Braindex Cerebral Tissue Oxygen Saturation (SctO2) Målealgoritmevurdering og forbedring (POC-SctO2)

SPONSOR BRAINDEX sas Parc Eurasanté 12 avenue Pierre Mauroy 59120 Loos

UNDERSØGERKOORDINATOR Professor Julien AMOUR Institut de Perfusion, de Réanimation et d'Anesthésie de Chirurgie Cardiaque Paris Sud (IPRA) Hôpital Privé Jacques Cartier 6 avenue du Noyer Lambert 91300 Massy, ​​Frankrig

TITEL In vivo optimeringsundersøgelse af algoritmen til måling af cerebral vævs iltmætning (SctO2) af Braindex sammenlignet med en blandet referenceværdi for jugular venøs og systemisk arteriel mætning under bevist tab af cerebral autoregulering.

ID-RCB NUMMER 2022-A02770-43

BEGRUNDELSE / BAGGRUND Forekomsten af ​​postoperativ kognitiv svækkelse (POCD) ved hjertekirurgi er i størrelsesordenen 30-50 %. Tab af cerebral autoregulering er en faktor i POCD og kognitiv tilbagegang. Cerebral nær-infrarød oximetri (NIRS), et kommercielt tilgængeligt ikke-invasivt overvågningssystem, har til formål at detektere og begrænse tabet af cerebral autoregulering under intraoperativ hæmodynamisk ustabilitet.

NIRS måler i øjeblikket cerebralt vævs iltmætning (SctO2) over et pletvis vævsvolumen og svarer til blodprøvetagning, der omfatter arterielle, venøse og kapillære komponenter.

Ydeevnen af ​​cerebral oximetriudstyr, der i øjeblikket er på markedet, er blevet klinisk valideret i begrænset omfang, ofte hos raske frivillige uden komorbiditet, eller i kardiovaskulære situationer (hypoxæmitest) uden for enhver kirurgisk procedure. For en række apparater er testresultater blevet ekstrapoleret og markedsført uden nogen egentlig per-procedurel klinisk validering, og uden at man fuldt ud er i stand til at hævde sammenhængen mellem et reelt tab af cerebral autoregulering, som er vanskeligt at bekræfte, og faldet i SctO2 . Ud over klinisk validering præsenterer de forskellige enheder en række begrænsninger og tekniske ufuldkommenheder, især en begrænset prøvetagningszone, et lavt antal sendere og modtagere og variabel signalbehandlingsalgoritmekvalitet. Alle disse faktorer kan forklare de blandede resultater af nyere kliniske metaanalyser vedrørende fordelene ved denne teknologi.

BRAINDEX-sensoren tilbyder fordelen ved et optisk billedkamera udstyret med 60 LED'er, der udsender 6 bølgelængder (660, 730, 780, 810, 850 og 900 nm) og 28 fotodioder (optiske sensorer). Dette sæt optoder udmønter sig i en måling af 420 optiske vektorer pr. hjernehalvdel, hvilket forbedrer opløsningen af ​​cerebral iltningsmåling og antallet af analysezoner sammenlignet med nuværende enheder på markedet.

Indledende effektivitetstest er allerede blevet udført i silico ved hjælp af simuleringsmodeller og på en testbænk. Vi ønsker nu at optimere og kalibrere signalanalysealgoritmen til måling af cerebral vævsiltmætning (SctO2) in vivo, i en sammenhæng med bevist tab af cerebral autoregulering, og sammenligne den med en blandet værdi af jugulær venøs og systemisk arteriel mætning, en almindeligvis accepteret reference.

I denne forstand tilbyder perkutan aortaklapudskiftning eller TAVI (Sapiens valve, Edwards) den afgørende fordel ved at generere en standardiseret og perfekt reproducerbar cirkulationsstop, hvilket fører til et planlagt tab af cerebral autoregulering i hele varigheden af ​​aortaklapokklusionen ved klapudlægningen ballon.

Formålet med forskningen er at optimere Braindex-algoritmen in vivo under TAVI-proceduren, og især under tabet af cerebral autoregulering forbundet med cirkulationsstop, som systematisk induceres af ventiludfoldelse. Denne undersøgelse vil også basere sig på måling af jugular venøs iltmætning (SvjO2) og arteriel iltmætning (SaO2), som er referencemålingerne for de tidligere enheder.

MÅL Det primære formål med denne forskning er at optimere en algoritme til estimering af SctO2 (SctO2Exp.), in vivo, hos patienter, der er planlagt til en femoral TAVI-procedure og systematisk udsat for en periode med tab af cerebral autoregulering under udlægning af den perkutane aortaklap.

Sekundære mål er:

• For at evaluere kvaliteten af ​​EEG-signaler (elektroencefalogram) fra elektroder i BRAINDEX-sensoren,
• Evaluer muligheden for at beregne ANI (Analgesia Nociception Index) ud fra PPG-signaler (fotoplethysmografi) opnået med BRAINDEX-sensoren
• Undersøg den tekniske ydeevne af BRAINDEX-sensoren.

FORSKNINGSORDNING Dette er en eksplorativ, prospektiv, interventionel, åben klinisk undersøgelse, der har til formål at udvikle og optimere algoritmen til at estimere SctO2Exp.

INKLUSIONSKRITERIER

• Patient, mand eller kvinde, over 18 år
• Patient, der gennemgår perkutan aortaklapudskiftning med aortaklapballonudfoldning (Edwards Sapien-klap) under simpel sedation med remifentanil i AIVOC, med spontan ventilation
• Patient tilknyttet eller berettiget til en social sikringsordning
• Patienten har modtaget skriftlig og informeret information om undersøgelsen og har underskrevet et gratis og informeret samtykke til at deltage i undersøgelsen.

IKKE-INKLUSIONSKRITERIER

• Akut operation
• Patient, der vejer mindre end 40 kg
• Patient med historie med iskæmisk slagtilfælde
• Patient med kontraindikation til kateterisering arteriekatetre
• Patient med kontraindikation til Braindex-apparatet
• Beskyttet patient: voksen under værgemål, kuratorskab eller anden juridisk beskyttelse frihedsberøvet ved retslig eller administrativ afgørelse
• Gravide, fødende eller ammende kvinder
• Patient indlagt uden samtykke

FORSKNINGSPROCEDURE Forskningsproceduren består i at optimere Braindex-algoritmen til måling af in vivo SctO2Exp før, under og efter et bevist tab af cerebral autoregulering forbundet med cirkulationsstop programmeret ved perkutan aortaklapudfoldelse via transvalvulær ballon på en kraftig patient, der er sederet med IVCAmifentanil. .

Kontinuerlig måling af SvjO2, den sædvanlige referencemåling for kommercielt tilgængelige enheder, vil blive udført ved at implantere en optisk fiber (CEVOX,PULSIONMedicalSystemsSEHans-Riedl-Str.17 85622 Feldkirchen Tyskland) gennem et internt halskateter ud over det konventionelle eksterne elektrosystoliske drevkateter. Følgende parametre vil blive registreret hvert 2. sekund: invasivt blodtryk (systolisk, middel og diastolisk), hjertefrekvens, SaO2 på pulsbølgen. SvjO2 vil blive registreret kontinuerligt under hele implantationsproceduren. De tidspunkter, hvor det kirurgiske snit begynder, starten af ​​sinustakykardi (overdriving) induceret af ekstern elektrosystolisk stimulering, starten på oppustning af den intraavalvulære aortaballon, maksimal ballonokklusion, slutningen af ​​fuldstændig ballondeflation, slutningen af stimulering og afslutningen af ​​hudlukning vil blive registreret.

Jugulær venøs og arteriel gasometri (1 ml pr. prøve) vil blive taget for at udføre indledende kalibrering af CEVOX-fiberen ved starten af ​​proceduren (hudsnit), derefter før overkørsel, derefter når overkørsel stoppes og til sidst ved slutningen af ​​hudlukning , for at sikre, at der ikke er nogen afledning af den estimerede kontinuerte værdi af CEVOX-fiberen.

TILFØJET HANDLING Placering af CEVOX-sonden til kontinuerlig SvjO2-monitorering vil blive udført under lokalbedøvelse, foruden remifentanil-sedation, under ultralydsvejledning.

Installation af BRAINDEX ikke-invasiv pandesensor.

EVALUERINGSKRITERIE

Primære endepunkter:

• NIRS (Near-infrared spectroscopy) signaler optaget via BRAINDEX sensoren for at optimere algoritmen
• SctO2Exp-værdi opnået fra halsmåling for at optimere algoritmen.

Sekundære endepunkter:

• EEG-signaler optaget via BRAINDEX-sensor og tre-akset accelerationsinformation via accelerometer
• PPG (photoplethysmocardiography) signaler via BRAINDEX sensor og ANI signaler via ANIv2 monitor
• Sensordrift, optodeadskillelse, elektrodeadskillelse

STUDIESTØRRELSE Da dette er en eksplorativ undersøgelse, kunne der ikke defineres nogen statistisk hypotese. Da hovedformålet med undersøgelsen er at optimere en in vivo-algoritme til at estimere SctO2Exp, er det vigtigt at opnå en prøve, der er repræsentativ for mangfoldigheden af ​​hæmodynamiske situationer observeret under TAVI-procedurer, som giver fordelen ved at være meget standardiseret og reproducerbar. Inklusionen af ​​40 patienter skulle gøre os i stand til at opnå denne mangfoldighed. Inklusionen af ​​40 patienter skulle gøre os i stand til at opnå denne mangfoldighed.

TILSIGTET ANTAL CENTRE Et center: Institut de Perfusion, de Réanimation et d'Anesthésie de Chirurgie Cardiaque Paris Sud (IPRA) på Hôpital Privé Jacques Cartier (Massy).

FORSKNINGENS VARIGHED

• Længde af inklusionsperiode: 10 måneder (forventet startdato for IC: 01/03/2023)
• Varighed af hver deltagers deltagelse: varigheden af ​​det kirurgiske indgreb med opfølgning af uønskede hændelser i de 24 postoperative timer.
• Samlet forskningsvarighed: 10 måneder og 24 timer (forventet afslutning på CI: 05/01/2024).

STATISTISK ANALYSE AF DATA Analyser vil blive udført på alle inkluderede patienter. Hovedanalyse NIRS-signaler indsamlet over hele operative periode af TAVI-proceduren vil blive brugt til at udvikle algoritmen til beregning af SctO2Exp.

De rå data vil blive dæmpet ved hjælp af et smør værd 0,05 Hz orden 6 lavpasfilter og subtrahering af potentielle artefakter, ekstern lysinterferens og højfrekvent interferens (fysiologisk og forårsaget af det elektromagnetiske miljø). Den regionale iltkoncentration SctO2Exp vil derefter blive beregnet ved hjælp af den modificerede Beer-Lambert lov, udtrykt ved ligningen nedenfor, på alle optiske vektorer. For at optimere den opnåede algoritme vil de således estimerede koncentrationer, SctO2Exp, blive sammenlignet med referencemålingen , SctO2Ref (estimeret til at være lig med 25% SaO2 og 75% SvjO2), og vil blive brugt til at gruppere de afstande og vektorer, der kræves for et mere nøjagtigt estimat af iltmætning.

Sekundær analyse

Evaluering af EEG-signalkvalitet:

- EEG-signalkvalitet i lyset af fysiologiske og miljømæssige artefakter miljøartefakter forbundet med TAVI-proceduren (patienthåndtering, elektromagnetisk miljø osv.), vil blive vurderet ved at beregne et signal-til-støj-forhold defineret af effekttætheden i spektralen bånd af interesse (0,1 - 4hz) divideret med det resterende spektrale indhold og signalmætningsindikatorer (betragtes som mættet, hvis det er større end ±200mV). Andelen af ​​saturated ratio vil blive beskrevet, - Signalvariationer i forhold til frivillige eller ufrivillige bevægelser af patientens hoved målt langs 3 akser vil blive beregnet. En variation på mere end 0,5 g i enhver akse vil blive betragtet som en hovedbevægelse (frivillig eller ufrivillig). Andelen af ​​variation over 0,5 g vil blive beskrevet.

Vurdering af muligheden for at beregne ANI:

- PPG-signalerne optaget af BRAINDEX-sensoren vil blive brugt til at beregne ANI. Overensstemmelsen mellem ANI opnået fra PPG-signalerne via BRAINDEX-sensoren og ANI opnået fra ANIv2-monitoren vil blive vurderet ved hjælp af intraklasse-korrelationskoefficienten (ICC) og den grafiske metode af Bland og Altman. ICC og dets 95 % konfidensinterval vil blive bestemt ved hjælp af en 2-faktor tilfældig analyse af varians, patient og metode.

Undersøg den tekniske ydeevne af BRAINDEX-sensoren:

• Driftssikkerheden af ​​BRAINDEX-sensoren vil blive vurderet ved hjælp af en logfil, der indikerer potentiel unormal drift af systemet
• Identifikationen af ​​optodefrigørelse under måling vil blive evalueret ved at estimere variansen af ​​omgivende støj med dioder slukket
• Indikationen af ​​elektrodeløsnelse under måling vil blive evalueret ved at estimere elektrodernes impedans ved optagelseskomponenten

FORVENTEDE FORDELE De forventede effekter af denne forskning er at optimere BRAINDEX-sensorens SctO2Exp-beregningsalgoritme in vivo under faktiske patientbehandlingsforhold i dokumenterede situationer med tab af cerebral autoregulering.