Whole blood in prehospital damage control resuscitation : -Safety, feasibility, and logistics

Abstract

Bakgrunn De siste tiårene har det vært et paradigmeskifte i behandlingen av blødningsjokk. Skadebegrensende resuscitering har som hensikt å understøtte hemostatisk evne hos pasienten og reversere og dempe konsekvensene av sjokk slik at pasienten har tilstrekkelige fysiologiske reserver til å overleve påfølgende behandling i sykehus. Strategien baserer seg i all hovedsak på å starte tidlig behandling med blod og blodprodukter. I økende grad har sivile og militære prehospitale tjenester vurdert fullblod som et alternativ for den intiale resusciteringen av blødningsjokk. Selv om fullblod har tiltalende egenskaper er det flere utfordringer ved implementering av fullblod i et prehospitalt system. Forhold knyttet til sikkerhet, logistikk, lagring og praktisk bruk bør evalueres.

Mål Å undersøke og evaluere implementeringen av et program for implementering av prehospitalt lavtiter gruppe O fullblod (LTOWB).

Metode Paper I undersøkte gjennomførbarhet, sikkerheten og effektivitet av intraossøs sternal autolog re-infusjon av varmt friskt fullblod (WFWB) i en prospektiv human komparativ studie. Paper II undersøkte ex vivo kvaliteten til lav titer type O fullblod (LTOWB) under fremskutt lagring i opptil 21 dager i en lufttett temperaturregulert beholder ved en luftambulansebase sammenlignet med LTOWB lagret i blodbanken. Paper III identifiserte nåværende prehospitale blodtransfusjonsprogrammer, fremtidige behov og potensielle barriærer for implementering av LTOWB i en spørreundersøkelse blant medisinsk ansvarligeleger ved luft og redningshelikoptertjenestene i Norge. Paper IV beskrev implementeringen av et LTOWB-transfusjonsprogram i Luftambulansetjenesten i Bergen i perioden 2015-2020 i en prospektiv observasjonsstudie.

Resultater Det var ingen hemolyse etter sternal intraossøs re-infusjon av fullblod. Median infusjonshastighet var 46,2 ml/min for FAST-1-IO nålen, og feilraten ved innleggelse av IO tilgangen for uerfarent personell var 9 %. Fremskutt lagring av LTOWB opptil 21 dager førte ikke til konsekvenser som kan true pasientsikkerheten. Blodet tilfredstilte EU krav i hele lagringsperioden. Det var ingen signifikante forskjeller i de hematologiske variablene, blodplateaggregering eller viskoelastiske egenskaper mellom blod lagret fremskutt og blod lagret i blodbanken. Alle luft og redningshelikopter i Norge har blodprodukter tilgjengelig. Fire av 20 (20 %) har implementert LTOWB. Et flertall av tjenestene har en preferanse for LTOWB siden dette muliggjør tidlig balansert transfusjon og kan ha logistiske fordeler i tidskritiske situasjoner. Blodbanker som leverer LTOWB rapporterer gunstige erfaringer. I løpet av 2015-2020 responderte Luftambulansen i Bergen til 5124 pasienter. Syttito (1,4%) mottok blodtransfusjon. 52 pasientene samtykket til deltagelse i studien. Av disse fikk 48 LTOWB. Førtiseks (88 %) ble innlagt på sykehuset i live, og 76 % av disse fikk ytterligere transfusjoner i løpet av de første 24 timene. De fleste pasienter presenterte med stump skademekanikk (69 %), etterfulgt av blødninger som ikke var relatert til traumer (29 %). Totalt overlevde 36 (69%) 24 timer, og 28 (54%) overlevde 30 dager. Ingen transfusjonsreaksjoner eller logistiske problemer ble rapportert.

Konklusjon Intraossøs infusjon av WFWB er trygt, pålitelig og gir tilstrekkelig flow for den initielle resuscitering ved blødningsjokk. Fremskutt lagring av LTOWB i Luftambulansetjenesten er gjennomførbart og trygt. Kvalitet tilfredstiller EU krav opptil 21 dagers lagring, og hemostatiske egenskaper e LTOWB sammenlingbar med LTOWB lagret i blodbanken. Luftambulansetjenestene og blodbankene som leverer LTOWB har gode erfaringer med implementering av LTOWB. Våre undersøkelser viser at implementering av et prehospitalt transfusjonsprogram med fullblod er mulig og sikkert. Det er videre behov for studier som ser på effektiviteten av fullblod sammenlignet med blodkomponenter.

Background In the last two decades, resuscitation of hemorrhagic shock has undergone a paradigm shift. Modern damage control resuscitation strategies aim to improve outcomes by facilitating early hemostatic resuscitation with blood and blood products. The ultimate goal is to prevent, reverse or mitigate the severity and duration of shock and its consequences until definitive hemorrhage control can be achieved. As a result, both civilian and military EMS systems are considering whole blood for prehospital resuscitation of hemorrhagic shock. Although appealing, establishing a robust system for forward resuscitation with whole blood is challenging as several vital factors regarding safety, logistics, and implementation barriers need to be considered.

Aim To investigate and evaluate the implementation of a pre-hospital low titer group O whole blood (LTOWB) transfusion program.

Methods Paper I investigated the feasibility, safety, and efficacy of autologous re-infusion of warm fresh whole blood (WFWB) through an intraosseous sternal device in a prospective human comparative study. Paper II investigated the ex vivo quality of LTOWB during storage for up to 21 days in an airtight thermal container at a helicopter emergency medical system (HEMS) base compared to LTOWB stored in the blood bank. Paper III identified current pre-hospital blood transfusion programs, future needs, and potential obstacles in implementing LTOWB in a national survey among the medical directors of the Norwegian HEMS and Search and Rescue (SAR) helicopter bases. Finally, in a prospective observational study, paper IV described and evaluated the implementation of a LTOWB program in one of the Norwegian HEMS services in 2015-2020.

Results There was no evidence of hemolysis following sternal intraosseous re-infusion of whole blood. The median infusion rate was 46.2mL/min for the FAST-1 device, and the failure rate for inexperienced personnel was 9%. Storage of LTOWB complied with the EU regulations throughout remote and in- hospital storage for 21 days. In addition, there were no significant differences in hematology variables, platelet aggregation, or viscoelastic properties between blood stored remotely and in the blood bank. All HEMS and SAR helicopter services in Norway carry LTOWB or blood components. A majority of services have a preference for LTOWB because LTOWB enables early balanced transfusion and may have logistical benefits in time-critical emergencies. This far, four of 20 (20%) have implemented LTOWB. Blood banks and services that provide LTOWB report favorable experiences. During the five years, the Bergen HEMS in study IV responded to 5124 patients. Seventy-two (1.4%) were transfused. Twenty patients were excluded mainly due to a lack of informed consent. Of the 52 patients, 48 received LTOWB. Forty-six (88%) were admitted to the hospital alive, and 76% of these received additional transfusions during the first 24 hours. Most patients presented with blunt trauma mechanisms (69%), followed by hemorrhage unrelated to trauma (29%). Overall 36 (69%) survived 24 hours, and 28 (54%) survived 30 days. No suspected transfusion reactions or logistical issues were reported.

Conclusion WFWB transfusion through the IO route is safe, reliable, and provides sufficient flow for the initial resuscitation of hemorrhagic shock. Storage of LTOWB in thermal containers in a pre-hospital HEMS service is feasible and safe. Hemostatic properties are present for up to 21 days of storage and are similar to LTOWB stored in the blood bank. HEMS services and blood banks report favorable experiences implementing and utilizing LTOWB in Norway. The logistics of LTOWB emergency transfusions are manageable and safe in a Norwegian HEMS service.