A study on the prediction of the progression of respiratory failure using noninvasive indices in pediatric patients supported with high flow nasal cannula

Abstract

연구배경: 고유량비강캐뉼라는 호흡부전 소아에서 유용한 호흡 보조 장치이지만 기관 삽관과 같은 침습적 기도 확보의 시점을 늦출 수 있다고 알려져 있다. 최근에는 고유량비강캐뉼라의 실패를 조기에 예측하기 위해 경피적 산소 포화도, 산소분압과 호흡수를 이용한 여러 지표가 제시되어 왔다. 본 연구는 고유량비강캐뉼라를 적용하는 환자에서 호흡부전을 예측하기 위한 다양한 비침습적 지표를 평가하고자 하였다. 연구방법: 고유량비강캐뉼라에서 추가 호흡 보조를 필요로 했던 환자들은 기관삽관의 원인에 따라 hypoxic respiratory failure (HRF)와 non-HRF (NHRF)로 분류되었다. 경피적 산소포화도를 산소분율로 나눈 비(S/F), S/F를 RR로 나눈 비 (ROX), S/F를 호흡수의 중간값 대비 환자의 호흡수로 나눈 비 (ROX-M), S/F를 환자 호흡수의 z score로 나눈 비를 계산하여 지표로서의 가치를 비교하였다. 고유량비강캐뉼라는 제거한 군, HRF, NHRF 군 사이에 나타난 각 지표의 차이를 비교하였다. 연구결과: 152명의 증례를 수집하였는데 이중 45명(29.6%0)는 고유량비강캐뉼라를 제거하지 못하였다. 이 중 21명(46.7%)는 HRF에 속하였고, 24명(53.3%)는 NHRF였다. 3시간과 6시간에 측정된 S/F와 ROX-M 값은 높은 AUC 값을 보여 각각 HRF를 예측하는 좋은 지표로 제시되었다. 반면 초기의 고탄산혈증과 저체중이 각각 NHRF의 위험 요소로 제시되었다. 결론: 고유량비강캐뉼라를 적용하는 소아에서 기관삽관을 조기에 결정하는데 있어 65mmHg 이상의 고탄산혈증 유무와 저체중 여부, 그리고 S/F, ROX-M 등을 모니터하는 것은 유용한 예측 지표로 사용될 수 있다.

Background: High-flow nasal cannula (HFNC) is a useful respiratory support for children with respiratory distress; however, it elevates the risk of belated intubation. Recently, indices based on percutaneous oxygen saturation (SpO2),a fraction of inspired oxygen (FiO2), and respiratory rate (RR) have been suggested for predicting HFNC failure. We aimed to evaluate various indices predicting HFNC failure in children who started receiving HFNC at this tertiary center for 27months.

Methods: Cases of HFNC failure were classified as hypoxic respiratory failure (HRF) or non-HRF (NHRF) according to the cause of intubation. Ratio of SpO2 by FiO2 (S/F), ratio of S/F by RR (ROX), ratio of S/F by RR/median RR (ROX-M), and ratio of S/F by z-score of RR (ROX-Z) were calculated and compared between groups.

Results: Of the 152 cases, 45 (29.6%) failed to wean off the HFNC support, of which 21 (46.7%) were HRFs and 24 (53.3%) were NHRFs. S/F and ROX-M at 6 and 3 hours, respectively, showed good predictability for predicting HRF with high area under the curve. Whereas initial hypercapnia and low weight were good predictors for NHRF.

Conclusions: For the management of children with HFNC, these risk factors and indicators should be monitored to make an early decision of intubation.