Overvågning af dialyseadgang ved hjælp af et digitalt stetoskopbaseret Deep Learning-system

Hæmodialyse (HD) udføres gennem en hæmodialyse vaskulær adgang, således at patientens blod kan fjernes fra patienten, cirkuleres gennem dialysemaskinen og derefter returneres til patienten. HD vaskulær adgang kan tage form af en arteriovenøs fistel (AVF), en arteriovenøs graft (AVG) eller et midlertidigt eller permanent dialysekateter. På grund af dens lave komplikationsfrekvens og gode levetid (holdbarhed), er AVF den foretrukne adgang; aktuelle nyresygdomsresultater Kvalitetsforbedring "Fistula First"-anbefalinger er, at enhver patient med en estimeret glomerulær filtrationshastighed på 25 ml/min skal gennemgå AVF-oprettelseskirurgi som forberedelse til eventuel HD.

Stadium IV er valgt som det optimale tidspunkt for AVF-oprettelse, selvom patienten endnu ikke har behov for HD. Dette skyldes, at (1) det normalt tager ~8 uger at planlægge en patient til AVF oprettelseskirurgi, (2) det tager yderligere 12-16 uger efter oprettelsen for AVF'en at "modnes" og blive klar til brug, og (3) så mange som 60 % af kirurgisk skabte AVF'er modnes slet ikke. I betragtning af tidsforsinkelsen til modning og det mulige behov for at gribe ind på en adgang, der ikke modnes, kræves der en betydelig gennemløbstid for at undgå at støde på en patient i fase V CKD, som har behov for HD med det samme og derefter skal ty til et tunneleret dialysekateter med alle de medfølgende risici for infektion, trombose og central venestenose.

At være i stand til aktivt at overvåge en AVF fra tidspunktet for kirurgisk oprettelse med en enhed, der kan forudsige, om den AVF vil fejle i forhold til moden, vil give patienter og deres læger mulighed for at beslutte meget tidligere at gribe ind og sætte den AVF "tilbage på sporet" til modning. Det betyder, at mange flere patienter vil kunne starte HD, når det er nødvendigt, ved at bruge deres AVF som dialyseadgang, og derfor reducere brugen af ​​tunneldialysekatetre.

Denne type overvågning kræver dog hyppige målinger for at spore progression mod modenhed. Ved at træne en AI/ML-algoritme til at analysere lydsignaler optaget fra patientens begyndende AVF, kan algoritmen detektere, hvornår en AVF sandsynligvis modnes eller ej. Hvis den trænes ordentligt, bør den være i stand til at opdage en "usandsynligt at modne" tilstand meget tidligt efter operationen, måske endda inden for de første to uger. Dette vil få patientens læge til at overveje intervention på AVF, som ville øge sandsynligheden for modning og øge den samlede modningshastighed. Et digitalt, AI/ML-aktiveret stetoskop, måske endda brugt i patientens hjem i fremtiden, kunne nemt lette det overvågningskrav samt overføre den relevante information til patientens læge, så rettidig intervention kunne arrangeres.

Eko CORE er et FDA-godkendt og CE-mærket elektronisk stetoskop. CORE tillader lydoptagelse af lunge-, hjerte- og andre kropslyde. CORE har 40x lydforstærkning, reduktion af omgivende støj, en 4000Hz samplerate og 3 lydfiltre. De afidentificerede auskultatoriske CORE-lydoptagelser overfører trådløst via Bluetooth til den sikre, HIPAA-kompatible Eko-applikation på en smartphone eller tablet, som giver brugeren mulighed for at afspille lydoptagelser, kommentere noter på optaget lyd og gemme optagelser. Disse data synkroniseres i realtid til en sikker, HIPAA-kompatibel, cloud-baseret Amazon Web Services (AWS) databaseserver, der administreres af Eko Devices.

Denne prospektive, observationelle, longitudinelle, proof of concept-undersøgelse vil indskrive patienter ved University of North Carolina (UNC) Kidney Center. Denne undersøgelse vil inkludere mindst 25, maksimalt 50, patienter med nyresygdom i slutstadiet (ESRD) i hæmodialyseenheden (HDU) med modne AVF'er, som bliver dialyseret gennem et tunneldialysekateter (TDC). Optagelser vil blive taget en gang om ugen under patientens HD-samtale. Undersøgelsens varighed vil strække sig fra tidspunktet for tilmelding, indtil en af ​​følgende indtræffer først: (a) opgivelse af AVF, eller (b) 2 ugers måling efter dokumentation for vellykket kanylering defineret ved 2-nåls kanylering for 3 successive dialyse behandlinger, eller (c) 6 måneders undersøgelsesdeltagelse. Disse datasæt vil blive brugt til at udlede en AI/ML-model til at forudsige sandsynligheden for, at en ny AVF modnes eller mislykkes.