Beademing in buikligging versus rugligging bij volwassen patiënten met acuut respiratoir distress syndroom: A Meta-Analysis of Randomized Controlled Trials

Abstract

Het doel van deze meta-analyse was om de werkzaamheid en veiligheid van buik- versus rugliggingventilatie te vergelijken voor volwassen patiënten met acuut respiratoir distress syndroom (ARDS). De elektronische databases PubMed, Embase en de Cochrane Library werden systematisch doorzocht vanaf het begin tot september 2020. De relatieve risico’s (RR’s) en gewogen gemiddelde verschillen (WMD’s) met bijbehorende 95% betrouwbaarheidsintervallen (CI’s) werden gebruikt om gepoolde uitkomsten te berekenen met behulp van de random-effects modellen. Twaalf gerandomiseerde gecontroleerde onderzoeken die in totaal 2264 volwassenen met ARDS hadden gerekruteerd, werden geselecteerd voor de uiteindelijke meta-analyse. Het risico van sterfte bij patiënten die in buikligging werden beademd was 13% lager dan bij patiënten die op de rug werden beademd, maar dit effect was niet statistisch significant (RR: 0,87; 95% CI: 0,75-1,00; = 0,055). Er waren geen significante verschillen tussen buik- en rugligging op de duur van de mechanische beademing (WMD: -0,22; = 0,883) of het verblijf op de IC (WMD: -0,39; = 0,738). De gepoolde RR’s geven aan dat patiënten die in buikligging werden beademd een verhoogde incidentie hadden van drukscores (RR: 1,23; = 0,003), verplaatsing van een thoracotomiebuis (RR: 3,14; = 0,047), en obstructie van de endotracheale buis (RR: 2,45; = 0,001). De resultaten duidden erop dat buikligging tijdens beademing een gunstig effect zou kunnen hebben op de mortaliteit, hoewel de incidentie van verschillende bijwerkingen bij deze patiënten significant hoger was.

1. Inleiding

Acute respiratory distress syndrome (ARDS) is een ernstige aandoening bij ernstig zieke patiënten die wordt gekenmerkt door verstoorde endotheelbarrières, abnormaal alveolair epitheel, pulmonale vasculaire permeabiliteit, en eiwitrijk longoedeem . De mortaliteit van ARDS blijft hoog, en de gepoolde mortaliteit in onze meta-analyse bedroeg 43%, variërend van 26% tot 58% . Het sterftecijfer van ernstige ARDS bedraagt meer dan 60%, hoewel beademingsstrategieën met laag volume en lage druk zijn gebruikt om door beademing veroorzaakte longschade te beperken. Daarom worden inspanningen om mechanische longschade tijdens invasieve beademing te beperken op grote schaal gebruikt om de overleving bij ARDS-patiënten te verbeteren.

Prone position ventilation is toegepast bij ARDS-patiënten om oxygenatie en longrecrutering te verbeteren. De mechanismen omvatten een verbeterde ventilatie-perfusie afstemming, eindexpiratoir longvolume, en ventilator-geïnduceerde longschade . Er zijn talrijke gerandomiseerde gecontroleerde onderzoeken (RCT’s) uitgevoerd waarin buikliggingbeademing werd vergeleken met rugligging, en de resultaten zijn uiteenlopend. Er blijft onzekerheid bestaan over de verschillen in werkzaamheid en veiligheid van buikligging versus rugligging bij de beademing van volwassenen met ARDS. Daarom werd deze meta-analyse, gebaseerd op gepubliceerde RCT’s, uitgevoerd om de werkzaamheid en veiligheid van buikligging versus rugligging bij patiënten met ARDS te evalueren.

2. Materialen en methoden

2.1. Gegevensbronnen, zoekstrategie en selectiecriteria

Dit onderzoek werd uitgevoerd in overeenstemming met de Preferred Reporting Items for Systematic Reviews and Meta-Analysis (PRISMA)-verklaring . RCT’s die de werkzaamheid en veiligheid onderzochten van buik- versus rugliggingventilatie bij patiënten met ARDS kwamen in aanmerking voor deze meta-analyse. PubMed, Embase, en de Cochrane Library werden doorzocht vanaf het begin tot september 2020, en de volgende zoektermen werden gecombineerd door AND of OR: lichaamshouding, lichaamspositie, buikligging, buikligging, ARDS, respiratoir falen, en longschade. De referentielijsten van de opgehaalde studies werden ook handmatig beoordeeld om nieuwe of aanvullende studies te identificeren.

Twee auteurs voerden onafhankelijk van elkaar de studieselectie uit, en eventuele conflicten werden opgelost door discussie totdat consensus was bereikt. De inclusiecriteria omvatten: (1) patiënten, volwassenen met ARDS; (2) interventie, buikligging; (3) controle, rugligging; (4) uitkomsten, uitkomsten op het gebied van werkzaamheid, waaronder mortaliteit, duur van mechanische beademing en verblijf op de IC, en de uitkomsten op het gebied van veiligheid, waaronder bijwerkingen die ≥2 studies meldden; en (5) studieopzet: RCT.

2.2. Gegevensverzameling en kwaliteitsbeoordeling

Data-abstractie en kwaliteitsbeoordeling werden uitgevoerd door twee auteurs, en eventuele meningsverschillen werden door een extra auteur beslecht. De verzamelde variabelen omvatten: achternaam van de eerste auteur, publicatiejaar, land, steekproefgrootte, gemiddelde leeftijd, percentage mannelijke patiënten, gemiddelde partiële arteriële zuurstofdruk (PaO2), fractionele concentratie geïnspireerde zuurstof (FIO2), gemiddelde positieve end-expiratoire druk (PEEP), gemiddelde FIO2, duur van ARDS, duur van buikligging, beschermende longventilatie, en gerapporteerde uitkomsten. De Jadad-schaal, rekening houdend met randomisatie, blindering, verhulling van de toewijzing, terugtrekkingen en uitval, en het gebruik van intention-to-treat-analyse, werd toegepast om de kwaliteit van de geïncludeerde studies te beoordelen. De scores op de Jadad-schaal varieerden van 0 tot 7; studies met een score ≥5 werden gedefinieerd als studies van hoge kwaliteit.

2.3. Statistische analyse

De effectiviteit van de behandeling van buik- versus rugliggingventilatie werd toegekend als dichotome en continue gegevens, en de relatieve risico’s (RR’s) en gewogen gemiddelde verschillen (WMD’s) met 95%-betrouwbaarheidsintervallen (CI’s) werden berekend voordat de gegevens werden gepoold. De gepoolde effectschattingen werden berekend en toegepast op het random-effects model (de DerSimonian-Laird methode) . Heterogeniteitstesten werden uitgevoerd met behulp van I2 en Q statistiek, en I2 ≥ 50.0% of < 0.10 werd beschouwd als significante heterogeniteit . Gevoeligheidsanalyses voor mortaliteit, duur van mechanische beademing en verblijf op de IC werden uitgevoerd om de robuustheid van de gepoolde resultaten te beoordelen. De subgroepanalyses voor mortaliteit werden vervolgens uitgevoerd op basis van steekproefgrootte, gemiddelde leeftijd, percentage mannen, duur van de interventie, beschermende longventilatie, en studiekwaliteit. De verschillen tussen de subgroepen werden beoordeeld met behulp van de interactie P-test . Een funnel plot, Egger’s test, en Begg’s test werden gebruikt om publicatiebias voor mortaliteit te beoordelen . Alle gepoolde effecten werden bepaald met de Z-test, en tweezijdig < 0,05 werd als statistisch significant beschouwd. STATA software werd gebruikt voor alle statistische analyses in deze studie (versie 12.0, Stata Corporation, College Station, TX, USA).

3. Resultaten en Discussie

3.1. Literatuuronderzoek

Er werden in totaal 363 studies geïdentificeerd uit de eerste elektronische database search, en 183 studies bleven over na verwijdering van dubbele publicaties. Vervolgens werden 155 studies verder uitgesloten omdat de onderzoeksonderwerpen niet relevant waren. De resterende 28 studies werden opgehaald voor full-text evaluatie, en 12 RCTs werden geselecteerd voor de uiteindelijke analyses. Bestudering van de referentielijsten van de opgehaalde studies leverde 23 potentieel geïncludeerde studies op, maar geen nieuwe studies voldeden aan de inclusiecriteria (figuur 1).

3.2. Kenmerken van de studies

Tabel 1 geeft een overzicht van de kenmerken van de studies en de patiënten. In totaal werden 2264 volwassenen met ARDS uit 12 RCT’s opgenomen in deze studie, en de steekproefgroottes varieerden van 16 tot 791. Acht RCT’s werden uitgevoerd in één enkel land, terwijl vier multicenter studies werden uitgevoerd in twee landen. De gemiddelde leeftijd van de patiënten van de afzonderlijke onderzoeken varieerde van 41,4 tot 64,5 jaar, en de mannelijke fractie van de patiënten varieerde van 37,5% tot 87,5%. Zes RCT’s includeerden patiënten die beschermende longventilatie kregen, en de overige zes studies includeerden patiënten die geen beschermende longventilatie kregen. Seven of the included trials were of high quality (two studies had Jadad scores of 6, and five studies had Jadad scores of 5), and the remaining five trials were of low quality (three studies had Jadad scores of 4, one study had a score of 3, and the remaining study had a score of 2).

3.3. Mortaliteit

De effecten van beademing in buikligging versus rugligging op het risico van mortaliteit werden gerapporteerd in 11 RCT’s. De gepoolde resultaten suggereren dat het risico op sterfte met 13% werd verminderd voor buik- versus rugligging, hoewel dit verminderde risico niet statistisch significant was (RR: 0,87; 95% CI: 0,75-1,00; = 0,055; Figuur 2). De heterogeniteitstest wees op mogelijk significante heterogeniteit (I2 = 40,5; = 0,079). Gevoeligheidsanalyses gaven aan dat buikligging versus rugligging geassocieerd zou kunnen zijn met een lager risico op sterfte bij ARDS-patiënten wanneer de studie uitgevoerd door Gattinoni et al. of Guérin et al. buiten beschouwing wordt gelaten (Tabel 2). Subgroup analyses indicated that prone versus supine positioning was associated with lower risk of mortality if the mean age of patients was <60.0 years, the percentage of male patients was <70.0%, or intervention was used as protective lung ventilation (Table 3). Finally, the interaction P test indicated that the treatment effect of prone versus supine positioning on mortality could be affected by the percentage of male patients ( = 0.001), and whether used as protective lung ventilation ( = 0.012).

Figure 2

Prone versus supine position ventilation on the risk of mortality.

3.4. Mechanische beademingsduur en ICU-verblijven

Het aantal beschikbare studies voor mechanische beademingsduur en ICU-verblijven was respectievelijk zes (7 cohorten) en zes (7 cohorten). Er werden geen significante verschillen gevonden tussen buikligging en rugligging op de duur van mechanische beademing (WMD: -0,22; 95% CI: -3,14 tot 2,70; = 0,883; figuur 3) of ICU-verblijven (WMD: -0,39; 95% CI: -2,70 tot 1,91; = 0,738; figuur 4). Er was significante heterogeniteit voor de duur van de mechanische beademing (I2 = 91,8; < 0,001), terwijl onbeduidende heterogeniteit werd gedetecteerd voor ICU-verblijven (I2 = 43,5; = 0,101). De gevoeligheidsanalyses gaven aan dat buikligging versus rugligging mogelijk geassocieerd was met een kortere duur van mechanische beademing en een langer verblijf op de ICU (figuren 5 en 6).

Figure 4

Prone versus supine position ventilation on ICU stays.

Figure 5

Sensitivity for duration of mechanical ventilation.

Figure 6

Sensitivity for ICU stays.

3.5. Adverse Events

The risks of adverse events between prone and supine positioning are summarized in Table 4. Overall, patients that received prone position ventilation were associated with greater risk of pressure scores (RR: 1.23; 95% CI: 1.07–1.42; = 0.003), displacement of a thoracotomy tube (RR: 3.14; 95% CI: 1.02–9.69; = 0.047), and endotracheal tube obstruction (RR: 2.45; 95% CI: 1.42–4.24; = 0.001) than those received supine position ventilation. No significant differences between prone and supine positioning were observed for the risks of displacement of tracheal tube (RR: 1.35; 95% CI: 0.47–3.84; = 0.579), unplanned extubation (RR: 1.02; 95% CI: 0.73–1.43; = 0.906), selective intubation (RR: 2.64; 95% CI: 0.26–26.73; = 0.411), loss of venous access (RR: 1.52; 95% CI: 0.22–10.26; = 0.669), hemoptysis (RR: 0.85; 95% CI: 0.35–2.05; = 0.717), cardiac arrest (RR: 0.71; 95% CI: 0.40–1.26; = 0.245), pneumothorax (RR: 0.86; 95% CI: 0.58–1.29; = 0.471), and ventilator-associated pneumonia (RR: 1.34; 95% CI: 0.65–2.76; = 0.427).

3.6. Publication Bias

Publication bias for mortality was assessed by funnel plots, Egger’s test, and Begg’s test, and the results suggest potential publication bias for mortality ( value for Egger’s test: 0.076; value for Begg’s test: 0.276; Figure 7). The conclusions were not changed after adjustment for publication bias by using the trim and fill method (RR: 0.87; 95% CI: 0.75–1.00; = 0.054; Figure 8) .

Figure 7

Funnel plot for mortality.

Figure 8

Trim and fill method for mortality.

4. Discussie

Mechanische beademing wordt veel gebruikt om de oxygenatie te verbeteren en de schadelijke effecten bij ARDS-patiënten te verminderen, hoewel onduidelijk blijft of buikligging tijdens de beademing de klinische eindpunten kan verbeteren in vergelijking met rugligging. Verschillende eerdere studies hebben gesuggereerd dat toekomstige RCT’s moeten worden uitgevoerd met grotere steekproefgroottes, en de huidige meta-analyse vertegenwoordigt het beste huidige bewijs met betrekking tot de werkzaamheid en veiligheid van buikligging versus rugligging bij mechanische beademing van patiënten met ARDS. Deze kwantitatieve analyses omvatten 2264 volwassenen met ARDS over een breed scala van patiëntkenmerken. Onze bevindingen wijzen erop dat ARDS-patiënten die in buikligging werden beademd, mogelijk een lager sterfterisico, een kortere duur van de mechanische beademing en een langer verblijf op de IC hebben, hoewel de gepoolde effectschattingen geen significante verschillen tussen de groepen suggereren. Bovendien was het risico van drukscores, verplaatsing van een thoracotomiebuis en obstructie van de endotracheale buis significant hoger bij ARDS-patiënten die buikligging kregen. Ten slotte zou de behandelingseffectiviteit van buikligging versus rugligging op het risico van sterfte kunnen worden beïnvloed door het percentage mannen, en of het werd gebruikt als beschermende longventilatie.

Een meta-analyse uitgevoerd door Alsaghir en Martin bevatte vijf studies en ontdekte dat buikligging geen extra voordelen opleverde met betrekking tot sterfte, terwijl het de oxygenatie verbeterde in vergelijking met rugligging. Bovendien kan buikligging geassocieerd worden met een lager sterfterisico voor patiënten met een hogere ernst van de ziekte. Een meta-analyse uitgevoerd door Sud et al. omvatte 9 RCT’s en vond dat buikligging geassocieerd was met een lager risico op sterfte bij patiënten met ernstige hypoxemie . In 2014 hebben zij deze studie bijgewerkt en 11 RCT’s opgenomen. Zij wijzen erop dat buikligging de mortaliteit zou kunnen verbeteren bij ARDS-patiënten die beschermende longventilatie kregen . Een studie van Hu et al. omvatte 9 RCT’s en suggereerde dat buikligging versus rugligging geassocieerd was met een lager risico op sterfte bij patiënten met ernstige ARDS, hoge PEEP-niveaus, of die langdurig buikligging kregen . Die meta-analyse van 11 RCT’s wees uit dat buikligging het sterfterisico significant verminderde bij patiënten met ernstige ARDS of bij patiënten die voldoende lang in buikligging werden beademd. Bovendien konden patiënten die buikligging kregen een verhoogd risico op decubitus en grote luchtwegproblemen hebben . Mora-Arteaga et al. identificeerden 7 RCT’s en vonden dat beademing in buikligging het sterfterisico kon verminderen bij patiënten met een laag getijdevolume, langdurige pronatie, beginnend binnen de eerste 48 uur van de ziekte-evolutie, en ernstige hypoxemie . Munshi et al. voerden een meta-analyse uit van 8 RCT’s en ontdekten dat buikligging geassocieerd is met een lager sterfterisico bij patiënten met matige tot ernstige ARDS, of die ten minste 12 uur per dag buikligging toepasten . De beperkingen van deze studies waren echter dat verschillende andere effectiviteits- en veiligheidsuitkomsten niet werden berekend, of dat subgroepanalyses voor het risico op sterfte volgens andere patiëntkenmerken niet werden gepresenteerd. Daarom werd de huidige systematische review en meta-analyse uitgevoerd om de werkzaamheid en veiligheid van buikligging versus rugligging voor ARDS-patiënten te evalueren.

De samenvattende resultaten geven aan dat buikligging versus rugligging niet geassocieerd was met het risico op mortaliteit, hoewel deze conclusie niet stabiel was en beïnvloed had kunnen worden door twee specifieke individuele onderzoeken . Bovendien stelden we vast dat buikligging versus rugligging geassocieerd was met een lager sterfterisico wanneer de gemiddelde leeftijd van de patiënten <60,0 jaar was, het percentage mannelijke patiënten <70,0% was, of interventie werd gebruikt als beschermende longventilatie. De mogelijke redenen hiervoor waren (1) buikligging zou het risico van longschade door stress- en rekkrachten kunnen verminderen; (2) ernstige ARDS wordt geassocieerd met een verhoogd risico van longschade door schuif- en rekkrachten ten gevolge van een lage verhouding van goed beluchte longweefsels tot slecht of niet beluchte longweefsels; (3) de doeltreffendheid van de behandeling is groter bij jongere ARDS-patiënten dan bij oudere ARDS-patiënten, wat verklaard zou kunnen worden door het verschil in de ernst van de ziekte, wat de prognose voor patiënten met ARDS zou kunnen beïnvloeden; (4) het resultaat van subgroepanalyses wijst erop dat de gunstige effecten op de mortaliteit bij vrouwen verklaard zouden kunnen worden door levensstijlfactoren en de ernst van de ziekte, terwijl dit resultaat gebaseerd is op het aandeel mannen en deze analyse slechts een relatief resultaat oplevert; en (5) het gebruik van beschermende longventilatie werd geassocieerd met een lager risico op longschade door het minimaliseren van de tidale volumes en het optimaliseren van de PEEP .

De gepoolde resultaten van deze studie wijzen niet op significante verschillen tussen buikligging en rugligging voor de duur van mechanische beademing en IC-opnames. Deze conclusies zijn niet stabiel en kunnen worden gewijzigd door afzonderlijke trials buiten beschouwing te laten. De studie van Taccone et al. gaf aan dat de overleving van patiënten die buikligging kregen een significant langere duur van mechanische beademing was dan rugligging, wat te wijten zou kunnen zijn aan het feit dat de protocollen van mechanische beademing in de geïncludeerde studies verschilden . Bovendien waren de duur van de mechanische beademing en het verblijf op de IC significant gecorreleerd met de ernst van ARDS, wat de prognose van patiënten met ARDS zou kunnen beïnvloeden. Bovendien was er heterogeniteit in de geïncludeerde onderzoeken voor de duur van de mechanische beademing, wat verklaard zou kunnen worden door verschillende kenmerken en ziektestatus van de geïncludeerde patiënten. De bijwerkingen zijn ook samengevat tussen buikligging en rugligging voor ARDS-patiënten. We stelden vast dat buikligging geassocieerd was met een groter risico op drukscores, verplaatsing van een thoracotomiebuis en obstructie van de endotracheale buis. Deze resultaten waren echter gebaseerd op een kleiner aantal geïncludeerde trials, en dit resultaat moet worden geverifieerd door een grootschalige RCT.

Er moeten verschillende sterke punten van deze studie worden benadrukt: (1) de selectie en betreffende confounder biases waren lager omdat deze analyse gebaseerd was op RCT’s; (2) deze studie maakte gebruik van een grote steekproefomvang, en de resultaten zijn robuuster dan individuele trials; en (3) er werden gestratificeerde analyses op basis van patiëntenkenmerken uitgevoerd, waardoor we meer exploratieve resultaten kunnen verkrijgen. Er moet echter ook rekening worden gehouden met een aantal beperkingen: (1) er werd substantiële heterogeniteit gedetecteerd voor verschillende uitkomsten, die niet konden worden geïnterpreteerd in subgroepanalyses; (2) de analyse van deze studie was gebaseerd op gepubliceerde artikelen, en ongepubliceerde gegevens waren niet beschikbaar; en (3) de achtergrondtherapieën voor ARDS-patiënten waren niet bekend, die ook van invloed zijn op de prognose van ARDS.

5. Conclusie

De bevindingen van deze studie wijzen erop dat buikligging een belangrijke rol zou kunnen spelen op het risico van sterfte, vooral voor patiënten <60,0 jaar oud, percentage man <70.0%, of interventie gebruikt met beschermende longventilatie. Bovendien waren er geen significante verschillen tussen buikligging en rugligging voor de duur van de mechanische beademing en het verblijf op de IC. ARDS-patiënten die in buikligging werden beademd, zouden een verhoogd risico kunnen lopen op drukscores, verplaatsing van een thoracotomiebuis en obstructie van de endotracheale buis. Deze bevindingen moeten worden geverifieerd door verdere grootschalige RCT’s.

Data Availability

De gegevens die zijn gebruikt om de bevindingen van deze studie te ondersteunen, zijn opgenomen in het artikel.

Conflicts of Interest

De auteurs verklaren dat er geen belangenconflicten zijn met betrekking tot de publicatie van dit artikel.

Acknowledgments

Dit werk werd ondersteund door het 2017 Guangdong Medical Research Fund Project (grant no. A2017567) en 2020 Natural Science Foundation van de provincie Guangdong (grant no.2020A1515010383).