Maschinelles Lernen-unterstütztes Management von intraoperativer Hypotonie für personalisierte Behandlung (HYPOGUARD)
Maschinelles Lernen-gestütztes Management intraoperativer Hypotonie: Entwicklung personalisierter Behandlungsempfehlungen
Intraoperative Hypotonie, definiert als ein Abfall des Blutdrucks während einer Operation, ist ein häufiges Ereignis bei Patienten unter Allgemeinanästhesie. Selbst kurze Episoden von niedrigem Blutdruck können die Durchblutung lebenswichtiger Organe wie Gehirn, Herz und Nieren verringern und wurden mit einem erhöhten Risiko für postoperative Komplikationen, verlängerte Genesung und schlechtere klinische Ergebnisse in Verbindung gebracht. Trotz ihrer klinischen Bedeutung basiert die Behandlung der intraoperativen Hypotonie oft auf allgemeinen Richtlinien und der individuellen Erfahrung des Klinikers, anstatt auf patientenspezifischen physiologischen Mechanismen.
Niedriger Blutdruck während einer Operation kann aus verschiedenen zugrundeliegenden Gründen auftreten, einschließlich reduziertem zirkulierendem Blutvolumen, übermäßiger Vasodilatation durch Anästhetika, beeinträchtigter Herzkontraktilität oder Anomalien der Herzfrequenz. In der Routinepraxis werden diese Mechanismen nicht immer klar unterschieden, und ähnliche Behandlungsstrategien können bei Patienten mit unterschiedlichen physiologischen Ursachen der Hypotonie angewendet werden. Infolgedessen kann das Ansprechen auf die Behandlung zwischen den Patienten stark variieren.
Diese prospektive Beobachtungsstudie zielt darauf ab, das Verständnis der intraoperativen Hypotonie zu verbessern, indem detaillierte hämodynamische Daten während der Operation gesammelt und diese Daten mithilfe von maschinellen Lernmethoden analysiert werden. Die Studie ist so konzipiert, dass sie die aktuelle klinische Praxis beobachtet, ohne die routinemäßige Patientenversorgung zu verändern oder zu beeinträchtigen. Alle Entscheidungen bezüglich Anästhesiemanagement und Behandlung der Hypotonie werden von den behandelnden Anästhesisten gemäß der Standardklinischen Praxis getroffen. Das Forschungsteam wird während der Operation keine Behandlungsempfehlungen geben.
Erwachsene Patienten, die sich einer elektiven Operation unter Allgemeinanästhesie mit kontinuierlichem invasivem arteriellem Blutdruckmonitoring unterziehen, werden eingeschlossen. Während der intraoperativen Phase werden Blutdruck, Herzfrequenz, Herzzeitvolumen, Schlagvolumen, systemischer Gefäßwiderstand und andere fortgeschrittene hämodynamische Parameter in regelmäßigen Abständen kontinuierlich aufgezeichnet. Wenn eine Hypotonie auftritt, werden Beginn, Dauer und Schwere der Episode zusammen mit der angewendeten Behandlung, wie Flüssigkeitsgabe, Vasopressoren oder inotrope Medikamente, dokumentiert. Die benötigte Zeit, bis sich der Blutdruck auf ein akzeptables Niveau erholt, wird ebenfalls aufgezeichnet.
Die gesammelten Daten werden mithilfe von maschinellen Lerntechniken analysiert, um anhand physiologischer Muster verschiedene Subtypen der intraoperativen Hypotonie zu identifizieren. Diese Subtypen können unterschiedliche zugrundeliegende Mechanismen widerspiegeln, wie Hypovolämie, Vasodilatation, myokardiale Depression oder herzfrequenzbedingte Ursachen. Darüber hinaus wird die Studie bewerten, wie verschiedene Behandlungsstrategien bei diesen Hypotonie-Subtypen abschneiden und wie schnell die hämodynamische Stabilität wiederhergestellt wird.
Patientenbezogene Faktoren wie Alter, Geschlecht, Body-Mass-Index, physischer Status und Begleiterkrankungen werden ebenfalls untersucht, um ihre Beziehung zum Auftreten, zur Schwere und zum Ansprechen auf die Behandlung von Hypotonie-Episoden zu bestimmen. Indem Patientenmerkmale, physiologische Daten und Behandlungsantworten kombiniert werden, zielt die Studie darauf ab, datengesteuerte Erkenntnisse für ein personalisiertes Hypotonie-Management zu generieren.
Das ultimative Ziel dieser Forschung ist es, die Entwicklung individualisierter Behandlungsempfehlungen für intraoperative Hypotonie auf der Grundlage objektiver physiologischer Daten anstelle eines Einheitsansatzes zu unterstützen. Die Ergebnisse dieser Studie werden voraussichtlich eine solide wissenschaftliche Grundlage für zukünftige klinische Entscheidungsunterstützungssysteme liefern, die Anästhesisten bei der Auswahl der geeignetsten Behandlungsstrategie für jeden Patienten unterstützen können. Durch die Verbesserung der Präzision des Blutdruckmanagements während der Operation hat dieser Ansatz das Potenzial, die Patientensicherheit und perioperativen Ergebnisse zu verbessern, während die standardmäßigen klinischen Arbeitsabläufe beibehalten werden.
Studienübersicht
Status
Status
Bedingungen
Bedingungen
Detaillierte Beschreibung
Intraoperative Hypotonie, allgemein definiert als ein Abfall des arteriellen Blutdrucks während einer Operation, ist ein häufiges und klinisch bedeutsames Ereignis bei Patienten unter Allgemeinanästhesie. Zahlreiche Studien haben gezeigt, dass bereits kurze Phasen niedrigen Blutdrucks mit einer beeinträchtigten Organperfusion und einem erhöhten Risiko für postoperative Komplikationen in Verbindung gebracht werden können, einschließlich akuter Nierenschädigung, Myokardschädigung, Schlaganfall, verlängertem Krankenhausaufenthalt und erhöhter Mortalität. Trotz zunehmender Kenntnis ihrer klinischen Auswirkungen bleibt das optimale Management der intraoperativen Hypotonie eine anhaltende Herausforderung in der anästhesiologischen Praxis.
Derzeitige Ansätze zum Management des intraoperativen Blutdrucks basieren weitgehend auf allgemeinen Schwellenwerten, Leitlinienempfehlungen und der individuellen Erfahrung von Anästhesisten. In der klinischen Routinepraxis wird Hypotonie oft mit Volumengabe, Vasopressoren, inotropen Medikamenten oder Kombinationen dieser Interventionen behandelt. Hypotonie ist jedoch keine einheitliche klinische Entität. Sie kann durch verschiedene zugrundeliegende physiologische Mechanismen entstehen, wie Hypovolämie, anästhesiebedingte Vasodilatation, myokardiale Depression oder Herzfrequenzstörungen. Diese Mechanismen können während der Operation koexistieren oder sich dynamisch ändern, was die klinische Entscheidungsfindung komplex macht.
In vielen Fällen werden ähnliche Behandlungsstrategien bei Patienten mit unterschiedlichen physiologischen Ursachen der Hypotonie angewendet, was zu variablen Behandlungsergebnissen führen kann. Beispielsweise kann Volumengabe bei Patienten mit Hypovolämie wirksam sein, bei Patienten mit vorherrschender Vasodilatation oder eingeschränkter Herzfunktion jedoch weniger vorteilhaft oder sogar schädlich. Ebenso kann Vasopressortherapie bei vasodilatatorischer Hypotonie den Blutdruck schnell wiederherstellen, kann aber eine durch niedriges Herzzeitvolumen verursachte Hypotonie nicht angemessen beheben. Dies unterstreicht die Notwendigkeit eines stärker individualisierten, physiologiebasierten Ansatzes für das Management der intraoperativen Hypotonie.
Jüngste Fortschritte in der perioperativen Überwachung haben die kontinuierliche, hochauflösende Aufzeichnung des arteriellen Blutdrucks und erweiterter hämodynamischer Parameter ermöglicht, wie Herzzeitvolumen, Schlagvolumen und systemischer Gefäßwiderstand. Gleichzeitig haben Entwicklungen im maschinellen Lernen und in der künstlichen Intelligenz neue Möglichkeiten geschaffen, große und komplexe Datensätze zu analysieren, verborgene Muster zu identifizieren und datengetriebene Erkenntnisse zu generieren, die mit traditionellen statistischen Methoden möglicherweise nicht erkennbar sind.
Das primäre Ziel dieser prospektiven Beobachtungsstudie ist es, das Verständnis der intraoperativen Hypotonie durch die Integration detaillierter hämodynamischer Überwachung mit maschinellen Lernverfahren zu verbessern. Anstatt sich auf einen einzelnen Blutdruckschwellenwert oder isolierte Variablen zu konzentrieren, versucht diese Studie, Hypotonie-Episoden als dynamische physiologische Ereignisse zu charakterisieren und anhand zugrundeliegender hämodynamischer Muster verschiedene Hypotonie-Subtypen zu identifizieren.
Diese Studie ist als nicht-interventionelle, beobachtende Untersuchung konzipiert und verändert nicht die routinemäßige klinische Versorgung. Alle Entscheidungen zum Anästhesiemanagement, einschließlich der Prävention und Behandlung von Hypotonie, werden von den behandelnden Anästhesisten gemäß der Standardklinikpraxis und institutionellen Protokollen getroffen. Das Forschungsteam wird während der Operation keine Echtzeit-Empfehlungen geben oder die klinische Entscheidungsfindung beeinflussen. Die Rolle des Forschungsteams beschränkt sich auf systematische Datenerfassung, Datenverarbeitung und nachträgliche Analyse.
Erwachsene Patienten (≥18 Jahre), die sich elektiven chirurgischen Eingriffen unter Allgemeinanästhesie unterziehen, werden eingeschlossen. Eine kontinuierliche invasive arterielle Blutdrucküberwachung ist für die Einschlusskriterien erforderlich, da sie eine präzise, schlag-zu-schlag-Bewertung des Blutdrucks und wellenformbasierter hämodynamischer Variablen ermöglicht. Notfalloperationen, Patienten mit schwerem Kreislaufschock, fortgeschrittener Herzfunktionsstörung oder Zuständen, die zuverlässige hämodynamische Messungen verhindern, werden ausgeschlossen, um die Datenqualität und Patientensicherheit zu gewährleisten.
Während der intraoperativen Phase werden arterieller Blutdruck, Herzfrequenz, Herzzeitvolumen, Herzindex, Schlagvolumen, Schlagvolumenindex, systemischer Gefäßwiderstand und verwandte dynamische Vorlastvariablen in vordefinierten Zeitintervallen kontinuierlich aufgezeichnet. Hypotonie wird als ein mittlerer arterieller Druck unterhalb eines klinisch relevanten Schwellenwerts definiert, der für eine Mindestdauer anhält. Wenn Hypotonie auftritt, werden der Beginn, die Dauer, der Schweregrad und die Häufigkeit jeder Episode dokumentiert.
Zusätzlich zu physiologischen Daten werden detaillierte Informationen zu therapeutischen Interventionen erfasst. Dies umfasst die Art und Menge verabreichter intravenöser Flüssigkeiten, die Verwendung von Vasopressoren oder inotropen Medikamenten, Dosierungsstrategien und den Zeitpunkt der Interventionen im Verhältnis zum Hypotoniebeginn. Das Ansprechen auf die Behandlung wird bewertet, indem die benötigte Zeit gemessen wird, bis der Blutdruck wieder vordefinierte Zielwerte erreicht, und indem Veränderungen anderer hämodynamischer Parameter nach der Intervention bewertet werden.
Maschinelle Lerntechniken werden auf den gesammelten Datensatz angewendet, um Muster und Cluster innerhalb von Hypotonie-Episoden zu identifizieren. Unüberwachte Lernmethoden, wie Clustering-Algorithmen, werden verwendet, um Hypotonieereignisse anhand hämodynamischer Profile in Subtypen zu klassifizieren. Von diesen Subtypen wird erwartet, dass sie unterschiedliche dominante physiologische Mechanismen widerspiegeln, wie Volumenmangel, Vasodilatation, myokardiale Depression oder herzfrequenzbedingte Hypotonie.
Parallel dazu werden überwachte Lernmodelle verwendet, um Beziehungen zwischen Patienteneigenschaften, hämodynamischen Mustern, Behandlungsstrategien und Behandlungsergebnissen zu untersuchen. Variablen wie Alter, Geschlecht, Body-Mass-Index, physischer Status, Komorbiditäten und chirurgische Merkmale werden analysiert, um ihre Assoziation mit dem Auftreten von Hypotonie, der Subtyp-Verteilung und dem Ansprechen auf bestimmte Interventionen zu bestimmen.
Eines der Hauptziele dieser Studie ist es, zu bewerten, ob bestimmte Behandlungen für spezifische Hypotonie-Subtypen oder Patientengruppen wirksamer sind. Durch die Analyse der Ansprechzeiten auf Behandlung und der Muster der hämodynamischen Erholung zielt die Studie darauf ab, Evidenz zu generieren, die zielgerichtetere und individualisierte Behandlungsstrategien unterstützt. Diese Analysen werden nicht verwendet, um die Patientenversorgung während der Studie zu leiten, sondern bilden die Grundlage für zukünftige Hypothesengenerierung und interventionelle Forschung.
Alle gesammelten Daten werden anonymisiert und gemäß den Datenschutzvorschriften sicher gespeichert. Nur autorisierte Mitglieder des Forschungsteams haben Zugang zum Datensatz. Die Studie wird sich an ethische Grundsätze für klinische Forschung halten, und von allen Teilnehmern wird vor der Einschließung eine informierte Einwilligung eingeholt.
Das ultimative Ziel dieser Forschung ist es, zur Entwicklung datengesteuerter, personalisierter Ansätze für das Management des intraoperativen Blutdrucks beizutragen. Durch die Kombination hochwertiger physiologischer Daten mit fortgeschrittenen Analysemethoden zielt diese Studie darauf ab, ein tieferes Verständnis der intraoperativen Hypotonie und ihrer heterogenen Natur zu liefern. Langfristig können die Ergebnisse die Entwicklung klinischer Entscheidungsunterstützungssysteme unterstützen, die Anästhesisten dabei helfen, basierend auf Echtzeit-Physiologieinformationen die am besten geeignete Behandlungsstrategie für jeden Patienten auszuwählen.
Solche Systeme haben das Potenzial, die Patientensicherheit zu verbessern, die Belastung durch postoperative Komplikationen zu verringern und die Qualität der perioperativen Versorgung zu steigern, ohne die klinische Urteilsbildung zu ersetzen. Stattdessen sollen sie die Expertise von Anästhesisten ergänzen, indem sie objektive, individualisierte Erkenntnisse liefern, die aus komplexen Datenmustern abgeleitet werden. Diese Studie stellt einen wichtigen Schritt in Richtung eines präziseren, personalisierten und physiologiegeleiteten Managements der intraoperativen Hypotonie dar.
Studientyp
Studientyp
Einschreibung (Geschätzt)
Einschreibung
Kontakte und Standorte
Studienkontakt
Studienkontakt
- Name: Mehmet Akif Yazar, MD, PhD, Assoc. Prof.
- Telefonnummer: +905055665758
- E-Mail: makifyazar@hotmail.com
Studieren Sie die Kontaktsicherung
- Name: Elif Korkmaz Ozturk, MD
- Telefonnummer: +90 5064306969
- E-Mail: 0elifkorkmaz@gmail.com
Studienorte
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Konya/Meram
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Konya, Konya/Meram, Türkei (türkiye), 42040
- Rekrutierung
- Konya City Hospital
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Kontakt:
- Mehmet Akif Yazar, MD
- Telefonnummer: +90 505 5665758
- E-Mail: makifyazar@hotmail.com
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Teilnahmekriterien
Zulassungskriterien
Zulassungskriterien
Studienberechtigtes Alter
- Erwachsene
- Älterer Erwachsener
Akzeptiert gesunde Freiwillige
Probenahmeverfahren
Studienpopulation
Beschreibung
Einschlusskriterien:
- Erwachsene Patienten im Alter von 18 Jahren oder älter
- Patienten, die für elektive chirurgische Eingriffe geplant sind
- Eingriffe, die unter Vollnarkose durchgeführt werden
- Verfügbarkeit von kontinuierlichem invasivem arteriellem Blutdruckmonitoring während der intraoperativen Phase
- Geplante Operationsdauer von mindestens 2 Stunden
- Fähigkeit, eine schriftliche Einwilligungserklärung zur Teilnahme an der Studie zu erteilen
Ausschlusskriterien:
- Notfalloperation
- Diagnose von Sepsis, septischem Schock oder fortgeschrittenem kardiogenem Schock
- Herzrhythmusstörungen, die zuverlässige hämodynamische Messungen verhindern (z.B. Vorhofflimmern)
- Schwere linksventrikuläre Dysfunktion oder fortgeschrittene Herzinsuffizienz (Ejektionsfraktion <30%)
- Unmöglichkeit der intraoperativen arteriellen Kanülierung aus technischen oder klinischen Gründen
- Unfähigkeit, eine informierte Einwilligung zu erteilen (z.B. kognitive Beeinträchtigung oder Teilnahmeverweigerung)
Studienplan
Wie ist die Studie aufgebaut?
Designdetails
Was misst die Studie?
Primäre Ergebnismessungen
Primäre Ergebnismessungen
Ergebnis Maßnahme |
Maßnahmenbeschreibung |
Zeitfenster |
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Intraoperative Hypotension-Endotyp-Klassifizierung (hämodynamischer Subtyp) pro Hypotensions-Episode
Zeitfenster: Intraoperativer Zeitraum (von der Anästhesieeinleitung bis zum Ende der Operation)
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Für jede intraoperative Hypotonie-Episode (definiert als mittlerer arterieller Druck [MAP] <65 mmHg über ≥1 Minute oder eine Abnahme von ≥30 % vom Ausgangswert) wird die Episode einem hämodynamischen Endotyp basierend auf invasiven arteriellen Wellenform-abgeleiteten Parametern zugeordnet, die mit MostCare® (Vygon, Frankreich) aufgezeichnet wurden, einschließlich MAP, SAP, DAP, HR, CO, CI, SV, SVI, SVR, SVRI, SVV, PPV und SPV, alle 30 Sekunden abgetastet. Das Ergebnis ist die jedem Episoden zugewiesene Endotyp-Klassifizierung, berichtet als kategorische Klassifikation mit folgenden Stufen: Hypovolämischer Endotyp, Vasodilatatorischer Endotyp, Myokarddepressions-Endotyp und Bradykarder Endotyp. |
Intraoperativer Zeitraum (von der Anästhesieeinleitung bis zum Ende der Operation)
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Sekundäre Ergebnismessungen
Sekundäre Ergebnismessungen
Ergebnis Maßnahme |
Maßnahmenbeschreibung |
Zeitfenster |
|---|---|---|
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Zeit bis zur hämodynamischen Stabilisierung nach der Behandlung von intraoperativer Hypotonie
Zeitfenster: Intraoperativer Zeitraum (von der Narkoseeinleitung bis zum Ende der Operation)
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Für jede intraoperative Hypotonie-Episode (mittlerer arterieller Druck [MAP] <65 mmHg, die ≥1 Minute andauert) wird das Zeitintervall vom Beginn der therapeutischen Intervention (Flüssigkeitsverabreichung, Vasopressor- oder inotrope Therapie) bis zum Erreichen eines MAP ≥65 mmHg aufgezeichnet. Die hämodynamischen Daten werden aus dem invasiven arteriellen Blutdruckmonitoring mit MostCare® (Vygon, Frankreich) gewonnen, wobei die Parameter alle 30 Sekunden abgetastet werden. Der Zeitstempel des Behandlungsbeginns wird mit den arteriellen Druckaufzeichnungen abgeglichen, um die Erholungszeit zu berechnen. |
Intraoperativer Zeitraum (von der Narkoseeinleitung bis zum Ende der Operation)
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Korrelation zwischen Patientenmerkmalen und intraoperativer Hypotoniebelastung
Zeitfenster: Intraoperativer Zeitraum (von der Narkoseeinleitung bis zum Ende der Operation)
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Korrelation zwischen Patientenmerkmalen (Alter, Geschlecht, BMI, ASA-Klasse, Begleiterkrankungen, chronische antihypertensive Medikation) und intraoperativer Hypotoniebelastung (Anzahl der Hypotonieepisoden pro Patient, Gesamtdauer der Hypotonie in Minuten und minimaler MAP während der Operation) Alter (Jahre), Geschlecht (männlich/weiblich), BMI (kg/m²), ASA-Klasse (I-IV), Begleiterkrankungen (Vorhandensein/Fehlen von Hypertonie, Diabetes, KHK, etc.), chronische antihypertensive Medikation (ja/nein); erhoben aus dem Anästhesieprotokoll und der elektronischen Patientenakte des Krankenhauses. Anzahl der intraoperativen Hypotonieepisoden pro Patient (Anzahl), Gesamtdauer der Hypotonie pro Patient (Minuten), minimaler intraoperativer MAP (mmHg); abgeleitet aus kontinuierlichem invasivem arteriellem Druckmonitoring mit MostCare® (Vygon, Frankreich), alle 30 Sekunden abgetastet. |
Intraoperativer Zeitraum (von der Narkoseeinleitung bis zum Ende der Operation)
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Leistung des KI-basierten personalisierten Hypotensionsbehandlungsempfehlungsmodells
Zeitfenster: Intraoperativer Zeitraum (von der Narkoseeinleitung bis zum Ende der Operation)
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Leistung von maschinellen Lernmodellen (Entscheidungsbaum, Random Forest, XGBoost) bei der Vorhersage der effektivsten Behandlungsstrategie (Flüssigkeit, Vasopressor, Inotropikum oder Kombination) für intraoperative Hypotonie-Episoden basierend auf Patientenmerkmalen und hämodynamischem Endotyp im Vergleich zum beobachteten realen Behandlungsansprechen (Zeit bis MAP ≥65 mmHg und hämodynamische Stabilisierung). Patientenmerkmale: Alter (Jahre), Geschlecht, BMI (kg/m²), ASA-Klasse, Begleiterkrankungen, chronische Antihypertensiva-Einnahme (ja/nein), aus Anästhesieprotokoll/EMR erhoben. Hämodynamischer Endotyp pro Hypotonie-Episode, abgeleitet aus invasivem arteriellem Wellenform-Monitoring mit MostCare® (Vygon, Frankreich), unter Verwendung von MAP, SAP, DAP, HR, CO, CI, SV, SVI, SVR, SVRI, SVV, PPV, SPV alle 30 Sekunden abgetastet. |
Intraoperativer Zeitraum (von der Narkoseeinleitung bis zum Ende der Operation)
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Mitarbeiter und Ermittler
Sponsor
Sponsor
Ermittler
Ermittler
- Studienleiter: Mehmet Akif Yazar, MD, PhD, Assoc. Prof, Konya City Hospital
Studienaufzeichnungsdaten
Haupttermine studieren
Studienbeginn (Tatsächlich)
Studienbeginn
Primärer Abschluss (Geschätzt)
Primärer Abschluss
Studienabschluss (Geschätzt)
Studienabschluss
Studienanmeldedaten
Zuerst eingereicht
Zuerst eingereicht
Zuerst eingereicht, das die QC-Kriterien erfüllt hat
Zuerst eingereicht, das die QC-Kriterien erfüllt hat
Zuerst gepostet (Tatsächlich)
Zuerst gepostet
Studienaufzeichnungsaktualisierungen
Letztes Update gepostet (Tatsächlich)
Letztes Update gepostet
Letztes eingereichtes Update, das die QC-Kriterien erfüllt
Letztes eingereichtes Update, das die QC-Kriterien erfüllt
Zuletzt verifiziert
Zuletzt verifiziert
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- E2-25-12078
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Beschreibung des IPD-Plans
Arzneimittel- und Geräteinformationen, Studienunterlagen
Studiert ein von der US-amerikanischen FDA reguliertes Arzneimittelprodukt
Studiert ein von der US-amerikanischen FDA reguliertes Geräteprodukt
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