Oxygenation improvement and duration of prone positioning are associated with ICU mortality in mechanically ventilated COVID-19 patients
Authors: De Rosa Silvia , Sella Nicolò , Bellani Giacomo , Foti Giuseppe , Cortegiani Andrea , Lorenzoni Giulia , Gregori Dario , Boscolo Annalisa , Cattin Lucia , Elhadi Muhammed , Fullin Giorgio , Garofalo Eugenio , Gottin Leonardo , Grassetto Alberto , Maggiore Salvatore Maurizio , Momesso Elena , Peta Mario , Poole Daniele , Rona Roberto , Tiberio Ivo , Zanoletti Andrea , Rezoagli Emanuele , Navalesi Paolo ,   for the SIAARTI Study Group, Abastanotti Marco , Abdel-Maboud Abdel-Maboud Mohamed , Abdelmageed Abdelfatah Abdellateef , Abdullah Eissa , Abodina Ahmed Mohammed , Abuelyamen Aymen , Abusalama Abdurraouf , Abuzaid Tareg Abdalla , Aceto Romina , Addesa Stefano , Alampi Daniela , Aldhalia Amer , Alessio Risoli , Al-juaifari Maytham , Alqandouz Raja Ahmed , Al-Sadawi Mohammed , Anderloni Marco , Andrea Cannone , Andriolo Enrico , Anna Botto , Antonini Benvenuto , Anzellotti Gian Marco , Aritzu Matteo , Awad Ahmed K. , Badii Flavio , Bakeer Hibah Bileid , Bakri Aziza , Ballin Andrea , Barattini Massimo , Barotti Mattia , Bassi Mara , Bellandi Mattia , Bellin Marzia , Bellissima Agrippino , Benini Annalisa , Berruto Francesco , Berta Giacomo , Berti Marco , Biagioni Emanuela , Biamonte Eugenio , Bianchetti Giacomo , Bianchin Andrea , Biasetto Manuela , Binnawara Muhannud , Bisi Maria , Bitondo Maria Maddalena , Boffa Nicoletta , Bombino Michela , Bonazzi Benedetta , Bonetta Elisa , Boni Elisa , Borga Sara , Bosco Vincenzo , Boscolo Gloria , Bozzon Veronica , Brazzi Luca , Bristot Alessandro , Brumana Niccolò , Bruni Andrea , Bruscagnin Chiara , Busani Stefano , Bussone Guido , Caironi Pietro , Calocero Tiffany , Campagnolo Matteo , Canepa Claudine , Carlon Riccardo , Carrara Alfonso , Castelli Antonio , Catalisano Giulia , Cavinato Martina , Ceccaroni Francesca , Cecconi Maurizio , Cedrone Martina , Graziadei Marcello Ceola , Cesana Matteo , Cilloni Nicola , Colombo Enrico , Colombo Riccardo , Coloretti Irene , Congedi Sabrina , Corea Angela , Cornacchia Nicola , Corrado Silvia , Cricca Valentina , Crivellari Chiara , Cursio Wanda , Mora Ernesto Dalla , Dall’Ara Lorenzo , Danzi Vinicio , Davicco Luca , De Cassai Alessandro , Devigili Alessandro , Di Blasi Salvatore , Di Fede Antonino , Di Giannantonio Antonia , Di Giannatale Pierluigi , Di Matteo Luna , Di Noto Giovanni , Di Tizio Luca , Donadello Katia , Donatelli Chiara , Elbakheet Deyaa Elden , Elisa Gallo , Emara Moataz Maher , Esaadi Haneen , Fabbris Mirca , Ferluga Massimo , Ferrante Luigi , Filippone Francesco , Filippone Francesco , Finotto Elena , Fior Ilaria , Forin Edoardo , Fossali Tommaso , Fracchia Rosa , Francesco Salvo , Francesconi Alessandra Gioia , Franchetti Nicola , Frisella Sara , Frontera Regina , Fumagalli Roberto , Furlani Elisa , Gamberini Lorenzo , Gamberini Elisa , Gamberini Emiliano , Gandolfi Leonardo , Ganzerla Bernardetta , Gasperi Silvia , Gatto Ilenia , Geraldini Federico , Geremia Monica , Giani Marco , Girardis Massimo , Giuntoli Lorenzo , Godi Ilaria , Golino Gianlorenzo , Gottardi Beatrice , Grande Antonio , Greco Massimiliano , Guerra Daniela , Guzzardella Amedeo , Haddud Abdurrahman , Hashim Hashim Talib , Hussein Aliae A. R. Mohamed , Ilaria Blangetti , Iob Teresa , Iovino Giovanni Carmine , Ippolito Mariachiara , Isgrò Stefano , Jovinelli Cristina , Khalleefah Abdulmuhaymin , Kredan Ali Abdulnasir , La Rosa Riccardo , La Spisa Claudio , Landolfi Luca , Langer Thomas , Lerose Annalisa , Linassi Federico , Lion Jacopo , Scrudato Giulia Lo , Lombardo Antonella , Longhini Federico , Lubian Marta , Luccarelli Giulia , Lucchini Alberto , Magliocca Aurora , Maiorelli Giorgio , Mariani Ilaria , Marinello Anna , Marrazzo Francesco , Martin Marina Alessandra , Martinetti Nicolo , Martinez Ettore , Martini Alvise , Matteo Marilena , Mattson James , Maugeri Jessica Giuseppina , Mazzanti Federica , Medici Francesca , Melchior Luca , Menato Lorenza , Milan Beatrice , Mogahed Maiseloon , Mojoli Francesco , Mongodi Silvia , Montomoli Jonathan , Montrucchio Giorgia , Moretto Lorenza , Moschini Giuseppe , Munari Elena , Neri Giuseppe , Nicoletti Rosella , Nova Alice , Nuzzo Nicoletta , Olivieri Andrea Maria , Olivieri Sara , Ongaro Sebastiano , Orlando Anita , Othman Eman , Ottolina Davide , Pagani Michele , Paluzzano Giacomo , Panciera Giulio , Paolo Valesano , Papaccio Francesco , Parente Marcella , Parimisi Zoe , Pasin Laura , Pasqua Lucia Alessandra , Pavan Federica , Perona Matteo , Persona Paolo , Pettenuzzo Tommaso , Pezzi Angelo , Pistollato Elisa , Polati Enrico , Fritz Melissa Polo , Ponzone Gilda , Pozzi Matteo , Prandini Antonella , Predonzani Nicoletta , Premoli Chiara , Cominesi Davide Raimondi , Rama Jacopo , Ramahi Linda , Randon Ginevra , Repishti Marta , Restivo Andrea , Ricci Mara , Rizzello Veronica , Roat Erika , Rocco Monica , Rodi Andrea , Rondelli Egle , Russotto Vincenzo , Saggioro Debora , Saglietti Francesco , Said Abdurraouf , Sales Gabriele , Saliga Abdulhamid Ahmed , Salih Reem , Salvagno Michele , Sammarco Antonio Massimo , Santi Jacopo , Santi Carola , Saraceni Elisabetta , Scaramuzzo Gaetano , Schiavolin Chiara , Schinetti Valerio , Schweiger Vittorio , Serafini Elena , Serana Teodora , Serano Luca , Shalabi Laila Esnoussi , Shames Haitam , Simari Salvatore , Simoni Caterina , Smiraglia Simone , Soccorsi Fabio , Soragni Alessandra , Sorrentino Silvana , Spadaro Savino , Spina Stefano , Talamonti Marta , Talarico Francesco , Tartivita Chiara Natalia , Tenaglia Tommaso , Terranova Francesco , Testini Denise , Toffoletto Fabio , Toniolo Anna , Tonzar Morena , Torsello Giulia , Travaglini Tommaso , Tritapepe Fabrizio , Tritapepe Luigi , Troisi Letizia , Turvani Fabrizio , Urso Lucrezia , Liouras Rita Vaia , Valente Paolo , Vallecoccia Maria Sole , Vergano Paola , Vergine Sara , Vetrugno Luigi , Zambelli Vanessa , Zanaty Mostafa , Zarantonello Francesco , Zardin Michela , Zini Francesca , Zoppellaro Eugenia 
Published: January 2025

Abstract

Background
Prone position has been diffusely applied in mechanically ventilated COVID-19 patients. Our aim is ascertaining the association between the physiologic response and the length of the first cycle of prone position and intensive care unit (ICU) mortality.

Methods
International registry including COVID-19 adult patients who underwent prone positioning. We measured the difference for arterial partial pressure of oxygen to inspired fraction of oxygen ratio (PaO2/FiO2), ventilatory ratio, and respiratory system compliance (Crs) between baseline supine position and at either the end of the first cycle of prone position (Delta-PP) or re-supination (Delta-PostPP).

Results
We enrolled 1816 patients from 53 centers. Delta-PP and Delta-PostPP for PaO2/FiO2 were both associated with ICU mortality [OR (95% CI) 0.48 (0.38, 0.59), and OR (95% CI) 0.60 (0.52, 0.68), respectively]. Ventilatory ratio had a non-linear relationship with ICU mortality for Delta-PP (p = 0.022) and Delta-PostPP (p = 0.004). Delta-PP, while not Delta-PostPP, for Crs was associated with ICU mortality [OR (95% CI) 0.80 (0.65, 0.98)]. The length of the first cycle of prone position showed an inverse relationship with ICU mortality [OR (95% CI) 0.82 (0.73, 0.91)]. At the multivariable analysis, the duration of the first cycle of prone position, Delta-PP and Delta-PostPP for PaO2/FiO2, and Delta-PostPP for ventilatory ratio were independently associated with ICU mortality.

Conclusion
In COVID-19 patients with acute respiratory failure receiving invasive mechanical ventilation and prone positioning, the physiological response to prone position is associated with ICU mortality. Prolonging the duration of the first cycle of prone position is associated with improved survival.