Ověření dechové frekvence Thora-3Di™

Cíle:

Primárním cílem je demonstrovat ekvivalenci zařízení Thora-3Di™ SLP a kliniky Over-scored End Tidal C02 (COSC) odvozeného z kapnografu (BCI Capnograph 9004, Smiths Medical) pro měření respirační frekvence.

Koncový bod:

Primárním koncovým bodem je rozdíl v dechové frekvenci mezi těmito dvěma zařízeními.

Testovací článek:

Thora-3Di™, bezkontaktní; měří dechovou frekvenci pomocí SLP z křivky SLPVol/čas.

Srovnávač:

Klinický over-scored End Tidal C02 odvozený z Capnografu (BCI Capnograph 9004, Smiths Medical); měří RR z křivky CO2 na konci přílivu (EtCO2).

Registrace pacientů a postupy:

Na 2 místech bude zapsáno maximálně 43 subjektů, aby bylo dosaženo 34 hodnotitelných datových souborů:

• 24 pacientů s respiračním onemocněním/postižením (minimálně 7 a maximálně 17 musí být zapsáno na každém pracovišti)
• 10 normálních subjektů bez současné nebo předchozí diagnózy respiračního onemocnění (minimálně 3 a maximálně 7, které mají být zapsány v každém místě)

Velikost vzorku:

Velikost vzorku 34 subjektů byla stanovena tak, aby poskytla alespoň 80% výkon, když MSD je 0,4. Předchozí studie zjistila, že MSD mezi testovacím zařízením a zařízením Embletta byla 0,31, takže pro výpočet výkonu konzervativně používáme hodnotu 0,4. V této studii byl průměrný rozdíl -0,26 a směrodatná odchylka rozdílů byla 0,49. Předpokládáme, že 80 % zapsaných předmětů přinese vyhodnotitelná data. Konkrétně, velikost zapsaného vzorku 43 subjektů poskytne 43*,80 = 34 hodnotitelných subjektů. Tato velikost vzorku poskytuje alespoň 80 % výkonu, když je skutečný MSD 0,4 nebo menší.

Studie se bude skládat z jedné etapy, která se bude skládat z:

• Každý účastník bude měřen současně oběma zařízeními 1x po dobu 5-9 minut.
• Účastník bude měřen v sedě.

Měřicí přístroje:

End Tidal C02 bude měřen pomocí Capnografu (BCI Capnograph 9004, Smiths Medical). Vypršený plyn bude shromažďován pomocí nosní kanyly se vzorkovacím vedením a lapačem vlhkosti. Exspirovaný plyn bude odebírán při průtoku 150 ml/min ± 20 ml. Zařízení má průměrnou dobu zpoždění 1,8 sekundy a dobu odezvy 2,1 sekundy, které budou brány v úvahu při analýze. BCI Capnograph 9004 má rozsah zobrazení 0 - 100 mmHg a je přesný na ±2 mmHg, další informace naleznete v návodu k použití zařízení. Průběhy kapnografu budou zaznamenávány do počítače s využitím analogového výstupu kapnografu. Analogový výstup bude vzorkován při 30 Hz pomocí 16bitového analogově digitálního převodníku (Micro 1401-3, Cambridge Electronic Design, UK). Vzorkovací frekvence 30 Hz je zvolena, protože se rovná rychlosti aktualizace zobrazení křivky na zařízení, a je proto nejblíže tomu, co lékaři běžně hodnotí. Kapnografická RR nadhodnocená klinickým lékařem bude odvozena z křivky kapnogramu CO2. Kapnografické zařízení bude kalibrováno podle pokynů výrobce. Rozsah dechové frekvence kapnografických zařízení je 0 -150 brpm.

Hrudní a břišní pohyb bude měřen pomocí Thora-3Di. Použitá velikost mřížky bude 14 x 10. Pro každý subjekt budou získány údaje o 5 minutách nepřetržitého klidového dechového dýchání. Signály jsou vzorkovány při 30 Hz a představují přední torako-abdominální dýchání. Software Thora-3Di poskytuje číselný výstup RR jako střední brpm, vypočítaný z křivky SLPVol/Time ve zvoleném časovém rámci.

Pět minut nepřetržitého klidového dechového dýchání bude shromažďováno současně z obou zařízení.

Přenos dat:

Kapnografické výstupy budou pořízeny a uloženy jako datové soubory pro následné zpracování a kontrolu. Thora-3Di™ softwarové torako-abdominální signály budou exportovány do souborů CSV (comma-separated value).

Před analýzou dat bude u všech měření posouzena jejich kvalita a budou identifikováni případní porušení protokolu. Software zařízení Thora-3Di™ detekuje úroveň šumu výstupního signálu, a pokud software označí měření jako nadměrně zašuměné, měření nebude získáno. Pokud například pacient pohne horní částí těla, může to znemožnit zaznamenání platného měření Thora-3Di™. Podobně může interference nebo kondenzace uvnitř kapnografické hadičky pro odběr vzorků vytvářet artefakty nebo bránit zaznamenání platné kapnografické stopy. Pokud nelze získat spárované vzorky z důvodu porušení protokolu, data nebudou analyzována, takže tyto subjekty budou z analýzy vyloučeny. Podrobnosti o porušovatelích protokolu, ale budou uvedeny v tabulce s uvedenými důvody vyloučení. Bude zaznamenána jakákoli specifická subpopulace nebo chorobný stav, kdy Thora-3Di™ nefungoval podle očekávání. Podrobnosti o analyzovatelných souborech dat (tj. vyjma těch, kteří porušují protokol) budou uvedeny v tabulce

Analýza dat:

Primární cílovou analýzou je porovnat výstupní dechovou frekvenci Thora-3Di s COSC naměřenou během jedné náhodně vybrané epochy jedné minuty pro každý subjekt. Doba měření 5 minut pokryje rozsah zamýšleného použití Thora-3Di™. Doba trvání 1 minuta byla zvolena jako vhodná doba srovnání pro analýzu, protože počet dechů za jednu minutu je doba, po kterou je klinicky definována respirační frekvence. Pokud je křivka SLP oranžová nebo dojde k významné změně základní linie nebo špičce způsobené pohybem těla nebo takové, které by jinak bylo vyloučeno značením, nebudou tyto segmenty záznamu v analýze použity. To je v souladu se zamýšleným použitím zařízení.

K identifikaci náhodně vybrané epochy pro každý subjekt bude použit jednotný generátor náhodných čísel pro generování náhodného počátečního vzorku, od kterého bude 1 minutová epocha dat zkrácena pro další analýzu. To bude provedeno pomocí funkce rand v MATLABu. Kód bude:

počáteční vzorek = round((rand*4)*60*Fs), kde rand je jednotný generátor náhodných čísel, vynásobí se 4, aby se zvýšil výchozí rozsah [0,1] až [0,4]. rand*4 v podstatě vytváří čas (v minutách), od kterého bude 1 minuta dat zkrácena. Zbytek kódu převede počáteční minutu na číslo vzorku, tedy vynásobením 60, abychom získali čas v sekundách, vynásobením Fs (vzorkovací frekvence zařízení) pro získání vzorku a nakonec, protože vzorky jsou vždy celá čísla, zaokrouhlete číslo, abyste získali nejbližší počáteční číslo vzorku.

Tento proces generování náhodných čísel se bude opakovat, aby se každému z párovaných analyzovatelných datových souborů přidělil náhodný počáteční bod. Pro odvození SLP Respiratory Rate bude na křivce SLPVol/Time na Thora-3Di vybrána část odpovídající 1 minutové epoše pro každý vzorek (jak je uvedeno v tabulce 'Appraised Paired Sample'). Pro tento časový úsek bude zaznamenána hodnota RR pro toto období, která je přímým výstupem ze softwaru.

K odvození COSC RR dostane odborný lékař pouze stopy kapnografu a ověří každý dech v uvedené 1minutové epoše výstupu z kapnografu a vypočítá RR pro časový úsek pro každý subjekt.

Aby bylo zajištěno, že hodnocení nebude zkresleno, lékař vyhodnocující výstup z kapnografu nebude mít žádný odkaz na záznam Thora-3Di™ nebo dechovou frekvenci SLP a podobně individuální odvozená dechová frekvence SLP nebude mít žádný odkaz na výstup z kapnografu nebo odvozené COSC Respirační frekvence.

Aby se zajistilo, že od fáze shromažďování dat do fáze zpracování dat nebude zavedena žádná zkreslení, operátor sbírající data se nijak nezapojuje do bodování výstupů.

hypotézy:

Následující hypotézy budou testovány s hladinou významnosti = 0,05:

• Nulová hypotéza: Skutečná střední kvadratická hodnota rozdílu (RMSD) mezi RR testovaného a referenčního zařízení je větší nebo rovna 0,9 brpm.
• Alternativní hypotéza: Skutečná RMSD je menší než 0,9 brpm.

Výše uvedené hypotézy jsou ekvivalentní následujícím:

Nulová hypotéza: Skutečný střední čtvercový rozdíl (MSD) mezi testovaným a referenčním zařízením RR je větší nebo roven 0,81 (dechů za minutu)2.

Alternativní hypotéza: Skutečná MSD je menší než 0,81 (nádechů za minutu)2. RMSD < 0,90 brpm znamená, že 95% meze shody jsou do 2 brpm (viz část 14.2). Předem definované meze shody 2 brpm byly navrženy Smithem et al. 2011 jako klinicky nevýznamné.

Analytické populace:

Studijní populace bude zahrnovat normální subjekty a subjekty s jinými respiračními onemocněními. Úplná analyzovaná populace bude zahrnovat všechny pacienty, kteří byli zařazeni do studie, s výjimkou těch, kteří porušili protokol, a poskytli jeden pár měření ze zařízení Thora-3Di a COSC. Tato populace bude použita jako součást primární analýzy.

Sdružování dat napříč weby:

Pro posouzení slučitelnosti dat napříč místy budou průměrné absolutní rozdíly mezi RR měřené Thora 3Di a Capnografem porovnány s dvouvzorkovým t-testem. Pokud je p-hodnota testu větší než 0,10, bude uzavřena slučitelnost dat.

Analýza primárního koncového bodu a kritéria přijetí:

Počty dechové frekvence z Thora 3Di a COSC budou porovnány párovým způsobem. Pro testování hypotézy, že MSD je menší než 0,81 brpm2, bude proveden Waldův test. Následující testovací statistika bude vypočtena a porovnána s prahovou hodnotou -1,645 ze standardního normálního rozdělení:

T=(MSD-0,81)/(υ(τ=0,81)) kde υ(τ=0,81) je odhadovaná standardní chyba MSD za předpokladu, že střední MSD je 0,81, jak je definováno v části 14.2. Pokud T<-1,645, nulová hypotéza bude zamítnuta a dojde k závěru, že testovací zařízení má dostatečnou přesnost.

Kromě toho budou vytvořeny Bland-Altmanovy plány a budou vypočteny 95% limity shody. Konkrétně budou vyneseny rozdíly mezi měřeními RR testovacího a referenčního zařízení proti průměru dvou měření RR. Na grafu budou také zahrnuty referenční čáry představující 95% meze shody, definované středním rozdílem ±1,96x směrodatná odchylka rozdílu. Bude také uveden bodový graf s lineární regresní přímkou ​​a jejím sklonem a průsečíkem.

Kritéria přijatelnosti pro primární cílový bod jsou +/- 2 brpm. To je ekvivalentní MSD < 0,81 brpm2.

Celková analýza Všechny subjekty zařazené do studie budou zahrnuty do seznamu počtů přihlášených pacientů, počtů v každé populaci, vyřazení a důvodů odstoupení. Budou vytvořeny souhrnné statistiky pro nežádoucí příhody, demografické údaje, klinické charakteristiky, dechové frekvence ze zařízení Thora 3Di a COSC. Obecně budou kategorická data shrnuta pomocí četností a procent a spojitá data budou shrnuta pomocí průměrů, směrodatných odchylek, minim, mediánů a maxim. Tyto souhrny budou zkontrolovány z hlediska jakýchkoli souvisejících vzorů a podle potřeby může být provedena další analýza.