Sequential application of oxygen therapy via high-flow nasal cannula and non-invasive ventilation in COVID-19 patients with acute respiratory failure in the intensive care unit: A prospective, observational study

Abstract

Objective: Non-invasive mechanical ventilation (NIV) and high-flow nasal oxygen therapy (HFNO) are the most frequently used methods for treating hypoxemia in those diagnosed with coronavirus disease-2019 (COVID-19) in the intensive care unit (ICU). In this prospective study, we compared the effects of these two treatment modalities applied alternately in the same patient.

Materials and Methods: Standard oxygen therapy (SOT) was administered for 1 hour to patients hospitalized in the ICU with a diagnosis of acute hypoxemic respiratory failure (AHRF) and acute respiratory distress syndrome (ARDS) due to COVID-19. HFNO and NIV were applied alternately to patients who met the inclusion criteria, and we evaluated the effects of HFNO and NIV applied to the same patient.

Results: Thirty of forty-five patients admitted to the ICU for COVID-19 ARDS met the inclusion criteria for the study. According to the first and second arterial blood gas (ABG) values, the PaO2/ FiO(2) (P/F) ratio was significantly higher during NIV compared to both baseline and HFNO. In addition, the ROX index was significantly higher during NIV than HFNO, and SpO(2) in NIV increased significantly compared with the baseline value. In both methods, patient satisfaction according to the visual analog scale was better than that of SOT. Eighty percent (24/30) of the patients were orotracheally intubated; 13 patients were transferred to the ward (43.3%), 2 patients were discharged home (6.7%), and 15 patients died (50%).

Conclusion: Starting respiratory support with HFNO and/or NIV rather than SOT is more effective in improving oxygenation in patients with AHRF and ARDS due to COVID-19 and other causes. NIV is more effective than HFNO in increasing the SpO(2) and P/F ratio.

Amaç: Yoğun bakım ünitesinde (YBÜ) koronavirüs hastalığı-2019 (COVİD-19) tanısı alan hastalarda hipokseminin tedavisinde en sık kullanılan stratejiler yüksek akışlı nazal oksijenizasyon (HFNO) ve non-invaziv ventilasyon (NİV) stratejileridir. Bu prospektif çalışmada, aynı hastada dönüşümlü olarak uygulanan bu iki tedavi yönteminin etkilerini karşılaştırmayı amaçladık. Gereç ve Yöntem: Akut hipoksemik solunum yetmezliği (AHSY) ve COVİD-19’a bağlı akut respiratuvar distress sendromu (ARDS) tanısı ile YBÜ’de yatan hastalara 1 saat standart oksijen tedavisi uygulandı. Dahil edilme kriterlerini karşılayan hastalara dönüşümlü olarak HFNO ve NİV uygulandı ve aynı hasta üzerinde HFNO ile NİV etkileri araştırıldı. Bulgular: COVİD-19 ARDS nedeniyle YBÜ’ye kabul edilen kırk beş hastadan otuzu çalışmanın dahil edilme kriterlerini karşıladı. Birinci ve ikinci arter kan gazı değerlerine göre NİV sırasında PaO2 /FiO2 (P/F) oranı hem başlangıca hem de HFNO’ya göre anlamlı olarak yüksekti. Ek olarak, ROX indeksi, NİV sırasında HFNO’dan önemli ölçüde daha yüksekti ve NİV’deki SpO2 değeri başlangıç değerine kıyasla önemli ölçüde arttı. Her iki yöntemde de vizüel analog skalaya göre hasta memnuniyeti standart oksijen terapisine (SOT) göre daha iyiydi. Hastaların yüzde sekseni (24/30) orotrakeal entübe edildi; 13 hasta servise sevk edildi (%43,3), 2 hasta taburcu edildi (%6,7), 15 hasta öldü (%50). Sonuç: COVİD-19 ve diğer nedenlere bağlı AHSY ve ARDS hastalarında solunum desteğine SOT yerine HFNO ve/veya NİV ile başlamak oksijenizasyonu iyileştirmede daha etkilidir. NİV, SpO2 ve (PaO2 / FiO2 ) P/F oranını artırmada HFNO’dan daha etkilidir.