Et 48-fagsstudie med ikke-invasive multiteknologiske målinger til tidlig påvisning af igangværende blødning

Hæmoragisk chok er fortsat en førende dødsårsag på slagmarken såvel i civile samfund. Tidlig påvisning af igangværende blødning før progression til åbenlyst chok ville tillade tidlig intervention. Det er almindeligt anerkendt, at de klassiske medicinske vitale tegn fungerer dårligt indtil sent i progressionen til shock efter traumatisk skade. Aktuelt tilgængelige teknikker, herunder intermitterende overvågning af vitale tegn, laboratorieanalyse og enkeltmåleudstyr, har dårlig ydeevne før klinisk tydelig fysiologisk lidelse.

Det overordnede mål med dette projekt er at udvikle et multiteknologisk ikke-invasivt system til tidlig påvisning af igangværende blødning. Den underliggende hypotese er, at deep learning udviklede algoritmer, der opnår diagnostiske signaler fra flere kilder, vil udkonkurrere enkeltteknologiske løsninger.

Mens løftet om innovative ikke-invasive tests har fået bred opmærksomhed, har udviklingen af ​​effektive sengekantsteknologier hidtil været begrænset og deres ydeevne skuffende. I 2014 udtalte Kim et al, at "Resultaterne fra denne meta-analyse viste, at unøjagtighed og unøjagtighed af kontinuerlige ikke-invasive arterielle trykmonitoreringsanordninger er større end det, der blev defineret som acceptabelt", og ikke-invasiv blodtryksmåling er blandt de mest fuldt udviklede af disse. teknologier. Ikke-invasive teknologiers svigt i påvisningen eller diagnosticeringen af ​​komplekse sygdomstilstande har stort set været fuldstændig. Efterforskerne mener, at denne fejl afspejler begrænsningerne ved uniplex-systemer (en enkelt sensor på et enkelt sted) og patient-til-patient variation i fysiologisk respons. Uniplex-systemer ofrer hele det diagnostiske signal i anatomisk-temporale mønstre, som sandsynligvis har betydelig diskriminerende kraft.

Hidtil har teknologisk innovation inden for tidlig påvisning af igangværende blødning været af to brede kategorier: 1) en søgning for at opdage en enkelt ny måling af vævs- eller organstatus eller 2) anvendelse af mere sofistikerede matematiske teknikker baseret på maskinlæring og signalbehandling.

Efterforskerne foreslår at udvikle et system, der kombinerer state-of-the-art ikke-invasive sensorteknologier og avancerede multivariable statistiske algoritmer. Dette system vil fra starten blive udviklet til at være billigt og nemt at anvende, selv i barske omgivelser.

For at undgå unødvendig brug af blodprodukter udføres hepatektomier med lavt centralt venetryk (CVP). Dette opnås gennem restriktiv brug af intravenøse væsker og til tider medicin for at sænke det centrale venøse tryk. Lavt centralt venetryk under hepatektomi er en fremragende model for udvikling af teknologier som vores og har ikke tidligere været brugt til dette formål.

Under hver procedure vil efterforskerne opnå et komplet ensemble af ikke-invasive optiske, elektromagnetiske og impedansfysiologiske signaler under LCVPLR-proceduren. Det her foreslåede arbejde vil evaluere disse teknologier under standard leverresektioner med lavt centralt venetryk (LCVPLR). Disse data vil blive brugt til yderligere maskinlæringsbaseret algoritmeudvikling. Den foreslåede undersøgelse vil være lavrisiko, da de målte data ikke vil være tilgængelige for klinikerne.

Specifikke mål:

1. Evaluer ydeevnen af ​​eksisterende ikke-invasive sensorteknologier og multivariable algoritmer i LCVPLR.
2. Få menneskelige modeltrænings- og valideringsdatasæt under LCVPLR for yderligere forfining af algoritmerne.

Kraft og prøvestørrelse: Efterforskerne forventer at indhente data fra alle tilmeldte forsøgspersoner. Dataene opnået før påbegyndelse af parenkymal transektion vil blive brugt som "ingen blødning" kontrol. Effekt- og prøvestørrelsesberegninger indikerer, at en prøvestørrelse på 48 forsøgspersoner bør være tilstrækkelig til: 1) yderligere at identificere den minimale delmængde af ikke-invasive måleteknologier, der er nødvendige for den ønskede diagnostiske ydeevne, 2) validere de eksisterende algoritmer og 3) indledningsvis træne et menneske klinisk iteration af algoritmerne, med en tilstrækkelig grad af nøjagtighed (p < 0,05 for ROC-AUC).

Som en minimal risikoundersøgelse vil der ikke være nogen ændring fra standardbehandling for patienter, der skal opereres. De kirurgiske procedurer og farmakoterapier vil fortsætte i henhold til standard klinisk styring. Tilmeldte patienter vil gennemgå standard præoperativ, bedøvelse og postoperativ fysiologisk monitorering.