Thí nghiệm lâm sàng thử nghiệm khái niệm về kiểm soát đường huyết nhắm mục tiêu ngẫu nhiên (STAR)

Annals of Intensive Care - Tập 1 - Trang 1-12 - 2011
Alicia Evans1, Geoffrey M Shaw2, Aaron Le Compte1, Chia-Siong Tan1, Logan Ward1, James Steel1, Christopher G Pretty1, Leesa Pfeifer2, Sophie Penning3, Fatanah Suhaimi1, Matthew Signal1, Thomas Desaive3, J Geoffrey Chase1
1Department of Mechanical Engineering, Centre for Bio-Engineering, University of Canterbury, Christchurch, New Zealand
2Department of Intensive Care, Christchurch Hospital, Christchurch School of Medicine, University of Otago, Christchurch, New Zealand
3Cardiovascular Research Centre, University of Liege, Liege, Belgium

Tóm tắt

Kiểm soát đường huyết chặt chẽ (TGC) đã cho thấy nhiều lợi ích nhưng khó đạt được một cách nhất quán. STAR (Stochastic TARgeted) là một phương pháp TGC linh hoạt dựa trên mô hình, tính toán trực tiếp các biến đổi trong và giữa các bệnh nhân với rủi ro tối đa có nguồn gốc ngẫu nhiên là 5% về mức đường huyết (BG) < 4.0 mmol/L. Nghiên cứu này đánh giá tính an toàn, hiệu quả và gánh nặng lâm sàng của bộ điều khiển TGC STAR điều chỉnh cả insulin và lượng dinh dưỡng trong các thử nghiệm pilot. Bảy bệnh nhân đã tham gia, trải qua tổng cộng 660 giờ. Can thiệp insulin và dinh dưỡng được thực hiện từ 1-3 giờ một lần theo lựa chọn của y tá để họ có thể quản lý khối lượng công việc. Các can thiệp được tính toán bằng cách sử dụng các mô hình máy tính đã được xác thực lâm sàng về chuyển hóa con người và sự biến đổi của nó trong tình trạng bệnh nặng nhằm tối đa hóa sự chồng lấp của phạm vi kết quả BG được mô hình dự đoán (phân vị thứ 5-95) với dải 4.0-6.5 mmol/L, đồng thời đảm bảo rủi ro tối đa 5% về BG < 4.0 mmol/L. Lượng carbohydrate (tất cả các nguồn) được chọn để tối đa hóa lượng tiêu thụ lên đến 100% mục tiêu SCCM/ACCP (25 kg/kcal/h). Liều insulin tối đa và thay đổi liều được giới hạn vì lý do an toàn. Các phép đo được thực hiện bằng máy đo đường huyết. Kết quả được so sánh với dữ liệu của nghiên cứu SPRINT, nghiên cứu này đã giảm tỷ lệ tử vong từ 25-40% đối với bệnh nhân nằm viện ≥3 ngày. Đã có sự đồng ý bằng văn bản từ tất cả các bệnh nhân, và sự phê duyệt đã được cấp bởi Ủy ban Đạo đức Khu vực Upper South A, New Zealand. Tổng cộng có 402 phép đo đã được thực hiện trong 660 giờ (~14 phép đo/ngày), vì các y tá cho thấy sở thích với các phép đo mỗi 2 giờ. Giá trị trung vị [khoảng tứ phân, (IQR)] của nhóm bệnh nhân về BG là 5.9 mmol/L [5.2-6.8]. Tóm lại, 63.2%, 75.9% và 89.8% số phép đo nằm trong các dải 4.0-6.5, 4.0-7.0 và 4.0-8.0 mmol/L. Không có sự kiện hạ đường huyết (BG < 2.2 mmol/L) xảy ra, và mức BG tối thiểu là 3.5 mmol/L với 4.5% < 4.4 mmol/L. Trung bình mỗi bệnh nhân, số giờ TGC trung vị là 92 h [29-113] sử dụng 53 [19-62] phép đo (trung bình, ~13/ngày). Kết quả trung vị [IQR]: BG, 5.9 mmol/L [5.8-6.3]; dinh dưỡng carbohydrate, 6.8 g/h [5.5-8.7] (~70% của mục tiêu cấp dưỡng); insulin, 2.5 U/h [0.1-5.1]. Tất cả bệnh nhân đều đạt được BG < 6.1 mmol/L. Những kết quả này tương đương hoặc vượt qua SPRINT và khối lượng công việc lâm sàng giảm hơn 20%. STAR TGC điều chỉnh đầu vào insulin và dinh dưỡng đã cung cấp kiểm soát rất chặt chẽ với sự biến động tối thiểu bằng cách quản lý sự biến động trong và giữa các bệnh nhân. Hiệu suất và tính an toàn vượt trội hơn so với SPRINT, nghiên cứu này đã giảm tỷ lệ tử vong và chi phí trong ICU Christchurch. Việc sử dụng máy đo đường huyết dường như không ảnh hưởng đến chất lượng TGC. Cuối cùng, khối lượng công việc lâm sàng được tự quản lý và giảm 20% so với SPRINT.

Từ khóa


Tài liệu tham khảo

Capes SE, Hunt D, Malmberg K, Gerstein HC: Stress hyperglycaemia and increased risk of death after myocardial infarction in patients with and without diabetes: a systematic overview. Lancet 2000,355(9206):773–778. 10.1016/S0140-6736(99)08415-9 Krinsley JS: Association between hyperglycemia and increased hospital mortality in a heterogeneous population of critically ill patients. Mayo Clin Proc 2003,78(12):1471–1478. 10.4065/78.12.1471 Finney SJ, Zekveld C, Elia A, Evans TW: Glucose control and mortality in critically ill patients. Jama 2003,290(15):2041–2047. 10.1001/jama.290.15.2041 McCowen KC, Malhotra A, Bistrian BR: Stress-induced hyperglycemia. Crit Care Clin 2001,17(1):107–124. 10.1016/S0749-0704(05)70154-8 Mizock BA: Alterations in fuel metabolism in critical illness: hyperglycaemia. Best Pract Res Clin Endocrinol Metab 2001,15(4):533–551. 10.1053/beem.2001.0168 Umpierrez GE, Isaacs SD, Bazargan N, You X, Thaler LM, Kitabchi AE: Hyperglycemia: an independent marker of in-hospital mortality in patients with undiagnosed diabetes. J Clin Endocrinol Metab 2002,87(3):978–982. 10.1210/jc.87.3.978 Van den Berghe G, Wouters P, Weekers F, Verwaest C, Bruyninckx F, Schetz M, Vlasselaers D, Ferdinande P, Lauwers P, Bouillon R: Intensive insulin therapy in the critically ill patients. N Engl J Med 2001,345(19):1359–1367. 10.1056/NEJMoa011300 Chase JG, Le Compte AJ, Suhaimi F, Shaw GM, Lynn A, Lin J, Pretty CG, Razak N, Parente JD, Hann CE: Tight glycemic control in critical care - The leading role of insulin sensitivity and patient variability: A review and model-based analysis. Comput Methods Programs Biomed 2011, in press. (available online) Egi M, Bellomo R, Stachowski E, French CJ, Hart G: Variability of blood glucose concentration and short-term mortality in critically ill patients. Anesthesiology 2006,105(2):244–252. 10.1097/00000542-200608000-00006 Krinsley JS: Glycemic variability: a strong independent predictor of mortality in critically ill patients. Crit Care Med 2008,36(11):3008–3013. 10.1097/CCM.0b013e31818b38d2 Chase JG, Shaw G, Le Compte A, Lonergan T, Willacy M, Wong XW, Lin J, Lotz T, Lee D, Hann C: Implementation and evaluation of the SPRINT protocol for tight glycaemic control in critically ill patients: a clinical practice change. Crit Care 2008,12(2):R49. 10.1186/cc6868 Krinsley JS: Effect of an intensive glucose management protocol on the mortality of critically ill adult patients. Mayo Clin Proc 2004,79(8):992–1000. 10.4065/79.8.992 Chase JG, Pretty CG, Pfeifer L, Shaw GM, Preiser JC, Le Compte AJ, Lin J, Hewett D, Moorhead KT, Desaive T: Organ failure and tight glycemic control in the SPRINT study. Crit Care 2010,14(4):R154. 10.1186/cc9224 Krinsley JS, Jones RL: Cost analysis of intensive glycemic control in critically ill adult patients. Chest 2006,129(3):644–650. 10.1378/chest.129.3.644 Van den Berghe G, Wouters PJ, Kesteloot K, Hilleman DE: Analysis of healthcare resource utilization with intensive insulin therapy in critically ill patients. Crit Care Med 2006,34(3):612–616. Preiser JC, Brunkhorst F: Tight glucose control and hypoglycemia. Crit Care Med 2008,36(4):1391; author reply 1391–1392. Finfer S, Delaney A: Tight glycemic control in critically ill adults. Jama 2008,300(8):963–965. 10.1001/jama.300.8.963 Brunkhorst FM, Engel C, Bloos F, Meier-Hellmann A, Ragaller M, Weiler N, Moerer O, Gruendling M, Oppert M, Grond S: Intensive insulin therapy and pentastarch resuscitation in severe sepsis. N Engl J Med 2008,358(2):125–139. 10.1056/NEJMoa070716 Griesdale DE, de Souza RJ, van Dam RM, Heyland DK, Cook DJ, Malhotra A, Dhaliwal R, Henderson WR, Chittock DR, Finfer S: Intensive insulin therapy and mortality among critically ill patients: a meta-analysis including NICE-SUGAR study data. Cmaj 2009,180(8):821–7. 10.1503/cmaj.090206 Mackenzie I, Ingle S, Zaidi S, Buczaski S: Tight glycaemic control: a survey of intensive care practice in large English hospitals. Intensive Care Med 2005,31(8):1136. 10.1007/s00134-005-2677-2 Schultz MJ, Spronk PE, Moeniralam HS: Tight glycaemic control: a survey of intensive care practice in the Netherlands. Intensive Care Med 2006,32(4):618–619. 10.1007/s00134-006-0099-4 Gale SC, Gracias VH: Glycemic control needs a standard reference point. Critical care medicine 2006,34(6):1856–1857. 10.1097/01.CCM.0000220201.72591.43 Suhaimi F, Le Compte A, Preiser JC, Shaw GM, Massion P, Radermecker R, Pretty C, Lin J, Desaive T, Chase JG: What Makes Tight Glycemic Control (TGC) Tight? The impact of variability and nutrition in 2 clinical studies. Journal of Diabetes Science and Technology 2010,4(2):284–298. Chase J, Andreassen S, Jensen K, Shaw G: The Impact of Human Factors on Clinical Protocol Performance - A proposed assessment framework and case examples. Journal of Diabetes Science and Technology (JoDST) 2008,2(3):409–416. Carayon P, Gurses A: A human factors engineering conceptual framework of nursing workload and patient safety in intensive care units. Intensive Crit Care Nurs 2005,21(5):284–301. 10.1016/j.iccn.2004.12.003 Aragon D: Evaluation of nursing work effort and perceptions about blood glucose testing in tight glycemic control. Am J Crit Care 2006,15(4):370–377. Chase J, Shaw GM, Wong XW, Lotz T, Lin J, Hann CE: Model-based Glycaemic Control in Critical Care - A review of the state of the possible. Biomedical Signal Processing and Control 2006,1(1):3–21. 10.1016/j.bspc.2006.03.002 Chase J, LeCompte A, Preiser JC, Shaw G, Penning S, Desaive T: Physiological Modelling, Tight Glycemic Control and the ICU Clinician: What are models and how can they affect practice? Annals of Intensive Care 2011,1(1):11. 10.1186/2110-5820-1-11 Lin J, Lee DS, Chase JG, Hann CE, Lotz T, Wong XW: Stochastic Modelling of Insulin Sensitivity Variability in Critical Care. Biomedical Signal Processing & Control 2006, 1: 229–242. 10.1016/j.bspc.2006.09.003 Lin J, Lee D, Chase JG, Shaw GM, Le Compte A, Lotz T, Wong J, Lonergan T, Hann CE: Stochastic modelling of insulin sensitivity and adaptive glycemic control for critical care. Comput Methods Programs Biomed 2008,89(2):141–152. 10.1016/j.cmpb.2007.04.006 Le Compte A, Chase J, Lynn A, Hann C, Shaw G, Wong X, Lin J: Blood Glucose Controller for Neonatal Intensive Care: Virtual trials development and 1st clinical trials. Journal of Diabetes Science and Technology (JoDST) 2009,3(5):1066–1081. Le Compte AJ, Lee DS, Chase JG, Lin J, Lynn A, Shaw GM: Blood glucose prediction using stochastic modeling in neonatal intensive care. IEEE Trans Biomed Eng 2010,57(3):509–518. Chase JG, Shaw GM, Lotz T, LeCompte A, Wong J, Lin J, Lonergan T, Willacy M, Hann CE: Model-based insulin and nutrition administration for tight glycaemic control in critical care. Curr Drug Deliv 2007,4(4):283–296. 10.2174/156720107782151223 Chase JG, Suhaimi F, Penning S, Preiser JC, Le Compte AJ, Lin J, Pretty CG, Shaw GM, Moorhead KT, Desaive T: Validation of a model-based virtual trials method for tight glycemic control in intensive care. Biomed Eng Online 2010, 9: 84. 10.1186/1475-925X-9-84 Chase JG, Shaw GM, Lin J, Doran CV, Hann C, Robertson MB, Browne PM, Lotz T, Wake GC, Broughton B: Adaptive bolus-based targeted glucose regulation of hyperglycaemia in critical care. Med Eng Phys 2005,27(1):1–11. 10.1016/j.medengphy.2004.08.006 Chase JG, Shaw GM, Lin J, Doran CV, Hann C, Lotz T, Wake GC, Broughton B: Targeted glycemic reduction in critical care using closed-loop control. Diabetes Technol Ther 2005,7(2):274–282. 10.1089/dia.2005.7.274 Wong XW, Singh-Levett I, Hollingsworth LJ, Shaw GM, Hann CE, Lotz T, Lin J, Wong OS, Chase JG: A novel, model-based insulin and nutrition delivery controller for glycemic regulation in critically ill patients. Diabetes Technol Ther 2006,8(2):174–190. 10.1089/dia.2006.8.174 Lonergan T, LeCompte A, Willacy M, Chase JG, Shaw GM, Wong XW, Lotz T, Lin J, Hann CE: A Simple Insulin-Nutrition Protocol for Tight Glycemic Control in Critical Illness: Development and Protocol Comparison. Diabetes Technol Ther 2006,8(2):191–206. 10.1089/dia.2006.8.191 Lonergan T, Compte AL, Willacy M, Chase JG, Shaw GM, Hann CE, Lotz T, Lin J, Wong XW: A pilot study of the SPRINT protocol for tight glycemic control in critically Ill patients. Diabetes Technol Ther 2006,8(4):449–462. 10.1089/dia.2006.8.449 Krishnan JA, Parce PB, Martinez A, Diette GB, Brower RG: Caloric intake in medical ICU patients: consistency of care with guidelines and relationship to clinical outcomes. Chest 2003,124(1):297–305. 10.1378/chest.124.1.297 Kreymann KG, Berger MM, Deutz NE, Hiesmayr M, Jolliet P, Kazandjiev G, Nitenberg G, van den Berghe G, Wernerman J, Ebner C: ESPEN Guidelines on Enteral Nutrition: Intensive care. Clin Nutr 2006,25(2):210–223. 10.1016/j.clnu.2006.01.021 Wong XW, Chase JG, Shaw GM, Hann CE, Lotz T, Lin J, Singh-Levett I, Hollingsworth LJ, Wong OS, Andreassen S: Model predictive glycaemic regulation in critical illness using insulin and nutrition input: a pilot study. Med Eng Phys 2006,28(7):665–681. 10.1016/j.medengphy.2005.10.015 Lin J, Razak NN, Pretty CG, Le Compte A, Docherty P, Parente JD, Shaw GM, Hann CE, Geoffrey Chase J: A physiological Intensive Control Insulin-Nutrition-Glucose (ICING) model validated in critically ill patients. Comput Methods Programs Biomed 2011, in press. Hann CE, Chase JG, Lin J, Lotz T, Doran CV, Shaw GM: Integral-based parameter identification for long-term dynamic verification of a glucose-insulin system model. Comput Methods Programs Biomed 2005,77(3):259–270. 10.1016/j.cmpb.2004.10.006 Penning S, LeCompte A, Moorhead K, Desaive T, Massion P, Preiser JC, Shaw G, Chase J: First Pilot Trial of the STAR-Liege Protocol for Tight Glycemic Control in Critically Ill Patients. Computer Methods and Programs in Biomedicine 2011, in press. Finfer S, Chittock DR, Su SY, Blair D, Foster D, Dhingra V, Bellomo R, Cook D, Dodek P, Henderson WR: Intensive versus conventional glucose control in critically ill patients. N Engl J Med 2009,360(13):1283–1297. Preiser JC, Devos P, Ruiz-Santana S, Melot C, Annane D, Groeneveld J, Iapichino G, Leverve X, Nitenberg G, Singer P, et al.: A prospective randomised multi-centre controlled trial on tight glucose control by intensive insulin therapy in adult intensive care units: the Glucontrol study. Intensive Care Med 2009,35(10):1738–1748. 10.1007/s00134-009-1585-2