Automatizovaná srdeční funkce plodu u dětí postižených srdečními chorobami

Plán vyšetřování

Zúčastněným pacientkám bude nabídnuta echokardiografie srdeční funkce plodu mezi 27+6 a 29+6 týdnem gestace a další mezi 34+6 a 36+6 týdnem.

Ve fázi, kdy přijdou pacienti, aby provedli echokardiografii srdeční funkce plodu, již budou vědět, zda je dítě postiženo vrozenou srdeční vadou, protože screening malformací se provádí mezi 18. a 20. gestačním týdnem a již byl proveden. V případě vzdáleného zjištění nediagnostikované fetální malformace během jednoho z výzkumných skenů budou pacientky ujištěny a sjednány schůzky na klinice mateřské a fetální medicíny (MFM) pro další konzultace spolu s oznámením jejich vlastnímu ošetřujícímu lékaři.

Každému účastníkovi bude přiděleno studijní číslo podle pořadí náboru účasti. Deidentifikace bude provedena při pořízení snímku lékaři před kontrolou snímku inženýry. Výzkumníci budou mít přístup k online systému formulářů pacientů, shromáždí přidělená čísla pacientů a přidají potřebné informace o výsledcích. Ultrazvukové snímky budou uloženy lokálně v ultrazvukovém přístroji pod stejným přiděleným číslem studie pacienta a nahrány do specifické složky Microsoft (OneDrive) vytvořené v Sydney. Tato data budou uchovávána po dobu minimálně 5 let po zveřejnění, poté bude datový záznam bezpečně zničen v souladu s procesy likvidace záznamů University of New South Wales (UNSW).

Výzkumné ultrazvukové skenování bude prováděno vyškoleným sonografem za použití buď klinického ultrazvukového systému nebo výzkumného ultrazvukového systému, který je schválen pro výzkumné zobrazování Therapeutic Goods Administration (TGA). Klinicky používaný stroj je vyroben jedním z běžných komerčních výrobců (v tomto případě General Electric E10) a jedná se o identický model jako na Klinice mateřské a fetální medicíny. Stroj používaný pro výzkum sviňuch se jmenuje Vantage 256 a vyrábí ho soukromá společnost ve Spojených státech (Verasonics). Využívá stejný základní elektronický obvod a konstrukci převodníku jako konvenční komerční stroje a ve skutečnosti používá stejné převodníky jako komerční stroje. Způsob, jakým je ultrazvuk dodáván, se však liší. Namísto přenosu paprsků, které se používají u konvenčních ultrazvukových přístrojů, Verasonics skenuje oblast zájmu nezaostřenými vlnami, což umožňuje vysoce kvalitní snímky s omezeným počtem složených rovinných vln a zkrácenou dobu akvizice.

Ženy budou uloženy do pololehu, jako standard pro těhotenský ultrazvuk. Po rutinní biometrii bude provedeno ultrazvukové vyšetření srdeční funkce plodu.

Každé vyšetření srdeční funkce plodu bude zahrnovat následující parametry:

1. Biometrické parametry plodu (biparietální průměr, obvod hlavy, obvod břicha, délka diafýzy stehenní kosti)
2. Standardní fetální dopplerovské parametry (umbilikální tepna, mediální mozková tepna, ductus venosus)
3. Srdeční frekvence plodu
4. Přítomnost perikardiálního výpotku nebo hydropsu

5. Srdeční morfometrie - všechna měření prováděná na konci diastoly, s výjimkou rozměrů síní měřených v systole (při jejich maximální extenzi)

   • Měření plochy srdce/hrudníku
   • 4 měření srdečních komor (apikální/bazální 4-komorový pohled ve 2D)
   • Síňové a ventrikulární oblasti (apikální/bazální 4-komorový pohled ve 2D)
   • Výpočet komorové a síňové sféricity
   • Měření tloušťky mezikomorové přepážky a stěn myokardu (příčný 4-komorový pohled ve 2D nebo M-režimu)

6. Srdeční kontraktilita

   • Časoprostorová korelace obrazu (STIC) M-Mode zdvihový objem, ejekční frakce a zkracovací frakce
   • Automatizovaná systolická exkurze STIC v mitrální prstencové rovině (MAPSE), systolická exkurze v trikuspidální prstencové rovině (TAPSE), systolická exkurze v septální prstencové rovině (SAPSE)
   • Automatizovaný pulzní vlnový doppler (PWD) levý a pravý modifikovaný index výkonu myokardu (Mod-MPI)

7. Hodnocení funkce atrioventrikulárních chlopní

   • Cine-loop hodnocení správného otevírání a zavírání
   • Anterográdní barevný doppler bez regurgitace
   • Pulzní dopplerovské hodnocení rychlosti proudění (monofázické nebo dvoufázové)
   • Výpočet poměru E/A vlevo a vpravo
   • V případě regurgitace: kvantifikována maximální rychlost a trvání

8. Hodnocení odtoku z aorty

   • Měření aorty (na úrovni chlopenního prstence v systole)
   • Hodnocení aortálního průtoku (Colour Dopplerovo hodnocení systolické maximální rychlosti)

9. Hodnocení plicního odtoku

   • Měření plicní tepny (na úrovni chlopenního prstence v systole)
   • Hodnocení průtoku v plicích (Colour Dopplerovo hodnocení systolické vrcholové rychlosti)

10. Vyhodnocení znaku V

    • Potvrzení anterográdního průtoku v celé délce tepen
    • Index pulsatility aortálního isthmu a ductus arteriosus

Pokud je to možné, všechny morfometrické a funkční srdeční parametry plodu budou normalizovány na Z-skóre podle gestačního věku. Fetální srdeční objemy a 2D snímky s neadekvátní kvalitou kvůli pohybům plodu, přítomnosti akustických stínů fetálních žeber nebo páteře a mateřského dýchání budou vyloučeny. Pokud dojde k hydropsu, skóre kardiovaskulárního profilu bude přidáno k rutinnímu zkoumání srdeční funkce.

Studovaná populace bude sledována až do porodu a propuštění matky i novorozence. Údaje pacientů budou shromažďovány anonymně. U každé pacientky bude vyhodnocena anamnéza a budou shromažďovány informace o předchozích těhotenstvích (onemocnění matky nebo plodu během těhotenství) a výsledcích (typ porodu, stavy matky a novorozence při porodu, dlouhodobý výsledek těhotenství). Kromě toho vyšetřovatelé plánují shromažďovat informace o aktuálním těhotenství (pozorování matky a plodu během těhotenství) a výsledcích (typ porodu, stavy matky a novorozence při porodu a až do propuštění obou z nemocnice).

Rizika studijního postupu

Neexistuje žádné zvýšené riziko spojené s účastí v této studii. Studie využívá konvenční ultrazvukové zařízení používané při rutinním hodnocení plodu beze změny výstupního výkonu (jak je definováno tepelným indexem nebo mechanickým indexem). Výzkumný ultrazvukový systém Verasonics je také z hlediska rizik srovnatelný s klasickými ultrazvuky.

Předpokládaná doba trvání skenování je přibližně 20-30 minut pro získání potřebných výzkumných dat, což je v souladu se standardními ultrazvukovými vyšetřeními a principem ALARA (As Low As Reasonably Achievable) běžně používaným při zobrazování plodu.

Výpočet velikosti vzorku

Primárním výsledkem studie je rozdíl v průměru automatizovaných fetálních funkčních srdečních parametrů mezi případy ICHS a kontrolami. To bude analyzováno pomocí dvouvýběrového t-testu.

K odhadu velikosti vzorku byl použit nejčastěji používaný fetální funkční parametr, konkrétně MPI levé komory (LV-MPI) jako proxy všech automatizovaných fetálních srdečních parametrů.

Vzhledem k vzácnosti vrozené srdeční choroby byl výpočet velikosti vzorku proveden na základě náboru dvou kontrol pro každý případ. Předchozí práce, shromážděná napříč případy s izolovanou stenózou plicní chlopně (n = 16) a kontrolami (n = 48), pozorovala standardní odchylku 0,098 v měření LV-MPI. Při použití této pozorované sdružené standardní odchylky (SD) je nutný celkový vzorek 381 těhotenství (127 CHD + 254 kontrol) s dokončenými měřeními, aby bylo dosaženo alespoň 80% výkonu k detekci rozdílu 0,03 v průměrné LV-MPI, se dvěma -stranná chybovost typu I 5 %.

Vyšetřovatelé uznávají, že k vyhodnocení omezeného počtu patologických případů mohou být vyžadována některá pilotní data, a proto jsou nutné určité přiblížení, např. pro směrodatnou odchylku v rámci populace. Z tohoto důvodu se vyšetřovatelé zaměřili na nábor většího počtu účastníků (přibližně 30 %), 165 ICHS a 330 kontrol, což umožnilo také vyloučení některých pacientů z důvodu odchodu pacienta, potíží při skenování kvůli pohybům plodu atd., a neúplných údajů. sady.

Cílem by bylo získat dostatečný počet případů, aby bylo možné odhadnout, zda existuje významný rozdíl, pokud jde o parametry srdeční funkce plodu mezi postiženými a nepostiženými plody, pro další výzkum.

Plán analýzy dat

Surová (radiofrekvenční) ultrazvuková data generovaná pomocí Verasonics umožní výzkumníkům analyzovat zpracování signálu/obrazu, ke kterému dochází před zobrazením, což umožní zdokonalení této zobrazovací techniky.

Analýza obrazu bude prováděna nejprve ručně pomocí optického vyhodnocení a poté pomocí matematických algoritmů, které rozpoznávají a analyzují pouze vysoce kvalitní snímky. To by mohlo být omezení, protože automaticky budou zahrnuty pouze vysoce kvalitní snímky (což není reprezentativní pro skutečnou klinickou práci), ale také zaručuje, že parametry jsou shromažďovány pouze z téměř dokonalého výzkumného materiálu (ukazující skutečné rozdíly, pokud existují).

Ultrazvukové snímky budou analyzovány a parametry srdeční funkce interpretovány výzkumnými pracovníky místní zdravotní oblasti South Eastern Sydney Local Health District (SESLHD)/UNSW se sídlem v Royal Hospital for Women (RHW), Randwick. Snímky budou analyzovány týmem lékařů fetální medicíny z Royal Hospital for Women a inženýry UNSW, aby bylo zajištěno, že algoritmy jsou správně použity pro výpočet parametrů srdeční funkce plodu.

Srovnání zájmu mezi případy a kontrolami ve výchozích charakteristikách budou provedena pomocí dvouvzorkových t-testů, Wilcoxonových testů se součtem pořadí nebo Pearsonových Chí-kvadrát testů, podle potřeby.

Sekundární výsledky porovnávající případy a kontroly v jednom časovém bodě budou analyzovány podobným způsobem jako primární výsledek, s výhradou kontrol předpokladů. Analýzy změn parametrů funkce plodu v průběhu času (tj. mezi skeny 27+6-29+6 a 34+6-36+6) a srovnání těchto změn mezi případy a kontrolami bude využívat zobecněné lineární smíšené modely, jako vhodné pro daný parametr.

Logistická regrese bude použita k odhadu asociace mezi srdečními parametry plodu a výskytem hydropsu. Bude provedena analýza křivky operačních charakteristik přijímače za účelem posouzení funkčních srdečních parametrů ve srovnání s rutinně používaným skóre kardiovaskulárního profilu k predikci srdečního selhání u plodů s vrozenou srdeční vadou.

Statistická analýza bude provedena pomocí SPSS verze 22.0 (SPSS Inc., Chicago, Illinois (IL), USA).

Pro případy bez kompletního sběru dat (tj. zamýšlíte, ale neprovádíte druhé skenování), analýza bude probíhat pouze pro izolovanou hodnotu a nikoli pro jakoukoli časovou změnu. Jejich jediná sada gestačních dat ultrazvukových měření bude stále zahrnuta do analýzy, ale vyloučena z jakékoli analýzy sekvenční změny.

Rada pro bezpečnost a monitorování dat

Pro zajištění vysoce kvalitního sběru dat budou snímky shromažďovány v každém zúčastněném centru zkušenými lékaři fetální medicíny, kteří se zabývají fetální medicínou více než 10 let. Každý obrázek bude bezpečně uložen. Data budou anonymizována a sledována výzkumníky v SESLHD/UNSW. Výzkumníci z UNSW také zkontrolují a dokončí sběr dat v případě chybějících dat.

Náš tým z RHW bude dohlížet a garantovat kvalitu dat. Každé zúčastněné centrum bude mít výzkumného pracovníka, fetálního kardiologa, který bude diskutovat a podepisovat formulář souhlasu, sbírat ultrazvukové snímky a relevantní data pacientů. Shromážděná data budou nahrána a bezpečně uložena na platformu UNSW.

Jakmile bude udělen etický souhlas pro každé zámořské centrum, tým UNSW stáhne data ze všech center, sloučí informace do jedinečné databáze a analyzuje je s pomocí statistika. Tým UNSW bude zodpovědný za analýzu snímků a analýzu dat. Všichni účastníci pak budou spolupracovat na přípravě rukopisů k publikaci.

K výstupním datům budou mít přístup pouze autorizovaní výzkumníci s použitím šifrovaného kódu pro ochranu dat. Konečné návrhy k publikaci budou přezkoumány všemi autory z každého výzkumného místa.

Šíření výsledků a publikační politika

Výsledky studie budou publikovány v recenzovaných vědeckých časopisech, prezentacích na konferencích či jiných odborných fórech. V jakékoli publikaci bude soukromí pacienta chráněno a prezentováno způsobem bez identifikace.