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Canadian Journal of Anesthesia 53:222-225 (2006)
© Canadian Anesthesiologists' Society, 2006


Editorial

Ventilatory weaning for Goldilocks/Un sevrage ventilatoire pour Boucle d’Or

Michael J. Jacka, MD MSc FRCPC

From the Department of Anesthesiology, Critical Care, University of Alberta Hospitals, Edmonton, Alberta, Canada.

Address correspondence to: Dr. Michael J. Jacka, Department of Anesthesiology, Critical Care, University of Alberta Hospitals, Edmonton, Alberta T6G 2B7, Canada. Fax: 780-407-3200; E-mail: mjacka{at}ualberta.ca


    Ventilatory weaning for Goldilocks
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 Un sevrage ventilatoire pour...
 References
 
BURNS et al. have enriched us with a comprehensive meta-analysis addressing the use of non-invasive positive pressure ventilation (NIPPV) in weaning the difficult-to-wean patient.1 Using exemplary text-book methods, their scientific synthesis of five studies26 comprising 171 patients provides strong support that NIPPV should be considered as a weaning adjunct in the difficult-to-wean, with the expected effect of reducing mortality, minimizing ventilator-associated pneumonia, and reducing hospital stay.

Non-invasive positive pressure ventilation has been a major advance of the past decade in respiratory support of the critically ill.79 Within the limit of caveats, the literature strongly supports the use of NIPPV in the setting of hypercapneic respiratory failure among patients with chronic obstructive pulmonary disease (COPD), reasonably supports NIPPV in hypoxemic cardiogenic pulmonary edema, and also suggests consideration of its use in the immunocompromized with bilateral infiltrates, as well as in selected patients recovering from lung surgery.79 Factors associated with the success of NIPPV include preserved mentation (and ability to protect the airway), minimal secretions, intact dentition, low APACHE II score, synchronous breathing, and early demonstration of successful application in terms of improving arterial blood gases. Obviously, in the absence of the preceding factors, NIPPV is relatively contraindicated and prompt invasive positive pressure ventilation (IPPV) is more appropriate.

Recalling the Goldilocks fairy tale, a young innocent lost in the dark forest sadly despairs of ever returning home.10 Rejecting despair, Goldilocks’ systematically searches to detect a cabin, oddly enough inhabited by a family of three fastidious bears, each of distinct preferences and values. Goldilocks’ major observation within the cabin is that her best outcomes are obtained by selecting furnishings, nourishment, and management plans that are at neither extreme, but rather are ‘just right’.

The most unifying characteristic of patients admitted to a critical care unit, which might be considered a dark forest, is the presence of organ failure requiring support. Note that patients are unified by organ failure, but not necessarily by the pathology resulting in the organ failure. As with Goldilocks, the challenge to the critical care clinician is to determine the therapy that is enough, but not too much, and is in fact ‘just right’, to get the patient out of the woods.

Still considering Goldilocks’ quest for ‘just-rightness’, NIPPV works in patients with hypercapneic respiratory failure because it offers the advantage of resting fatigued muscles at the limit of physiologic reserve, but without the drawbacks of endotracheal intubation, IPPV, and their sequelae.8 The patient with severe COPD can be considered in chronic incipient respiratory failure. When not stressed, mechanical support is unnecessary. Stress in the form of exacerbated disease or infection necessitates some support, not to the extent of the total support provided by IPPV, but rather the ‘just right’ support that Goldilocks would prefer.

Logically, given that the evidence shows that NIPPV is beneficial as a first-line respiratory support among patients with COPD and respiratory failure, it might also be hypothesized to be beneficial among more severely affected patients who have required IPPV, and are now weaning. Several randomized controlled trials have made this conclusion.26 The patients enrolled in these studies were identified based upon repeated ‘failure to wean’ from IPPV, as conventionally defined, and randomly assigned to either continued IPPV, or to prompt extubation followed by NIPPV as a weaning adjunct. Although respiratory failure requiring IPPV and subsequent difficulty with weaning were the unifying characteristics of study patients, severe COPD was identified as the responsible pathology among most patients enrolled.26 In the meta-analysis of Burns et al., NIPPV was shown to reduce mortality, minimize ventilator associated pneumonia, and shorten length of stay in these patients.

However, as per Goldilocks, is NIPPV always ‘just right’? Esteban et al. studied 221 patients with mixed causes of respiratory failure who had received IPPV, were extubated, failed, and required further respiratory support.11 These patients were randomized to either immediate IPPV or to a trial of NIPPV. Note that these patients were not difficult-to-wean as in Burns’ meta-analysis, but surprising extubation failures. Esteban’s study was stopped early because of significant increases in mortality and morbidity in the NIPPV group. Clearly, while patient selection is key, key also is selection of therapy.

To reconcile the differences, the clinician in the dark forest must select the ‘just-right’ therapy for the ‘just-right’ patient, mindful of the ‘just-right’ timing, the ‘just-right’ setting, and based on the ‘just-right’ amount of evidence.

Burns et al., despite the consistency of results in the studies they reviewed, the narrow confidence limits of their composite result, and the absence of significant heterogeneity, recommend confirmation of their findings in a large randomized controlled trial (RCT). One must be mindful that RCTs require time, money, and patients, all of which are limited; clinical questions are limitless. The challenge to the clinician/investigator is to determine the ‘just right’ question that can be answered expeditiously and efficiently, and from which a conclusion can be generalized safely. The challenge to the clinician is to determine when the evidence is sufficiently ‘just right’ to implement.

Considering the role of NIPPV in respiratory failure, it is clearly an appropriate support among patients with hypercapneic failure due to COPD within the caveats discussed. NIPPV can be applied with a reasonable expectation of avoiding IPPV and improving survival. Based on Burns’ meta-analysis, NIPPV is also appropriate in selected difficult-to-wean patients with COPD when weaning from IPPV. However, NIPPV is not a panacea for respiratory failure of any cause, nor is it without risk, as shown by Esteban. Given unlimited time, money, and patients (and an absence of ethics), every medical question would be answered with an RCT. Until stronger evidence is published, the clinician would be wise to consider strongly NIPPV as a ‘just-right’ weaning tool in the difficult-to-wean patient with COPD, based upon the evidence as it stands.


    Un sevrage ventilatoire pour Boucle d’Or
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 References
 
Burns et coll. nous ont enrichi d’une métaanalyse étendue sur l’usage de la ventilation à pression positive non effractive (VPPNE) pour le sevrage du patient difficile à sevrer.1 Utilisant les méthodes modèles d’un traité, leur synthèse scientifique de cinq études26 comprenant 171 patients est largement en faveur de l’utilisation de la VPPNE comme auxiliaire au sevrage, chez les patients difficiles à sevrer, avec l’effet escompté d’une réduction de la mortalité, de la pneumonie associée à la ventilation et du séjour hospitalier.

La VPPNE a été un progrès important de la dernière décennie en assistance respiratoire chez les grands malades.79 Dans les limites des restrictions, les études recommandent fortement son usage dans le cadre de l’insuffisance respiratoire hypercapnique chez les patients atteints de maladie pulmonaire obstructive chronique (MPOC) ; elles appuient son usage avec réserve en présence d’oedème pulmonaire cardiogène hypoxémique et suggèrent aussi de l’utiliser dans l’immunodépression avec infiltrats bilatéraux et chez certains patients en récupération après une intervention chirurgicale pulmonaire.79 Les facteurs associés au succès de la VPPNE sont la préservation de l’état de conscience et la capacité de protéger les voies aériennes, des sécrétions minimales, une dentition intacte, un bas score APACHE II, une respiration synchrone et une démonstration précoce de son application réussie par l’amélioration de la gazométrie artérielle. Visiblement, en l’absence des facteurs précédents, la VPPNE est plutôt contreindiquée et le recours rapide à une ventilation à pression positive effractive (VPPE) est plus approprié.

Dans le conte de Boucle d’Or, une petite fille innocente perdue dans une forêt obscure craint de ne jamais retrouver sa maison.10 Rejetant le désespoir, Boucle d’Or se livre à l’inspection systématique d’une maisonnette étrange, habitée par une famille de trois ours méticuleux, chacun ayant des valeurs et des préférences particulières. Sa principale observation est que les meilleures solutions sont obtenues en sélectionnant l’ameublement, la nourriture et les plans d’organisation qui ne sont pas aux extrêmes, mais plutôt «justes parfaits».

La caractéristique la plus commune des patients admis à une unité de soins intensifs, qui serait comme la forêt obscure, est la présence de défaillance organique nécessitant assistance. C’est cette défaillance qui les lie, pas nécessairement la pathologie qui en résulte. Comme pour Boucle d’Or, le défi du clinicien est alors de trouver une thérapie assez, pas trop, mais «juste parfaite», pour sortir le patient de la forêt.

Toujours en regard de la quête de Boucle d’Or pour le «juste parfait», la VPPNE agit sur la défaillance respiratoire hypercapnique par le repos qu’elle offre aux muscles fatigués à la limite de la réserve physiologique, mais sans les inconvénients de l’intubation endotrachéale, de la VPPE et de leurs séquelles.8 On peut considérer le patient atteint d’une sévère MPOC comme étant en quasi défaillance respiratoire chronique primaire. S’il n’est pas soumis au stress, l’assistance mécanique n’est pas nécessaire. Le stress est la forme d’une maladie ou d’une affection exacerbée qui nécessite une certaine assistance, sans aller jusqu’à l’assistance totale de la VPPE, mais plutôt l’assistance «juste parfaite», la préférée de Boucle d’Or.

Logiquement, étant donné les preuves de l’effet bénéfique de la VPPNE comme assistance respiratoire de première ligne en présence de MPOC et de défaillance respiratoire, on peut penser qu’elle soulagerait aussi les patients plus sévèrement touchés qui ont eu besoin de VPPE et sont maintenant en sevrage. Des essais randomisés et contrôlés sont arrivés à cette conclusion.26 Les patients étudiés avaient été recrutés après maintes «défaillances à sevrer» d’une VPPE, selon la définition traditionnelle, et répartis au hasard pour recevoir une VPPE ou une extubation précoce suivie d’une VPPNE comme auxiliaire au sevrage. Tous ces patients présentaient une défaillance respiratoire nécessitant une VPPE et une difficulté subséquente de sevrage, mais c’est une sévère MPOC qui a été décelée comme pathologie responsable chez la plupart d’entre eux.26 Dans la métaanalyse de Burns et coll., la VPPNE a été reconnue comme pouvant réduire la mortalité, la pneumonie associée à la ventilation et le séjour à l’hôpital.

Cependant, suivant Boucle d’Or, la VPPNE estelle toujours «juste parfaite» ? Esteban et coll. ont étudié 221 patients atteints de défaillances respiratoires de causes différentes qui avaient reçu une VPPE, avaient été extubés et avaient eu une nouvelle défaillance appelant une assistance respiratoire.11 Ces patients ont été soumis au hasard à une VPPE immédiate ou à la VPPNE à l’étude. Non difficiles à sevrer comme les patients de la métaanalyse de Burns, ils avaient surpris par des défaillances à l’extubation. L’étude d’Esteban a été stoppée tôt, à cause d’une hausse significative de la mortalité et de la morbidité dans le groupe sous VPPNE. Oui, la sélection des patients est essentielle, ainsi en est-il de la thérapie.

Pour concilier les différences, le clinicien dans la forêt obscure doit choisir la thérapie «juste parfaite» pour le patient «juste parfait», conscient de la synchronisation «juste parfaite» et du contexte «juste parfait» et s’appuyer sur une somme de preuves «juste parfaite».

Burns et coll., malgré la cohérence des conclusions des études consultées, les limites de confiance étroites de leur résultat global et l’absence d’hétérogénéité significative, recommandent la confirmation de leurs constatations par une grande étude randomisée et contrôlée (ERC). On doit se rappeler que les ERC demandent du temps, de l’argent et des patients, toutes ressources limitées ; les questions cliniques, elles, sont illimitées. Le défi du clinicien/chercheur est de déterminer la question «juste parfaite» qui demande une réponse rapide et efficace de laquelle une conclusion pourrait être généralisée sans danger. Le défi du clinicien est de déterminer quand la preuve est suffisamment «parfaite» pour la mettre en application.

Compte tenu du rôle de la VPPNE dans la défaillance respiratoire, c’est une assistance très appropriée, à l’intérieur des limites discutées, dans les cas de défaillance hypercapnique causée par une MPOC. Elle peut être utilisée en espérant raisonnablement éviter la VPPE et améliorer la survie. D’après la méta-analyse de Burns, la VPPNE est aussi justifiée chez certains patients difficiles à sevrer, atteints de MPOC, pendant le sevrage de la VPPE. Mais la VPPNE n’est pas une panacée à la défaillance respiratoire de toute cause et n’est pas sans risque, comme le montre Esteban. Si le temps, l’argent et le nombre de patients étaient illimités, et l’éthique absente, chaque question médicale serait résolue avec une ERC. Mais jusqu’à la publication d’une meilleure preuve, le clinicien utilisera prudemment la VPPNE, dans l’état actuel des choses, comme outil de sevrage «juste parfait» chez le patient difficile à sevrer atteint de MPOC.


    References
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 References
 
1 Burns KE, Adhikari NK, Meade MO. A meta-analysis of noninvasive weaning to facilitate liberation from mechanical ventilation. Can J Anesth 2006; 53: 305–15.[Abstract/Free Full Text]

2 Nava S, Ambrosino N, Clini E, et al. Noninvasive mechanical ventilation in the weaning of patients with respiratory failure due to chronic obstructive pulmonary disease. Ann Intern Med 1998; 128: 721–8.[Abstract/Free Full Text]

3 Girault C, Daudenthun I, Chevron V, Tamion F, Leroy J, Bonmarchand G. Noninvasive ventilation as a systematic extubation and weaning technique in acute-on-chronic respiratory failure: a prospective, randomized controlled study. Am J Respir Crit Care Med 1999; 160: 86–92.[Abstract/Free Full Text]

4 Chen J, Qiu D, Tao D. Time for extubation and sequential noninvasive mechanical ventilation in COPD patients with exacerbated respiratory failure who received invasive ventilation. Zhonghua Jie He He Hu Xi Za Zhi 2001; 24: 99–100.[Medline]

5 Ferrer M, Esquinas A, Arancibia F, et al. Noninvasive ventilation during persistent weaning failure: a randomized controlled trial. Am J Respir Crit Care Med 2003; 168: 70–6.[Abstract/Free Full Text]

6 Hill NS, Lin D, Levy M, et al. Noninvasive positive pressure ventilation (NVVP) to facilitate extubation after acute respiratory failure: a feasibility study. Am J Respir Crit Care Med 2000; 161: 263 (abstract).

7 Keenan SP, Sinuff T, Cook DJ, Hill NS. Which patients with acute exacerbation of chronic obstructive pulmonary disease benefit from noninvasive positive-pressure ventilation? A systematic review of the literature. Ann Intern Med 2003; 138: 861–70.[Abstract/Free Full Text]

8 Nava S, Ambrosino N, Rubini F, et al. Effect of nasal pressure support ventilation and external PEEP on diaphragmatic activity in patients with severe stable COPD. Chest 1993; 103: 143–50.[Abstract/Free Full Text]

9 Peter JV, Moran JL, Phillips-Hughes J, Warn D. Noninvasive ventilation in acute respiratory failure – a meta-analysis update. Crit Care Med 2002; 30: 555–62.[Medline]

10 Heiner HA. Goldilocks and the Three Bears. The Classic Fairy Tales. New York: Oxford University Press; 1974.

11 Esteban A, Frutos-Vivar F, Ferguson ND, et al. Noninvasive positive-pressure ventilation for respiratory failure after extubation. N Engl J Med 2004; 350: 2452–60.[Abstract/Free Full Text]





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