Využití strojového učení k modelování rizika raného nástupu novorozenecké sepse v Ugandě a Zimbabwe (NeoRisk)

Tato studie bude mít tři hlavní fáze, což je observační kohortová studie.

Fáze 1 se bude konat v nemocnici Kawempe v Kampale v Ugandě. Účastníci budou rekrutováni z porodních oddělení studijním personálem a průběžná analýza bude dokončena po náboru 10 % z celkového vzorku. Další podrobnosti naleznete v části 7.3.

Údaje budou shromažďovány prostřednictvím online CRF, včetně faktorů uvedených v tabulce v části 3.

Dodatečně:

• Všem novorozencům v rámci studie bude určeným personálem studie odebrán vzorek neonatální žilní krve pro kultivaci

  o Musí se užít před podáním antibiotik nebo do 48 hodin po porodu, podle toho, co nastane dříve, a bez ohledu na to, zda je novorozenec vyšetřován a léčen na sepsi.

• Postnatální informace budou shromažďovány telefonicky po 1 měsíci, včetně výsledku pro matku a kojence, opětovného přijetí do nemocnice nebo klinického onemocnění a podaných vakcín. Všechna data budou zkontrolována pro kontrolu kvality členem studijního týmu. Všem novorozeneckým účastníkům bude odebrána hemokultura při narození před zahájením léčby antibiotiky, kdykoli je to bezpečné. Objem odebrané krve na kultivaci musí být 1-2ml a bude ověřen vážením lahviček s hemokulturami. Pediatrickým a studijním týmům bude poskytnuto školení o metodách odběru vzorků hemokultur, včetně přiměřeného čištění kůže před odběrem vzorků. Zpětná vazba o objemech vzorků a míře kontaminace (definice viz sekce 7.3) bude poskytnuta pediatrickým konzultantům a bude nabídnuto další školení personálu. Pokud vzorek zůstane po přidání 3 ml do kultivační lahvičky, přebytek bude uchován jako vzorek krevní skvrny pro použití v budoucím eticky schváleném výzkumu, pokud s tím účastník souhlasil.

Výsledky mikrobiologických testů budou sděleny klinickému týmu účastníka v reálném čase – viz část 7.3.4 pro další detaily. Diagnóza sepse klinickým lékařem bude zaznamenána, pokud lékař na úrovni registrátora nebo vyšší zaznamenal diagnózu sepse do 48 hodin po narození. Aby se snížila subjektivita tohoto měření, bude také hodnocena úroveň jistoty GAIA pro diagnózu sepse (35) a zaznamenávána úroveň diagnostické jistoty (1–5, podle kritérií GAIA). Lékařské záznamy jsou v nemocnici Kawempe zaznamenávány na papíře a poté je datoví úředníci zakódují do elektronického lékařského záznamu. Tam, kde je vyžadována podrobná kontrola, budou k dispozici skeny lékařských záznamů ve formátu PDF.

Všechna data účastníků budou shromažďována vyškoleným studijním personálem a zaznamenána do online CRF hostovaného na REDCap, zabezpečené webové aplikaci. V hlavní databázi REDCap nebudou uložena žádná data identifikovatelná pacientem. Další podrobnosti o plánech správy dat naleznete v části 8.6.

Poporodní informace budou vyplněny prostřednictvím telefonického hovoru 28 dní po porodu, který provede studijní personál. Kontaktní číslo účastníků, kontaktní číslo na jejich partnera a kontaktní číslo na druhého přítele nebo člena rodiny bude při náboru přijato, aby se minimalizovaly ztráty na sledování v důsledku změn čísla mobilního telefonu. Totožnost účastníka bude potvrzena pomocí tří faktorů (datum narození, celé jméno, adresa/obec). Budou shromažďovány následující informace:

• Zdravotní stav matky a dítěte

• Jakékoli návštěvy lékařské péče pro novorozence

  • Pokud jste byli navštěvováni nebo přijati do nemocnic v Kawempe, budou tyto elektronické lékařské záznamy přezkoumány studijním personálem
  • Pokud je matka navštěvována jinde, bude dotázána na důvod prezentace, zda byl novorozenec přijat do nemocnice, na hlavní diagnózu a případnou léčbu.

Nábor prvních 160 účastníků z porodního oddělení (10 % z celkového vzorku) bude považován za pilotní a v tomto bodě budou přezkoumány jak nábor, tak údaje se zvláštním zřetelem na následující aspekty:

• Demografické srovnání mezi rekrutovanými ženami a populací navštěvující Kawempe
• Dokončení dat
• Objem odebraných vzorků hemokultur
• Ztráta následných sazeb
• Asociace mezi potenciálními rizikovými faktory a klinickou sepsí nebo kultivačně pozitivní sepsí Po této pilotní analýze může být nástroj sběru dat upraven tak, aby byl přesnější, pokud se zdá, že některé rizikové faktory nemají žádný vztah k neonatálním výsledkům. Kromě toho může být strategie náboru upravena tak, aby zahrnovala ženy navštěvující prenatální kliniky, aby se zlepšila reprezentativnost vzorku, pokud se pilotní vzorek demograficky výrazně liší od obecné populace těhotných žen navštěvujících stejné místo studie předporodně. Nakonec bude poskytnuta zpětná vazba a školení zaměstnanců podle potřeby k zajištění optimálních objemů vzorků a úplnosti dat.

Během fáze 1 se budou konat dvě samostatné diskusní skupiny s 10 účastníky se zaměstnanci nemocnice Kawempe. Jedna diskuse bude se staršími lékaři a jedna s mladšími lékaři a porodními asistentkami. Fokusní skupiny se budou konat na místě v Kawempe v angličtině. Pořádají se fokusové skupiny, aby doplnily kvantitativní výsledky tohoto projektu zdůrazněním rizikových faktorů, které jsou v současné době vnímány jako významné (které by pak měly být klíčovou součástí analýzy a šíření výsledků, aby se potvrdila jejich užitečnost), informovaly o současných diagnostických obtížích, aby mohly vést budoucí pracovat s modelem stratifikace rizika a poskytovat kontext pro vývoj a komunikaci modelu s cílem maximalizovat jeho užitečnost. Fokusní skupiny se budou zabývat následujícími problémy:

• Zjistit znalosti a povědomí o novorozenecké sepsi
• Léčba neonatální sepse
• o rizicích a důsledcích novorozenecké sepse a
• Současné diagnostické strategie a jejich vnímané přednosti a obtíže
• Vnímání novorozenecké sepse a jak to může ovlivnit diagnostiku a léčbu
• Doporučení pro zlepšení diagnostiky a léčby neonatální sepse Fokusní skupiny povedou členové týmu společenských věd MUJHU a Dr. Sarah Sturrock. Pro tyto diskuse vyvinul tým společenských věd a Dr. Sturrock nástroj (viz příloha). Diskuse budou zaznamenány a nahrávky zničeny, jakmile budou diskuse přepsány. Společenskovědní tým poté dokončí tematickou analýzu diskusí.

Vyšetřovatelé očekávají, že první fáze proběhne mezi lednem a červencem 2024.

Fáze 2 použije data shromážděná ve fázi 1 k vytvoření modelu stratifikace rizika ve spolupráci s Advanced Research Computing Center na University College London.

Vyšetřovatelé očekávají, že fáze 2 proběhne mezi březnem a zářím 2024.

Fáze 3 bude zahrnovat externí validaci nástroje stratifikace rizika. Tato fáze se bude konat v Sally Mugabe Central Hospital v Harare v Zimbabwe. Účastníci budou vybráni z prenatálních klinik a porodních oddělení studijními zaměstnanci.

Ve fázi 3 budou od účastníků shromažďována podobná data jako ve fázi 1; po fázi 2 budou určena datová pole požadovaná pro model a tato pole budou shromážděna pro účastníky fáze 3.

Sběr dat bude probíhat prostřednictvím platformy Neotree, kterou používá Sally Mugabe(41). Fáze 1 bude shromažďovat údaje o položkách, které nejsou součástí standardní lékařské anamnézy (jako je dostupnost sanitárních zařízení a zabezpečení potravin). Pokud by některá z těchto položek tvořila klíčovou část statistického modelu, možnost přidání těchto položek do platformy Neotree bude projednána s týmem Neotree. Z datového souboru Neotree budou extrahována pouze pseudonymizovaná data a ke stanovení rizika neonatální sepse bude použit model z fáze 2.

Primárním výsledkem pro fázi 3 bude diagnostika sepse staršího lékaře zaznamenaná do 48 hodin po porodu a hemokultury (pokud jsou k dispozici) budou odebrány pouze u novorozenců, u nichž se předpokládá, že jsou ohroženi nebo s klinickými příznaky sepse podle standardních klinických příznaků. pokyny. Použití diagnostiky sepse vrchním lékařem jako výsledek je způsobeno tím, že dodávka lahviček s hemokulturami a laboratorní analýza kultur jsou nespolehlivé a je nepravděpodobné, že budou dostupné všem účastníkům studie jako v nastavení fáze 1.

Výkonnost statistického modelu bude stanovena výpočtem jeho senzitivity, specificity, pozitivních a negativních prediktivních hodnot porovnáním vypočteného rizika s klinickou diagnózou sepse vyskytující se do 72 hodin po narození.

Vyšetřovatelé očekávají, že třetí fáze proběhne mezi koncem roku 2024 a březnem 2025.

Při navrhování této studie bylo dodrženo prohlášení TRIPOD (Transparent reporting of a multivariable predikční model pro individuální prognózu nebo diagnózu) a bude se řídit i v jejím podávání (42). Úpravy budou provedeny podle potřeby s vydáním nadcházejících pokynů pro umělou inteligenci.