respirateurs modernes de dernière génération. Chaque patient inclus a réalisé 3 EVS de 15 min dont l'ordre était aléatoire : aide inspiratoire (AI) 7 cmH2O et pression expiratoire positive (PEP) 0 cmH20 (AI 7 PEP 0), AI 0 cmH2O et PEP 0 cmH2O (AI 0 PEP 0), épreuve avec pièce en T (T-Tube). Une période de repos a été observée entre les épreuves (10 min) et avant extubation (30 min). Le critère de jugement principal était l'effort inspiratoire, reflété par le pressure time product par minute (PTPmin) qui était calculé à partir de mesures de pression œsophagienne, avant de débuter les épreuves, avant et après chaque EVS, et 20 min après extubation.
Résultats (médiane et interquartiles 25 % - 75 %) : une analyse intermédiaire a été réalisée après inclusion de 72 patients. Soixante-six patients sont analysables, répartis en cinq phénotypes cliniques : 23 en post opératoire de chirurgie abdominale, 10 neurolésés, 7 traumatisés thoraciques, 7 BPCO et 19 divers (pneumonie, sepsis, cardiopathie). Pour l'ensemble des patients, l'effort inspiratoire après extubation mesuré par le PTPmin était de 248 (189 – 329) cmH2O.s/min. L'EVS la plus proche était le T-Tube avec 256 (184 – 344) cmH2O.s/min, versus 291 ± (219 – 359) cmH2O.s/min (p < 0,01) pour AI 0 PEP 0 et 176 (116 – 264) cmH2O.s/min (p < 0,001) pour AI 7 PEP 0. Néanmoins ces résultats diffèrent selon le phénotype clinique. Pour le patient neurolésé et le traumatisé thoracique, l'épreuve AI 0 PEP 0 semblait entrainer l'effort le plus proche de celui après extubation avec respectivement 208 (166 – 362) et 297 (265 – 361) cmH2O.s/min pour l'épreuve et 249 (195 – 354) et 281 (231 – 398) après extubation. L'AI 7 PEP 0 semblait être la meilleure épreuve pour le patient BPCO avec 244 (218 – 279) cmH2O.s/min pour 267 (234 – 315) cmH2O.s/min après extubation.
Conclusion et discussion : l'épreuve sans assistance de T-Tube pourrait être utilisée préférentiellement pour évaluer l'effort respiratoire après extubation de l'ensemble des patients non sélectionnés. Cependant, si nous appliquons une personnalisation plus spécifique de l'EVS en fonction du phénotype clinique, il pourrait être envisagé d'utiliser l'épreuve sans assistance PSV 0 PEEP 0 pour les patients victimes de lésions cérébrales et de traumatismes
thoraciques, et l'épreuve avec assistance PSV 7 PEEP 0 pour les patients atteints de BPCO.