Light Sedation and Mobilization in ARDS Patients on ECMO: Feasibility and Implications

Abstract

Background: Functional outcomes after Intensive care Unit (ICU) stay are of increasing interest. Mobilization in this setting is one of the proposed measures to improve patients’ functional independence. While some evidence is already available regarding usual ICU patients, mobilization during extracorporeal life support (ECLS) is still controversial in many centers. We aimed to evaluate its feasibility and the functional outcomes associated with this approach in extracorporeal membrane oxygenation (ECMO) patients.

Material and Methods: In this monocentric retrospective study, 451 patients with Acute Respiratory Distress Syndrome (ARDS) and ECMO (at least 48 hours on ECMO) from the Charité ARDS/ECMO Center between January 2007 and March 2019 were included. Patient characteristics at admission and clinical courses were analyzed. Specifically, the Surgical ICU Optimal Mobilization Score (SOMS) was recorded at admission, initiation and termination of ECMO, and at discharge from the intensive care unit. This study aims to analyze both the feasibility of active physiotherapy during ECMO and the potential clinical benefits of early active physiotherapy. The first objective was assessed based on patient-related and ECMO circuit-related complications, while the second objective was evaluated based on SOMS and SOFA scores.

Results: Functional outcome (represented by the SOMS at ICU discharge) was higher in the active mobilization group (mean 2.9 (SD 0.85) vs. 1.3 (SD 0.88), p < 0.0001) compared to the passive mobilization group during ECLS. Additionally, the frequency of patient-related and circuit-related complications was not associated with active physiotherapy. A quicker initiation of physiotherapy was significantly associated with progression to higher functional levels in the multistate Markov model (HR 0.819 CI% 0.78-0.85), which is an inverse correlation. Patients in the active mobilization group during ECLS were younger, weighed less, and had lower severity of illness scores at admission compared to controls. There was no difference in ICU mortality in both groups.

Conclusions: Patients undergoing ECLS in the context of ARDS tend to have poorer functional outcomes. Mobilization ECLS therapy appears to be safe and to be associated with better outcomes at ICU discharge. Due to the retrospective nature of this analysis, confusion factors may partially hinder the ability to link the intervention with the better outcomes seen in this study.

Hintergrund: Funktionelle Outcomes von Patienten nach längerem Aufenthalt auf einer Intensivstation sind zurzeit von großem Interesse. In diesem Zusammenhang ist die physiotherapeutische Mobilisierung der Patienten eine der möglichen Maßnahmen, die das klinische Ergebnis entscheidend verbessern können. Obwohl bereits wissenschaftliche Evidenz bezüglich der Mobilisierung von Intensivpatienten vorliegt, ist die Umsetzung dieser Maßnahmen im Zusammenhang mit laufender extrakorporealer Membranoxygenierung (ECMO) immer noch umstritten. Das Ziel dieser Studie ist es deshalb, die Umsetzbarkeit der Mobilisierung bei kritisch kranken Intensivpatienten unter laufender ECMO und die damit assoziierten funktionellen Outcomes zu evaluieren. Material und Methodik: In dieser monozentrischen retrospektiven Studie wurden 451 (vierhunderteinundfünfzig) Patienten mit einem Acute Respiratory Distress-Syndrom (ARDS) und ECMO (mindestens 48 Stunden an der ECMO) aus dem Charité ARDS/ECMO Zentrum zwischen Januar 2007 und März 2019 eingeschlossen. Charakteristika der Patienten bei der Aufnahme sowie die klinischen Verläufe wurden analysiert. Insbesondere der Surgical ICU Optimal Mobilisation Score (SOMS) wurde bei Aufnahme, Beginn und Ende von ECMO und bei der Entlassung von der Intensivstation erfasst. Ziel dieser Studie ist, sowohl die Umsetzbarkeit der aktiven Physiotherapie während ECMO als auch mögliche klinische Vorteile der frühzeitigen aktiven Therapie zu analysieren. Das erste Ziel wurde anhand patientenbezogener und im Zusammenhang mit der ECMO stehender technischer Komplikationen geprüft, während das zweite Ziel anhand des SOMS und SOFA-Scores im Verlauf überprüft wurde. Ergebnisse: Bessere funktionelle Ergebnisse (repräsentiert durch höhere SOMS Werte bei der Entlassung von der Intensivstation (ITS)) waren in der ECLS Gruppe mit aktiver Mobilisierung zu sehen (Mittelwert 2,9 (SD 0,85) vs. 1,3 (Standardabweichung 0,88) p < ,0001). Darüber hinaus war die aktive Physiotherapie nicht mit einer erhöhten Inzidenz von Patienten-bedingten und systembedingten Komplikationen assoziiert. Die in Anspruch genommene Zeit zum Beginn der Physiotherapie war mit der Progression zu besseren funktionellen Niveaus in einer Multistate-Markov-Modelle statistisch signifikant assoziiert (HR 0.819 CI% 0.78-0.85). Patienten in der Gruppe mit aktiver Mobilisierung waren junger, hatten einen geringeren Body Mass Index (BMI) und niedrige intensivmedizinische Aufnahmescores im Vergleich zur Gruppe ohne aktive Mobilisierung. Die ITS-Mortalität unterschied sich nicht zwischen den Gruppen. Schlussfolgerung: Mobilisierung während Lungenersatzverfahren scheint sicher zu sein. Ein besserer funktioneller Outcome ist damit assoziiert. Da diese Ergebnisse auf einer retrospektiven Analyse basieren, können nur zum Teil Rückschlüsse auf einen kausalen Zusammenhang zwischen Mobilisierung und verbesserte funktionale Outcomes gezogen werden.