Annals of the Russian academy of medical sciencesAnnals of the Russian academy of medical sciencesВестник Российской академии медицинских наук0869-60472414-3545"Paediatrician" Publishers LLC167310.15690/vramn1673INFECTIOUS DISEASES: CURRENT ISSUESАКТУАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ИНФЕКЦИОННЫХ БОЛЕЗНЕЙResearch ArticleRisk Factors of Transfer to Mechanical Ventilation of COVID-19 Patients in a Retrospective Non-Randomized StudyФакторы риска перевода больных с COVID-19 на искусственную вентиляцию легких в ретроспективном нерандомизированном исследованииhttps://orcid.org/0000-0001-9876-92024521-9097LakmanIrina A.ЛакманИрина Александровна
Russian Federation

Dr.-Ing., Assoc.Prof. of Biomedical Engineering Department, Head of the Scientific laboratory for the study of social and economic problems of the regions

кандидат технических наук, доцент кафедры биомедицинской инженерии, заведующий научной лаборатории исследования социально-экономических проблем регионов

Lackmania@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-9927-66267066-0715MusinTimur I.МусинТимур Ильгамович
Russian Federation

Assistant Professor of Department of Internal Diseases

ассистент кафедры пропедевтики внутренних болезней

tyrannyah@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0003-4862-9476GaliullinaAliya R.ГалиуллинаАлия Рамисовна
Russian Federation

master's student of Biomedical Engineering Department

магистрант кафедры биомедицинской инженерии

algaliull244@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0003-1149-67026427-4345BagmanovaZilya A.БагмановаЗиля Адибовна
Russian Federation

MD, PhD, Professor of Department of Internal Diseases

доктор медицинских наук, профессор кафедры пропедевтики внутренних болезней

zilya20641@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-6110-03773357-2603GumerovRuslan M.ГумеровРуслан Мансурович
Russian Federation

Assistant Professor of Department of Internal Diseases

ассистент кафедры пропедевтики внутренних болезней

rmgumerov@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0002-5972-64188816-1568DavtyanParuir A.ДавтянПаруйр Артакович
Russian Federation

resident of Department of Internal Diseases

ординатор кафедры пропедевтики внутренних болезней

davtyanparuir@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0002-7249-3364ZagidullinShamil Z.ЗагидуллинШамиль Зарифович
Russian Federation

MD, PhD, Professor of Department of Internal Diseases

проф., доктор медицинских наук, профессор кафедры пропедевтики внутренних болезней

zshamil@inbox.ruhttps://orcid.org/0000-0002-0841-30245046-3704TyurinAnton V.ТюринАнтон Викторович
Russian Federation

MD, PhD, Associate Professor

кандидат медицинских наук, доцент

anton.bgmu@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0002-8439-86207288-4074NovikovSergey V.НовиковСергей Владимирович
Russian Federation

PhD, Professor of Taxes and Taxation Department

кандидат экономических наук, профессор кафедры налогов и налогообложения

sn9177774405@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0003-2125-48972799-6268PavlovValentin N.ПавловВалентин Николаевич
Russian Federation

MD, PhD, Professor, Corresponding Member of the RAS

доктор медицинских наук, профессор, член-корреспондент РАН, зав. каф. урологии

pavlov@bashgmu.ruhttps://orcid.org/0000-0001-7715-302X2189-3619UrazbakhtinaUilya O.УразбахтинаЮлия Олеговна
Russian Federation

PhD of Technical Sciences, Associate Professor

кандидат медицинских наук, доцент кафедры биомедицинской инженерии

urjuol@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-6342-4930CaiBenzhiЦайБенджи
China

Prof., MSc, Department of Pharmacy at The Second Affiliated Hospital, and Department of Pharmacology at College of Pharmacy

магистр, проф. кафедры фармакологии 2-го аффилированного госпиталя и Колледжа фармакологии

caibz@ems.hrbmu.edu.cnhttps://orcid.org/0000-0003-2386-6707ZagidullinNaufal S.ЗагидуллинНауфаль Шамилевич
Russian Federation

MD, PhD, Professor of Department of Internal Diseases, Professor of Biomedical Engineering Department

доктор медицинских наук, заведующий кафедрой пропедевтики внутренних болезней, профессор кафедры биомедицинской инженерии

znaufal@mail.ruUfa State Aviation Technikal UniversityУфимский государственный авиационный технический университетBashkir State UniversityБашкирский государственный университетBashkir State Medical UniversityБашкирский государственный медицинский университетUfa State Aviation Technical UniversityУфимский государственный авиационный технический университетHarbin Medical UniversityХарбинский медицинский университет1804202277133422808202113022022Copyright ©; 2022, "Paediatrician" Publishers LLCCopyright ©; 2022, Издательство "Педиатръ"2022"Paediatrician" Publishers LLCИздательство "Педиатръ"https://vestnikramn.spr-journal.ru/jour/about/submissionshttps://vestnikramn.spr-journal.ru/jour/article/view/1673

Background. The COVID-19 pandemic is associated with significant number of complications and mortality and a burden on the healthcare system. In 10–15% of hospitalized patients, the invasive and non-invasive mechanical ventilation (IMV/NIMV) is required. At the same time, it is important to stratify the risk of mechanical ventilation upon admission to the hospital. Aims — to identify clinical and laboratory risk factors for transfer to IMV and NIMV in hospitalized patients with COVID-19-associated pneumonia. Methods. A retrospective one-center nonrandomized study of 386 consecutive hospitalized patients with COVID-19-associated pneumonia was performed. The primary endpoints were IMV (n=22) and NIMV (n=28). Risk factors of artificial ventilation were considered for periods up to 14 and 28 days for both variants. To select a risk predictor, a univariate analysis based on Cox survival regression was performed, followed by multivariate analysis to determine risk factors at these time points. Results. After 28 days from admission the mortal exit was registered in 20 patients from 386 patients (5.2%). 22 patients (5.7%) were transferred to IMV, and 28 patients (7.3%) — to NIV, and 9 of the latter were transferred later to IMV. As a result of univariate and multivariate analyzes, the risk factors for transfer to mechanical ventilation on 14th day were: age > 65 years (OR=5.91), a history of stroke (OR=17.04), an increased serum level of urea (OR=6.36), LDH (OR=7.39), decreased sodium (OR=12.32), GFR <80 mL/min/1.73 m2 (OR=13.75) and platelets (OR=4.14); on the 28th day — age > 65 years (OR=4.58), J-wave on the ECG (OR=2.98), an increase of LDH (OR=9.99) and a decrease in albumin (OR=2.77) in serum. Predictors of the transfer of patients with COVID-19 to NIV within the period up to 14 days from the beginning of hospitalization were the age > 65 years (OR=5.09), procalcitonin level in the blood > 0.25 ng/ml (OR=0.19), leukocytes > 11×109 (OR=19.64) and increased LDH (OR=3.9). Conclusions. In patients with COVID-19, the risk factors for transfer to IMV/NIVL in the period of 14 and 28 days from the beginning of hospitalization were identified, which enable patient’s mechanical ventilation stratification and to plan respiratory support resources.

Обоснование. Пандемия COVID-19 сопровождается значительным количеством осложнений и смертельных исходов, а также представляет значительную нагрузку на систему здравоохранения. При госпитализации пациентов в 10–15% случаев требуется перевод на инвазивную и неинвазивную искусственную вентиляция легких (ИВЛ/НИВЛ). При этом важно стратифицировать риск перевода на вентиляцию легких при поступлении в стационар. Цель исследования — выявление клинико-лабораторных факторов риска перевода на ИВЛ и НИВЛ у госпитализированных больных с COVID-19-ассоциированной пневмонией. Методы. Проведено ретроспективное исследование 386 последовательно госпитализированных пациентов с COVID-19-ассоциированной пневмонией. Первичными конечными точками были перевод на ИВЛ (n=22) и НИВЛ (n=28). Факторы риска перевода больных на НИВЛ/ИВЛ рассматривались на период до 14-го и 28-го дня для каждого варианта вентиляции. Для отбора предиктора риска был проведен унивариантный анализ на основе регрессии выживаемости Кокса с последующим мультивариантным анализом для определения факторов риска в данных временных точках. Результат. Из 386 пациентов смертельный исход через 28 дней после госпитализации был зарегистрирован у 20 (5,2%) пациентов. На ИВЛ были переведены 22 (5,7%) пациента, на НИВЛ — 28 (7,3%) пациентов, причем из последних 9 переводились позже уже на ИВЛ. В результате уни- и мультивариантного анализа факторами риска перевода на ИВЛ до 14-го дня были возраст > 65 лет (ОШ=5,91), инсульт в анамнезе (ОШ=17,04), повышенный уровень мочевины (ОШ=6,36), ЛДГ (ОШ=7,39), снижение уровня натрия (ОШ=12,32), СКФ <80 мл/мин (ОШ=13,75) и тромбоцитов (ОШ=4,14); до 28-го дня — пожилой возраст > 65 лет (ОШ=4,58), зубец Осборна на ЭКГ (ОШ=2,98), повышение лактатдегидрогеназы (ОШ =9,99) и снижение альбумина (ОШ=2,77). Предикторами перевода пациентов с COVID-19 на НИВЛ в период до 14 дней от начала госпитализации стали пожилой возраст пациента (ОШ=5,09), уровень прокальцитонина в крови > 0,25 нг/мл (ОШ=0,19), лейкоцитов > 11×109 (ОШ=19,64) и ЛДГ (ОШ=3,9). Заключение. У больных с COVID-19 выделены факторы риска перевода на ИВЛ/НИВЛ в период 14 и 28 дней от начала госпитализации, что способствует стратификации пациентов по риску вентиляции легких и позволяет планировать респираторную поддержку.

COVID-19mechanical ventilationnon-invasive mechanical ventilationrisk factorsrisk stratificationCOVID-19неинвазивная искусственная вентиляция легкихинвазивная искусственная вентиляция легкихфакторы рискастратификация рискаFigliozzi S, Masci PG, Ahmadi N., et al. Predictors of adverse prognosis in COVID‐19: A systematic review and meta‐analysis. Eur J Clin Invest. 2020;50(10):e13362. doi: https://doi.org/10.1111/eci.13362Richardson S, Hirsch JS, Narasimhan M, et al. Presenting Characteristics, Comorbidities, and Outcomes Among 5700 Patients Hospitalized with COVID-19 in the New York City Area. JAMA. 2020;323(20):2052–2059. doi: https://doi.org/10.1001/jama.2020.6775Rosenbaum L. The Untold Toll — The Pandemic’s Effects on Patients without COVID-19. N Engl J Med. 2020;382:2368–2371. doi: https://doi.org/10,1056/NEJMms2009984Chowdhury MEH, Rahman T, Khandakar A, et al. An Early Warning Tool for Predicting Mortality Risk of COVID-19 Patients Using Machine Learning. Cognit Comput. 2021;1–16. doi: https://doi.org/10.1007/s12559-020-09812-7Yadaw AS, Li Y-C, Bose S, et al. Clinical features of COVID-19 mortality: Development and validation of a clinical prediction model. Lancet Digit Health. 2020;2(10):e516–e525. doi: https://doi.org/10.1016/S2589-7500(20)30217-XWHO Coronavirus disease (COVID-19) [Electronic recourse]. Available from: URL: https://www.who.int/emergencies/diseases/novel-coronavirus-2019/question-and-answers-hub/q-a-detail/coronavirus-disease-covid-19Gómez CA, Sun C-K, Tsai I-T, et al. Mortality and risk factors associated with pulmonary embolism in coronavirus disease 2019 patients: A systematic review and meta-analysis. Sci Rep. 2021;11(1):16025. doi: https://doi.org/10.1038/s41598-021-95512-7Bushman D, Davidson A, Pathela P, et al. Risk Factors for Death Among Hospitalized Patients Aged 21–64 Years Diagnosed with COVID-19 — New York City, March 13 — April 9, 2020. J Racial Ethn Health Disparities. 2021:1–16. doi: https://doi.org/10.1007/s40615-021-01098-1Suardi LR, Pallotto C, Esperti S, et al. Risk factors for non-invasive/invasive ventilatory support in patients with COVID-19 pneumonia: A retrospective study within a multidisciplinary approach. Int J Infect Dis. 2020;100:258–263. doi: https://doi.org/10.1016/j.ijid.2020.09.012Zagidullin NSh, Motloch LJ, Musin TI, et al. J-waves in acute COVID-19: A novel disease characteristic and predictor of mortality? PloS One. 2021;16(10):е0257982. doi: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0257982Atlam M, Torkey H, El-Fishawy N, et al. Coronavirus disease 2019 (COVID-19): Survival analysis using deep learning and Cox regression model. Pattern Anal Appl. 2021;24(3):993–1005. doi: https://doi.org/10.1007/s10044-021-00958-0Harrell FEJr, Califf RM, Pryor DB, et al. Evaluating the yield of medical tests. JAMA. 1982;247(18):2543–2546. PMID: 7069920Antzelevitch C, Yan G-X, Ackerman MJ, et al. J-Wave syndromes expert consensus conference report: Emerging concepts and gaps in knowledge. Europace. 2017;19(4):665–694. doi: https://doi.org/10.1093/europace/euw235Abdeen Y, Kaako A, Ahmad Amin Z, et al. The Prognostic Effect of Serum Albumin Level on Outcomes of Hospitalized COVID-19 Patients. Crit Care Res Pract. 2021;2021:9963274. doi: https://doi.org/10.1155/2021/9963274Gomi K, Ito T, Yamaguchi F, et al. Clinical features and mechanism of liver injury in patients with mild or moderate coronavirus disease 2019. JGH Open. 2021;5(8):888–895. doi: https://doi.org/10.1002/jgh3.12599Giovanelli N, Lazzer S, Cauci S. Muscle damage and inflammatory status biomarkers after a 3-stage trail running race. J Sports Med Phys Fitness. 2020;60(11):1486–1492. doi: https://doi.org/10.23736/S0022-4707.20.10997-6Allenbach Y, Saadoun D, Maalouf G, et al. Development of a multivariate prediction model of intensive care unit transfer or death: A French prospective cohort study of hospitalized COVID-19 patients. Observational Study. PLoS One. 2020;15(10):e0240711. doi: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0240711Chebotareva N, Berns S, Androsova T, et al. Risk factors for invasive and non-invasive ventilatory support and mortality in hospitalized patients with COVID-19. Med Intensiva (Engl Ed). 2021;S0210-5691(21)00076-0. doi: https://doi.org/10.1016/j.medin.2021.04.002Миронов П.И., Лутфарахманов И.И., Сырчин Е.Ю., и др. Предикторы гибели пациентов с COVID-19, находящихся на искусственной вентиляции легких // Медицинский вестник Башкортостана. — 2020. — Т. 15. — № 6 (90). — С. 86–92. [Mironov PI, Lutfarahmanov II, Syrchin EYu., et al. Predictors of death in patients with Covid-19 on artificial lung ventilation. Medicinskij vestnik Bashkortostana. [Medical Bulletin of Bashkortostan]. 2020;15(6(90)):86–92. (In Russ.)]Szakmany T, Tuckwell W, Harte E, et al. Differences in Inflammatory Marker Kinetics between the First and Second Wave of COVID-19 Patients Admitted to the ICU: A Retrospective, Single-Center Study. J Clin Med. 2021;10(15):3290. doi: https://doi.org/10.3390/jcm10153290Авдеев С.Н., Царева Н.А., Мержоева З.М., и др. Практические рекомендации по кислородотерапии и респираторной поддержке пациентов с COVID-19 на дореанимационном этапе // Пульмонология. — 2020. — Т. 30. — № 2. — С. 151–163. [Avdeev SN, Tsareva NA, Merzhoeva ZM, et al. Practical guidelines for oxygen therapy and respira tory support for patients with COVID-19 in the pre-life support. Russian Pulmonology. 2020;30(2):151–163 (in Russ.)]. doi: https://doi.org/10.18093/0869-0189-2020-30-2-151-163Vitacca M, Nava S, Santus P, Harari S. Early consensus management for non-ICU acute respiratory failure SARS CoV-2 emergency in Italy: from ward to trenches. Eur Respir J. 2020;55(5):2000632. doi: https://doi.org/10.1183/13993003.00632-2020