Index ROX pour l'intubation après oxygénothérapie nasale à haut débit

Contexte clinique

L'oxygénothérapie nasale à haut débit (ONHD) est désormais établie dans l'insuffisance respiratoire hypoxémique, mais une préoccupation centrale demeure : le retard à l'intubation. Les patients qui ne s'en sortiront pas sous ONHD s'aggravent pendant l'attente, et une intubation tardive est associée à une mortalité accrue. Dans le même temps, il n'est pas cliniquement évident, à un stade précoce, quels patients vont réussir et lesquels vont nécessiter une ventilation invasive. L'oxygénation seule est un marqueur peu fiable, l'ONHD pouvant maintenir une SpO₂ acceptable alors même que le travail respiratoire et l'épuisement augmentent. L'index ROX associe oxygénation et fréquence respiratoire en une mesure simple, réalisable au lit du patient sans gazométrie artérielle, et vise à distinguer précocement les patients qui vont vraisemblablement tolérer l'ONHD de ceux qui exigeront une escalade.

Calcul du ROX

Le ROX se calcule comme le rapport de l'index d'oxygénation à la fréquence respiratoire :

$$\text{ROX} = \frac{\text{SpO}_2 / \text{FiO}_2}{\text{Fréquence respiratoire}}$$

où la SpO₂ est exprimée en pourcentage, la FiO₂ en fraction (par exemple 0,40 pour 40 %) et la fréquence respiratoire en cycles par minute. Une valeur plus élevée traduit une meilleure oxygénation rapportée au travail respiratoire et plaide pour une réussite de l'ONHD.

L'index a été dérivé par Roca et al. dans une cohorte multicentrique prospective de 191 patients présentant une insuffisance respiratoire hypoxémique aiguë d'origine pneumonique traités par ONHD [1]. La cohorte a été constituée sur deux ans dans plusieurs centres d'Espagne et de France. Le critère était le recours à l'intubation, survenu chez 68 patients (35,6 %). Les auteurs ont utilisé des modèles de Cox à risques proportionnels pour établir l'association du ROX au critère et ont trouvé que sa capacité prédictive augmentait avec le temps après le début de l'ONHD : l'AUC était de 0,679 à 2 heures, 0,703 à 6 heures et 0,759 à 12 heures [1]. Un ROX ≥ 4,88 aux trois moments était constamment associé à un risque d'intubation plus faible, avec des hazard ratios compris entre 0,29 et 0,43. Pour identifier les patients à haut risque d'échec, des seuils plus bas ont été proposés : < 2,85 à 2 heures, < 3,47 à 6 heures et < 3,85 à 12 heures [1].

Interprétation en pratique

Le ROX doit être mesuré à plusieurs reprises après le début de l'ONHD, et non de façon ponctuelle. Le calculateur utilise le seuil de réussite validé de ≥ 4,88, mais en usage clinique il convient de considérer trois zones de risque, avec des limites inférieures d'échec adaptées au temps écoulé, telles que définies dans l'étude de dérivation [1] :

Un ROX croissant dans le temps est rassurant. Une valeur qui baisse ou reste basse, en particulier sous la limite inférieure correspondant au moment de la mesure, indique que l'ONHD ne suffit pas et qu'une escalade doit être activement envisagée. À 2 heures, l'index est encore faiblement prédictif (AUC 0,679 dans la cohorte de dérivation) et doit être interprété avec prudence ; à 6 heures et surtout à 12 heures, il devient plus fiable [1].

Validation et performance

Une revue systématique avec méta-analyse de Zhou et al. a inclus 13 études observationnelles totalisant 1 751 patients avec pneumonie et insuffisance respiratoire hypoxémique aiguë [2]. L'AUC hiérarchique groupée (AUHSROC) était de 0,81 (IC 95 % 0,77 à 0,84), avec une sensibilité groupée de 0,71 (IC 95 % 0,64 à 0,78) et une spécificité de 0,78 (IC 95 % 0,70 à 0,84). Les valeurs seuils variaient toutefois nettement entre les études, avec une moyenne de 4,8 et une médiane de 5,3, la plupart des valeurs se concentrant entre 4,5 et 6,0 [2]. Les analyses en sous-groupes montraient une capacité prédictive comparable, que la mesure ait été faite dans les 6 heures ou entre 6 et 12 heures, et l'index se comportait de façon fiable y compris dans le sous-groupe COVID-19.

Une validation externe dans une cohorte multicentrique japonaise de 300 patients COVID-19 (Okano et al.) a en revanche montré une discrimination précoce moindre [3]. L'AUROC du ROX à 2 heures n'était que de 0,57, et de 0,62 à 6 heures. Elle n'atteignait 0,68 qu'à 12 heures et 0,75 à 48 heures. Avec la limite inférieure d'origine de < 2,85 à 2 heures, la sensibilité n'était que de 3 % pour une spécificité de 100 %, ce qui signifie que presque tous les patients qui allaient effectivement échouer étaient manqués précocement. L'évaluation du calibrage a montré que le ROX n'était pas bien calibré dans cette population [3].

Vega et al. ont étudié 120 patients COVID-19 traités hors réanimation dans trois centres [4]. L'AUC à 12 heures y était de 0,79, mais le seuil optimal était de 5,99 (spécificité 96 %, sensibilité 62 %), nettement supérieur à 4,88. Le seuil de Roca de 4,88 ne permettait pas de discriminer significativement réussite et échec dans cette cohorte (p = 0,4 au test du log-rank) [4]. Les auteurs avancent que le mécanisme différent de l'hypoxie dans la pneumonie à COVID-19, avec microthromboses et espace mort élevé, peut expliquer qu'un ROX plus élevé soit nécessaire pour prédire la réussite.

En résumé, le ROX se comporte le mieux dans les pneumonies non liées à la COVID-19, contexte dont il est issu, et lorsqu'il est mesuré après 12 heures. Dans les cohortes COVID-19, la discrimination est moins bonne précocement et les seuils peuvent devoir être relevés.

Limites

Le ROX est validé pour l'insuffisance respiratoire hypoxémique d'origine pneumonique. Son extrapolation à d'autres étiologies, par exemple l'insuffisance cardiaque, un SDRA d'autre origine ou une insuffisance respiratoire postopératoire, ne repose pas sur des données solides et doit se faire avec prudence.

L'index ne capte que trois variables et ignore des paramètres cliniques importants comme le niveau de conscience, l'hémodynamique, le pH et l'intensité de l'effort respiratoire. Un patient dont la PaCO₂ augmente, qui s'épuise ou devient instable sur le plan hémodynamique peut avoir un ROX en apparence acceptable et néanmoins nécessiter une intubation immédiate. Le ROX ne doit jamais fonder à lui seul le report d'une intubation lorsque des signes cliniques d'épuisement sont présents.

La décision d'intuber est elle-même subjective et dépend de la disponibilité des lits de réanimation, des pratiques locales et des attentes du médecin traitant. C'est une source de biais dans toutes les études de validation et cela explique en partie la variabilité des seuils et des performances rapportés d'une cohorte à l'autre.

La SpO₂ est une variable peu fiable aux FiO₂ très élevées, l'oxymétrie de pouls ayant une résolution limitée pour des saturations proches de 100 %, ce qui peut masquer une aggravation. En cas d'anémie importante ou de trouble de la circulation périphérique, la SpO₂ peut en outre être trompeuse.

Sources

1. Roca O, Caralt B, Messika J, et al. An Index Combining Respiratory Rate and Oxygenation to Predict Outcome of Nasal High-Flow Therapy. Am J Respir Crit Care Med. 2019;199(11):1368-1376. PMID: 30576221
2. Zhou X, Liu J, Pan J, et al. The ROX index as a predictor of high-flow nasal cannula outcome in pneumonia patients with acute hypoxemic respiratory failure: a systematic review and meta-analysis. BMC Pulm Med. 2022;22(1):121. PMID: 35365110
3. Okano H, Yamamoto R, Iwasaki Y, et al. External validation of the HACOR score and ROX index for predicting treatment failure in patients with coronavirus disease 2019 pneumonia managed on high-flow nasal cannula therapy: a multicenter retrospective observational study in Japan. J Intensive Care. 2024;12(1):7. PMID: 38360681
4. Vega ML, Dongilli R, Olaizola G, et al. COVID-19 Pneumonia and ROX index: Time to set a new threshold for patients admitted outside the ICU. Pulmonology. 2022;28(1):13-17. PMID: 34049831