Die AIR-CPR-Studie: KI-gesteuerte Thoraxkompressionen (AIR-CPR)
19. Februar 2026 aktualisiert von: Sheng-En Chu, Far Eastern Memorial Hospital
Einsatz von künstlicher Intelligenz zur Optimierung der Thoraxkompressionsregion während der kardiopulmonalen Reanimation bei Patienten mit außerklinischem Herzstillstand.
Das AIR-CPR-Projekt zielt darauf ab, die Überlebensraten von Patienten mit außerklinischem Herzstillstand (OHCA) zu verbessern, indem künstliche Intelligenz (KI) genutzt wird, um die Positionen für die Herzdruckmassage zu optimieren. Aktuelle Leitlinien empfehlen einen standardisierten Druckpunkt (die untere Hälfte des Brustbeins), doch neuere Forschungsergebnisse zeigen, dass diese Position bei etwa 48,7 % der Patienten die Aortenklappe komprimieren kann, was die Chancen auf eine erfolgreiche Wiederbelebung erheblich verringert.
Diese Studie wird ein Deep-Learning-Modell auf Basis von YOLO v8 entwickeln, um Echtzeit-Arteriendruckwellenformen zu analysieren und das korrekte Öffnen und Schließen der Aortenklappe zu identifizieren. Durch die Identifizierung spezifischer Wellenformmerkmale, die Menschen nicht leicht unterscheiden können, wird die KI den Rettungskräften Anleitung geben, die Druckstelle anzupassen – typischerweise in Richtung des linken Ventrikels – um einen optimalen Blutausstoß zu gewährleisten. Das Projekt strebt an, die CPR von einem standardisierten "Einheitsansatz" in eine personalisierte, präzisionsmedizinische Intervention zu verwandeln.
Studienübersicht
Status
Rekrutierung
Bedingungen
Detaillierte Beschreibung
Diese dreijährige prospektive Studie ist darauf ausgelegt, einen „KI-verstärkten arteriellen Wellenform-Monitor“ zur präzisionsgesteuerten Reanimation (CPR) zu entwickeln und klinisch zu validieren.
- Forschungshypothese und Ziele Die Studie überprüft die Hypothese, dass KI durch die Analyse arterieller Druckwellenformen die Kompression der Aortenklappe (bestätigt durch transösophageale Echokardiographie, TEE) genau vorhersagen kann, wodurch Retter die optimale Kompressionsstelle finden können, die die Aortenklappe umgeht und das Herzzeitvolumen maximiert.
Umsetzungsphasen
Das Projekt ist in fünf verschiedene Phasen unterteilt:
Fallvorbereitung: Einschreibung von 150 OHCA-Patienten zur Sammlung synchronisierter TEE-Video- und arterieller Druckdaten.
Arterielles Wellenform-Erkennungsmodell: Entwicklung eines Algorithmus zur automatischen Segmentierung kontinuierlicher Drucksignale in Einzelkompressions-Wellenformproben.
Kompression-Region-Erkennungsmodell: Training eines auf YOLO v8 basierenden Modells, das mit patientenphysiologischen Daten (Alter, Geschlecht, Krankengeschichte) integriert ist, um zwischen „komprimierten“ und „nicht komprimierten“ Aortenklappenzuständen zu unterscheiden.
Klinische externe Testung: Einschreibung weiterer 75 Patienten zur Überprüfung der Modellgenauigkeit gegenüber TEE-„Goldstandard“-Befunden.
Machbarkeitsbewertung: Einsatz des Modells als „Reanimationsunterstützungs-App“ in 30 realen klinischen Fällen zur Bewertung seiner Echtzeit-Führungsfähigkeit, Geschwindigkeit und Auswirkungen auf Patientenergebnisse.
Technische Methodik
Datenextraktion: Verwendung von Binarisierung und Interpolationskurvenanpassung zur direkten Extraktion hochwertiger numerischer Daten von physiologischen Monitorbildschirmen.
KI-Architektur: Nutzung eines verbesserten YOLO v8-Frameworks kombiniert mit einer auf Aufmerksamkeit basierenden Architektur und vollständig verbundenen neuronalen Netzen zur Einbeziehung komplexer Patientenheterogenitäten.
Klinische Intervention: Wenn die KI eine Aortenklappenkompression identifiziert, werden Retter aufgefordert, die Kompressionsstelle anzupassen (typischerweise nach unten und links), bis die Klappe nicht mehr blockiert ist.
- Ergebnismessungen Die Studie bewertet die Identifikationserfolgsrate (KI vs. TEE), die Vermeidungserfolgsrate (erfolgreiche Neuplatzierung) und traditionelle Reanimationsmetriken einschließlich ROSC, Überleben bis zur Entlassung und günstige neurologische Ergebnisse.
Studientyp
Beobachtungs
Einschreibung (Geschätzt)
255
Kontakte und Standorte
Dieser Abschnitt enthält die Kontaktdaten derjenigen, die die Studie durchführen, und Informationen darüber, wo diese Studie durchgeführt wird.
Studienkontakt
- Name: Sheng-En Chu, physician
- Telefonnummer: 886-2-7728-1843
- E-Mail: ianchu300@msn.com
Studienorte
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Banqiao
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New Taipei City, Banqiao, Taiwan, 220
- Rekrutierung
- Far Eastern Memorinal Hospital
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Kontakt:
- Sheng-En Chu, physician
- Telefonnummer: 886-2-77281843
- E-Mail: ianchu300@msn.com
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Teilnahmekriterien
Forscher suchen nach Personen, die einer bestimmten Beschreibung entsprechen, die als Auswahlkriterien bezeichnet werden. Einige Beispiele für diese Kriterien sind der allgemeine Gesundheitszustand einer Person oder frühere Behandlungen.
Zulassungskriterien
Studienberechtigtes Alter
- Erwachsene
- Älterer Erwachsener
Akzeptiert gesunde Freiwillige
Nein
Probenahmeverfahren
Nicht-Wahrscheinlichkeitsprobe
Studienpopulation
Die Studienpopulation besteht aus erwachsenen Patienten mit nicht-traumatischem Herzstillstand außerhalb des Krankenhauses, die in die Notaufnahme des Far Eastern Memorial Hospital gebracht werden.
Diese Einrichtung ist das einzige medizinische Zentrum in New Taipei City und behandelt etwa 30 % der OHCA-Fälle der Stadt, wodurch eine vielfältige und umfangreiche Stichprobe von Patienten gewährleistet wird, die eine erweiterte lebensrettende Behandlung erhalten.
Beschreibung
Einschlusskriterien:
- Erwachsene im Alter von 20 Jahren oder älter.
- Patienten mit außerklinischem Herzstillstand (OHCA), die im Notaufnahmebereich eine kardiopulmonale Reanimation (CPR) erhalten.
Herzstillstand verursacht durch nicht-traumatische Faktoren.
Ausschlusskriterien:
- Schwangere Patientinnen.
- Patienten mit offensichtlichen Todeszeichen.
- Patienten mit einer unterschriebenen "Do Not Resuscitate" (DNR)-Verfügung.
- Patienten, die eine extrakorporale kardiopulmonale Reanimation (ECPR) benötigen.
- Patienten, die eine resuscitative endovaskuläre Ballonokklusion der Aorta (REBOA) benötigen.
- Herzstillstand verursacht durch massive Blutung, Aortennotfälle, Spannungspneumothorax, Herztamponade oder Lungenembolie.
- Anamnese einer schweren Aortenklappenerkrankung oder vorheriger Aortenklappenoperation.
- Patienten, bei denen TEE oder femorale Arterienkatheterisierung kontraindiziert ist.
- Situationen, in denen das medizinische Team während der CPR keine TEE oder femorale Arterienkatheterisierung durchführen kann.
Studienplan
Dieser Abschnitt enthält Einzelheiten zum Studienplan, einschließlich des Studiendesigns und der Messung der Studieninhalte.
Wie ist die Studie aufgebaut?
Designdetails
Kohorten und Interventionen
Gruppe / Kohorte |
Intervention / Behandlung |
|---|---|
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OHCA-Patienten, die KI-optimierte Reanimation erhalten.
Erwachsene Patienten (20 Jahre oder älter) mit nicht-traumatischem außerklinischem Herzstillstand (OHCA), die im Notfallzentrum des Far Eastern Memorial Hospital eine erweiterte lebensrettende Sofortmaßnahme (ALS) erhalten.
Diese Kohorte liefert die Daten für das KI-Training (Jahre 1-2) und nimmt an der klinischen Validierung der KI-gesteuerten Kompressionstechnik (Jahr 3) teil.
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Eine Deep-Learning-Anwendung basierend auf der YOLO-v8-Architektur, die Echtzeit-Arteriendruckwellenformen von einer femoralen A-Linie analysiert.
Sie identifiziert, ob die aktuelle Thoraxkompressionsposition eine Aortenklappenkompression verursacht (wie durch TEE bestätigt) und liefert sofortiges Feedback an das Reanimationsteam.
Wenn die KI-Anwendung eine Kompression der Aortenklappe anzeigt, passt der Helfer die Position der mechanischen Thoraxkompression (LUCAS) an.
Basierend auf Literatur und KI-Rückmeldung besteht die Anpassung typischerweise darin, den Kompressionspunkt nach unten und in Richtung der linken parasternalen Linie zu verschieben, um die Aortenklappe zu vermeiden und die linksventrikuläre Auswurfleistung zu optimieren.
Wird als "Goldstandard" während der gesamten Studie verwendet.
TEE wird während der CPR durchgeführt, um das tatsächliche Öffnen und Schließen der Aortenklappe und die Verformung der Herzkammern aufzuzeichnen, wodurch die Beschriftungen für das KI-Training und die Verifizierung für klinische Tests bereitgestellt werden.
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Was misst die Studie?
Primäre Ergebnismessungen
Ergebnis Maßnahme |
Maßnahmenbeschreibung |
Zeitfenster |
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KI-Identifikationsgenauigkeit der Aortenklappenkompression
Zeitfenster: Während der klinischen Testphase und der Machbarkeitsbewertung (Jahr 2 und 3) gesammelt.
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Die Genauigkeit des KI-Modells bei der Identifizierung, ob die Aortenklappe während der Herz-Lungen-Wiederbelebung komprimiert oder geöffnet ist, unter Verwendung der transösophagealen Echokardiographie (TEE) als Goldstandard zur Überprüfung.
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Während der klinischen Testphase und der Machbarkeitsbewertung (Jahr 2 und 3) gesammelt.
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Sekundäre Ergebnismessungen
Ergebnis Maßnahme |
Maßnahmenbeschreibung |
Zeitfenster |
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Erfolgreiche Vermeidung der Aortenklappenkompression
Zeitfenster: Während der klinischen Machbarkeitsbewertung (Jahr 3).
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Der Prozentsatz der Fälle, in denen das Reanimationsteam die Position der Thoraxkompression erfolgreich angepasst hat, um die Aortenklappenkompression basierend auf der KI-App-Rückmeldung zu stoppen, bestätigt durch TEE.
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Während der klinischen Machbarkeitsbewertung (Jahr 3).
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Zeitaufwand für Komprimierungsanpassung
Zeitfenster: Während der klinischen Machbarkeitsbewertung (Jahr 3).
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Das Zeitintervall zwischen der ersten arteriellen Wellenformerfassung und dem Abschluss der Thoraxkompressionsrepositionierung.
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Während der klinischen Machbarkeitsbewertung (Jahr 3).
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Rate of Return of Spontaneous Circulation (ROSC)
Zeitfenster: Von Beginn der Wiederbelebung in der Notaufnahme bis zur Entlassung aus dem Krankenhaus oder dem Tod (bis zu etwa 30 Tagen).
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Inzidenz von ROSC und anhaltendem ROSC (über ≥ 20 Minuten aufrechterhalten) sowie Überlebensraten bis zur Krankenhausaufnahme und bis zur Entlassung.
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Von Beginn der Wiederbelebung in der Notaufnahme bis zur Entlassung aus dem Krankenhaus oder dem Tod (bis zu etwa 30 Tagen).
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Günstiges neurologisches Ergebnis bei Entlassung
Zeitfenster: Zum Zeitpunkt der Krankenhausentlassung (bis zu etwa 30 Tagen).
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Beurteilung des neurologischen Status anhand der Cerebral Performance Category (CPC 1-2) oder der modifizierten Rankin-Skala (mRS 0-2).
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Zum Zeitpunkt der Krankenhausentlassung (bis zu etwa 30 Tagen).
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Thoraxkompressionsfraktion (CCF)
Zeitfenster: Während der klinischen Machbarkeitsbewertung (Jahr 3).
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Der Anteil der gesamten Reanimationszeit, während der Thoraxkompressionen durchgeführt wurden, wobei sichergestellt wird, dass KI-gesteuerte Anpassungen die Kontinuität der Kompressionen nicht negativ beeinflussen.
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Während der klinischen Machbarkeitsbewertung (Jahr 3).
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Mitarbeiter und Ermittler
Hier finden Sie Personen und Organisationen, die an dieser Studie beteiligt sind.
Sponsor
Mitarbeiter
Publikationen und hilfreiche Links
Die Bereitstellung dieser Publikationen erfolgt freiwillig durch die für die Eingabe von Informationen über die Studie verantwortliche Person. Diese können sich auf alles beziehen, was mit dem Studium zu tun hat.
Allgemeine Veröffentlichungen
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Studienaufzeichnungsdaten
Diese Daten verfolgen den Fortschritt der Übermittlung von Studienaufzeichnungen und zusammenfassenden Ergebnissen an ClinicalTrials.gov. Studienaufzeichnungen und gemeldete Ergebnisse werden von der National Library of Medicine (NLM) überprüft, um sicherzustellen, dass sie bestimmten Qualitätskontrollstandards entsprechen, bevor sie auf der öffentlichen Website veröffentlicht werden.
Haupttermine studieren
Studienbeginn (Tatsächlich)
6. Januar 2025
Primärer Abschluss (Geschätzt)
31. Dezember 2027
Studienabschluss (Geschätzt)
31. Dezember 2027
Studienanmeldedaten
Zuerst eingereicht
19. Februar 2026
Zuerst eingereicht, das die QC-Kriterien erfüllt hat
19. Februar 2026
Zuerst gepostet (Tatsächlich)
24. Februar 2026
Studienaufzeichnungsaktualisierungen
Letztes Update gepostet (Tatsächlich)
24. Februar 2026
Letztes eingereichtes Update, das die QC-Kriterien erfüllt
19. Februar 2026
Zuletzt verifiziert
1. Februar 2026
Mehr Informationen
Begriffe im Zusammenhang mit dieser Studie
Schlüsselwörter
Zusätzliche relevante MeSH-Bedingungen
Andere Studien-ID-Nummern
- 113046-F
Plan für individuelle Teilnehmerdaten (IPD)
Planen Sie, individuelle Teilnehmerdaten (IPD) zu teilen?
NEIN
Arzneimittel- und Geräteinformationen, Studienunterlagen
Studiert ein von der US-amerikanischen FDA reguliertes Arzneimittelprodukt
Nein
Studiert ein von der US-amerikanischen FDA reguliertes Geräteprodukt
Nein
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