Präoperative Belastungstests und perioperative Ergebnisse (SAMPO)

Die Submaximale Kardiopulmonale Belastungsuntersuchung bei Erwachsenen vor mittel- bis hochrisikochirurgischen Eingriffen und perioperative Ergebnisse (SAMPO) ist ein prospektives, beobachtendes Einzelzentren-Kohortenregister mit einer retrospektiven Validierungskomponente, das untersucht, ob Messwerte aus kurzen, klinisch integrierten submaximalen kardiopulmonalen Belastungstests (smCPET) mit perioperativen Ergebnissen bei Erwachsenen assoziiert sind, die sich einer mittel- bis hochrisikobehafteten nichtkardialen Operation unterziehen. Das Register wird in der Yale New Haven Hospital Pre-Surgical Evaluation Clinic entwickelt, um die systematische Erfassung, Aufbereitung und Analyse von während der routinemäßigen präoperativen Versorgung gewonnenen belastungsbasierten physiologischen Daten zusammen mit klinischen, perioperativen und postoperativen Ergebnisdaten zu unterstützen. Das übergeordnete Ziel ist es, festzustellen, ob smCPET-Variablen die perioperative Risikostratifizierung verbessern, Patienten mit erhöhtem Risiko für postoperative Komplikationen identifizieren und einen skalierbaren Rahmen für zukünftige perioperative Risikomodellierung und Implementierungsstudien schaffen können.

Perioperative Komplikationen bleiben nach großen nichtkardialen Eingriffen häufig und sind mit erhöhter Morbidität, verlängerter Genesung, höheren Wiederaufnahmeraten, größerem Ressourcenverbrauch und höheren Gesundheitskosten verbunden. Die derzeitige präoperative Risikobewertung stützt sich oft auf Anamnese, Komorbiditätslast, Eingriffsrisikoklassifikation und subjektive Einschätzungen der funktionellen Kapazität. Obwohl formelle kardiopulmonale Belastungstests einen Wert für die perioperative Prognose gezeigt haben, wurde die breite Anwendung durch den Zeit-, Personal-, Technik- und Infrastrukturbedarf konventioneller maximaler Tests eingeschränkt. Ein kurzer submaximaler Ansatz könnte im präoperativen klinischen Setting eine pragmatischere Alternative bieten. Frühe Implementierungsarbeiten der Forscher legen nahe, dass schnelle smCPET in den Routineablauf integriert werden können, bei einem hohen Anteil der Patienten technisch nutzbare Daten liefern und physiologische Messwerte ergeben können, die mit früher postoperativer Morbidität assoziiert sind. Dieses Register soll diese Arbeit erweitern, indem es einen strukturierten Datensatz schafft, der eine rigorosere Bewertung der Beziehung zwischen präoperativen smCPET-Befunden und klinisch bedeutsamen postoperativen Ergebnissen ermöglicht.

Die zentrale wissenschaftliche Prämisse des Registers ist, dass die präoperative physiologische Reaktion auf submaximale Belastung die kardiopulmonale Reserve und integrative funktionelle Kapazität in einer Weise widerspiegelt, die durch die routinemäßige klinische Anamnese oder konventionelle Screening-Instrumente nicht vollständig erfasst wird. Variablen wie die während submaximaler Belastung erreichte maximale Sauerstoffaufnahme, anaerobe Schwelle, ventilatorische Effizienz, Herzfrequenzreaktion und belastungsbasierte Steigungsmaße könnten latente Vulnerabilität vor der Operation identifizieren. Wenn diese Messwerte bedeutsame Assoziationen mit frühen und späteren postoperativen Komplikationen zeigen, könnten sie eine objektivere Risikobewertung, perioperative Triage, Zuweisung von Optimierungsressourcen und Auswahl von Patienten für erweiterte Überwachung oder zukünftige Interventionsstudien unterstützen. Das Register ist daher nicht nur als passive Datenspeicherung konzipiert, sondern als analytische Infrastruktur zur Validierung klinisch praktikabler physiologischer Marker im perioperativen Setting.

Die Studie umfasst eine prospektive Komponente und eine retrospektive Komponente. In der prospektiven Komponente werden erwachsene Teilnehmer, die sich in der Yale Pre-Surgical Evaluation Clinic einer routinemäßigen präoperativen Evaluation unterziehen und im Rahmen der klinischen Versorgung zur smCPET überwiesen werden oder diese abschließen, um Einwilligung zur Aufnahme in das Register gebeten. smCPET wird nicht zu Forschungszwecken durchgeführt; vielmehr erfasst die Studie bereits während der standardmäßigen klinischen Bewertung generierte Daten und verknüpft diese mit perioperativen und postoperativen Ergebnissen. Die geplante initiale Rekrutierungsphase beträgt 36 Monate mit Nachbeobachtung über den perioperativen Zeitraum hinaus und einschließlich späterer Ergebnisermittlung. Das Protokoll beschreibt auch eine Gesamtstudienzeit von 48 Monaten und einen einzigen Studienstandort.

Die retrospektive Komponente besteht aus historischen Daten aus der Zeit vor der klinischen Implementierung von smCPET, einschließlich etwa 24 Monaten historischer Kontrolldaten zur Unterstützung von Validierung, Vergleich, gepaarten Kohortenanalysen und Bewertung von Ergebnissen, Kosten und Ressourcennutzungsmustern. Dieser Aspekt der Studie soll die prospektiven Befunde kontextualisieren und einen Vergleich zwischen Patienten ermöglichen, die in der Ära der smCPET-gestützten präoperativen Bewertung evaluiert wurden, und einer früheren Zeit ohne routinemäßige smCPET-Integration. Zusammen bilden die beiden Komponenten eine hybride Registerstruktur: eine prospektive Beobachtungskohorte klinisch bewerteter Patienten, ergänzt durch retrospektive klinische Daten zur Validierung und zum Vergleich.

Dies ist eine Beobachtungsstudie. Es wird keine experimentelle Intervention durch die Forscher zugewiesen, keine Behandlung randomisiert und keine zusätzlichen klinischen Verfahren allein für die Forschungsbeteiligung vorgeschrieben. Alle im Register enthaltenen smCPET-Verfahren werden als Teil der standardmäßigen präoperativen klinischen Versorgung und Operationsplanung durchgeführt. Die Forschungsbeteiligung betrifft die Erfassung, Speicherung, Verknüpfung, Anonymisierung und Analyse klinischer und Ergebnisdaten. Dementsprechend soll die Studie Assoziationen und prädiktive Beziehungen charakterisieren, nicht die Wirksamkeit einer Intervention testen.

Die Zielpopulation besteht aus Erwachsenen über 45 Jahren, die sich einer mittel- bis hochrisikobehafteten nichtkardialen Operation unterziehen und in der Yale Pre-Surgical Evaluation Clinic evaluiert werden. Patienten werden durch routinemäßige klinische Screening-Workflows identifiziert, einschließlich Triage-Prozessen, klinischen Screening-Tools und Überweisungswegen von Klinikern basierend auf klinischer Sorge um erhöhtes perioperatives Risiko oder eingeschränkte funktionelle Kapazität. Das Protokoll beschreibt Überweisungs- und Screening-Kriterien, die geringe geschätzte Aktivitätskapazität und ausgewählte Hochrisiko-Kardiovaskularmerkmale im weiteren Kontext mittel- bis hochrisikobehafteter Operationen umfassen. Teilnehmer werden aus dem zukünftigen Pool präoperativer smCPET-Patienten in der Yale Pre-Surgical Evaluation Clinic rekrutiert. Da die Studie aus einer realen klinischen Population stammt, die in der Routineversorgung bewertet wird, soll das Register pragmatische perioperative Praxis widerspiegeln, nicht eine künstlich ausgewählte experimentelle Kohorte.

Das Screening für klinische smCPET erfolgt über den standardmäßigen Yale Pre-Surgical Evaluation Clinic-Prozess. Das primäre Screening kann durch Triage-Pflegepersonal unter Verwendung des klinischen Screening-Tools oder durch Überweisung unter Verwendung vordefinierter Kriterien bezüglich Operationsrisiko, funktioneller Kapazitätsbewertung oder Hochrisiko-Klinikmerkmalen durchgeführt werden. Die Aufnahme in das Register erfolgt nach der smCPET und dem präoperativen Evaluationstermin. Potenzielle Teilnehmer werden zunächst während des routinemäßigen Klinikbesuchs durch das klinische Versorgungsteam mit der Studie vertraut gemacht, woraufhin ein Teammitglied der Studie eine kurze Erklärung zum Register und Einwilligungsprozess gibt. Dieser Ansatz soll die Trennung zwischen klinischen Versorgungsentscheidungen und Forschungsbeteiligung wahren. Aufnahmegespräche werden privat geführt, bei Bedarf ist zweisprachige Dolmetschung verfügbar, und Studienpersonal verwendet einen strukturierten Einwilligungsprozess, der die Verständnisüberprüfung einschließt. Teilnehmer werden informiert, dass die Teilnahme freiwillig ist und dass eine Entscheidung über die Registeraufnahme die klinische Versorgung nicht beeinflusst.

Das Register verwendet einen zweigleisigen Einwilligungsansatz. Prospektive Teilnehmer, die sich einer klinischen smCPET unterziehen, werden um schriftliche informierte Einwilligung zur Aufnahme in das Register und zugehörige Nachbeobachtungsdatenerfassung gebeten. Der Einwilligungsprozess behandelt die Speicherung klinischer und Ergebnisdaten, zukünftige Analysen im Rahmen des Registers und die zum Schutz der Vertraulichkeit und sicheren Handhabung identifizierbarer Informationen verwendeten Maßnahmen. Für Datenelemente, die Zugang zur Patientenakte zur Ergebnisermittlung erfordern, können Identifikatoren vorübergehend unter der Autorität des Hauptuntersuchers aufbewahrt werden, bis die Ergebnisverknüpfung abgeschlossen ist. Sobald die erforderlichen Verknüpfungs- und Validierungsschritte abgeschlossen sind, werden Identifikatoren entfernt und durch einen eindeutigen Studiencode ersetzt. Anonymisierte Daten werden in einer sicheren verschlüsselten REDCap-Datenbank oder einem anderen institutionell genehmigten System gespeichert. Der Zugang zu identifizierten Informationen ist auf autorisiertes Studienpersonal beschränkt, und jede externe Weitergabe anonymisierter Daten erfordert die Aufsicht des Hauptuntersuchers und der Institution, soweit anwendbar.

Die im Register erfassten Daten sind breit gefächert und sollen sowohl primäre als auch sekundäre Analysen unterstützen. Der Kern-Expositionsbereich umfasst physiologische Variablen, die aus submaximalen kardiopulmonalen Belastungstests abgeleitet werden, die in der routinemäßigen klinischen Versorgung durchgeführt werden. Diese können die während des submaximalen Tests erreichte maximale Sauerstoffaufnahme, anaerobe Schwelle, ventilatorische Effizienzmetriken, Sauerstoffaufnahmeeffizienz und belastungsbasierte Steigungsmaße, Herzfrequenz- und Blutdruckreaktion, Sauerstoffsättigungstrends und verwandte respiratorische oder metabolische Parameter umfassen, die von der klinischen Testplattform verfügbar sind. Die spezifischen für die Analyse verfügbaren smCPET-Variablen können sich mit der Reifung des klinischen Programms weiterentwickeln, aber das Register ist darauf ausgelegt, die standardisierte Erfassung von Variablen zu bewahren, die für die perioperative Risikostratifizierung klinisch und wissenschaftlich relevant beurteilt werden.

Zusätzlich zu smCPET-Variablen erfasst das Register demografische Daten und relevante klinische Basischarakteristika für das perioperative Risiko. Dazu gehören Alter, Geschlecht, Body-Mass-Index, Komorbiditätslast und ausgewählte Informationen aus der präoperativen Evaluation wie Serumchemie, hämatologische Daten, Echokardiografiebefunde, radiologische Daten und andere klinisch erhobene Untersuchungen. Die perioperative Datenstruktur umfasst auch physiologische Variablen wie Herzfrequenz, Blutdruck, Sauerstoffsättigung und pulsbedingte Messwerte zusammen mit eingriffsbezogenen Deskriptoren und anderen perioperativen Merkmalen, die in der Patientenakte verfügbar sind. Da das Register um die routinemäßige klinische Versorgung herum aufgebaut ist, wird die genaue Verteilung der Kovariaten reale Praxis- und Dokumentationsmuster widerspiegeln.

Die Ergebnisermittlung ist ein Hauptzweck des Registers. Die Studie ist darauf ausgelegt, sowohl frühe postoperative Morbidität als auch spätere Komplikationen nach der Operation zu untersuchen. Frühe postoperative Komplikationen umfassen Ereignisse, die unter Verwendung des Postoperative Morbidity Survey-Rahmens und verwandter Komplikationsbereiche während der unmittelbaren postoperativen Periode aufgezeichnet werden. Diese Bereiche umfassen pulmonale, infektiöse, renale, gastrointestinale, kardiovaskuläre, neurologische, hämatologische, wund- und schmerzbezogene Komplikationen, bewertet zu festgelegten postoperativen Zeitpunkten wie Tag 1, 3 und 5, sofern verfügbar. Das Register erfasst auch spätere postoperative Ereignisse, einschließlich 30-Tage- und 60-Tage-Komplikationen und Mortalitätsergebnisse. Beispiele für spätere Komplikationen, die im Protokoll aufgeführt sind, umfassen Myokardinfarkt, Angina pectoris, Schlaganfall, Vorhofflimmern, chirurgische Wundinfektion, postoperative Pneumonie und andere organspezifische Komplikationen, die durch Wiederaufnahmeakten, postoperative Nachsorge oder klinische Dokumentation identifiziert werden. Verweildauer und Ressourcennutzungsmaße sind ebenfalls enthalten, um breitere gesundheitsdienstliche Analysen zu unterstützen.

Das primäre Ziel des Registers ist es, die Assoziation zwischen etablierten klinischen smCPET-Messwerten und postoperativen Ergebnissen bei Patienten zu bewerten, die sich präoperativ smCPET als Teil der Standardversorgung unterziehen. Ein Schlüsselziel ist es, festzustellen, ob aus smCPET abgeleitete Variablen Schwellenwerte oder Muster identifizieren können, die mit einem erhöhten Risiko früher postoperativer Komplikationen und klinisch bedeutsamer späterer unerwünschter Ereignisse assoziiert sind. Das Register soll auch die Entwicklung und Verfeinerung prädiktiver Modelle unter Verwendung klinisch verfügbarer belastungsbasierter physiologischer Daten unterstützen. Durch die Identifizierung von Schwellenwerten oder multivariablen Mustern, die mit erhöhtem Risiko assoziiert sind, zielt die Studie darauf ab, Evidenz zu liefern, die die Verwendung von smCPET als objektive Ergänzung zu bestehenden perioperativen Evaluationsstrategien unterstützt.

Sekundäre Ziele umfassen die Validierung vorläufiger Beobachtungen aus früheren Implementierungsarbeiten, Subgruppenanalysen in klinisch relevanten Patientenuntergruppen, Vergleich von smCPET-Ära-Patienten mit historischen Kontrollen und explorative Bewertung von Kosteneffektivität, Qualitätsmetriken und Ressourcennutzung. Die retrospektive Validierungskomponente ermöglicht den Vergleich zwischen zeitgenössischen Patienten, die mit smCPET-integrierten Workflows bewertet wurden, und historischen Kohorten aus der Zeit vor der smCPET-Implementierung. Dies kann helfen zu klären, ob die Ergänzung strukturierter physiologischer Bewertung mit Unterschieden in Triage, Ergebnisprofilen oder Ressourcennutzung assoziiert ist, obwohl kausale Interpretation durch das Beobachtungsdesign begrenzt bleibt. Das Register kann auch zukünftige Studien unterstützen, die evaluieren, ob smCPET-Variablen helfen können, Kandidaten für perioperative Optimierung, erweiterte Überwachung oder gezielte Prähabilitationsstrategien zu identifizieren.

Das geplante analytische Rahmenwerk umfasst Schwellenwertbestimmung für Kandidaten-smCPET-Messwerte, Prädiktionsmodellierung für postoperative Ergebnisse und vergleichende Analysen unter Einbeziehung der historischen Kontrollkohorte. Die statistische Arbeit konzentriert sich auf die Stärke und Konsistenz der Assoziationen zwischen smCPET-Variablen und Ergebnissen nach Berücksichtigung relevanter klinischer Kovariaten. Die Studie wird voraussichtlich deskriptive Statistiken zur Charakterisierung der Kohorte, univariable und multivariable Methoden zur Bewertung von Assoziationen und Modellleistungsansätze verwenden, die für Risikoprädiktionsanalysen geeignet sind. Abhängig von der verfügbaren Stichprobe und Ereignisraten können Analysen Diskriminierung, Kalibrierung und inkrementellen prognostischen Wert über routinemäßig verfügbare klinische Variablen hinaus untersuchen. Subgruppenanalysen können Heterogenität gemäß Operationsrisiko, Komorbiditätslast oder anderen klinisch bedeutsamen Schichten untersuchen. Da die studie registerbasiert und beobachtend ist, werden alle Analysen im Lichte möglicher Confounding-, Selektions- und fehlender Daten interpretiert.

Das Register soll etwa 1.500 Teilnehmer aufnehmen. Diese Stichprobengröße soll die Bewertung von Assoziationen über eine Reihe von geringfügigen und schwerwiegenden perioperativen Ergebnissen hinweg unterstützen, obwohl die effektive Stichprobe für spezifische Analysen von Ereignishäufigkeiten, Vollständigkeit der Tests und Verfügbarkeit der Nachbeobachtung abhängt. Die Studie wird an einem einzelnen Zentrum durchgeführt, was Konsistenz im Testworkflow und der Ergebniserfassung unterstützt, aber die Verallgemeinerbarkeit auf andere Institutionen mit unterschiedlichen Patientenpopulationen oder perioperativen Praktiken einschränken kann. Dennoch ist die pragmatische reale Umgebung eine wichtige Stärke, da sie die Evaluation von smCPET in der tatsächlichen Umgebung ermöglicht, in der es letztendlich verwendet werden könnte.

Das Design hat mehrere erwartete Stärken. Erstens stammen smCPET-Daten aus routinemäßiger klinischer Versorgung, nicht aus einem künstlichen reinen Forschungsprotokoll, was die praktische Relevanz erhöht. Zweitens verknüpft das Register physiologische Tests mit detaillierten perioperativen Ergebnissen, was Bewertungen über frühe Morbidität, spätere Komplikationen, Verweildauer und Mortalität hinweg ermöglicht. Drittens bietet die prospektive Datenerfassungsstruktur kombiniert mit retrospektiven Validierungsdaten einen reicheren Rahmen als jeder Ansatz allein. Viertens kann der Einzelstandort-Workflow die interne Konsistenz in Screening, Testdurchführung, Datenhandhabung und Nachbeobachtung verbessern. Schließlich kann das Register wiederverwendbare Infrastruktur und anonymisierte Datensätze generieren, die zukünftige methodologische und translationale perioperative Forschung unterstützen.

Die Studie hat auch erwartete Einschränkungen. Da es keine Randomisierung und keine vom Forscher zugewiesene Intervention gibt, können Analysen Assoziationen identifizieren, können aber allein nicht feststellen, dass smCPET-gestützte Versorgung Ergebnisse verbessert. Patienten, die zur klinischen smCPET überwiesen werden, sind eine ausgewählte Untergruppe der breiteren chirurgischen Population und können sich systematisch von nicht getesteten Patienten unterscheiden. Historische Vergleiche können durch zeitliche Veränderungen in Praxis, Fallmix, perioperativem Management und Dokumentationsqualität beeinflusst sein. Wie bei jedem klinischen Register können fehlende Daten und Variabilität in routinemäßigen Versorgungsmessungen einige Analysen beeinflussen. Die Forscher beabsichtigen daher, dieses Register als Plattform für sorgfältige prognostische Evaluation und Hypothesengenerierung zu behandeln, nicht als endgültigen Beweis kausalen Nutzens.

Datensicherheit und Vertraulichkeit sind zentrale operative Merkmale des Registers. Identifizierbare klinische Informationen, die für Verknüpfung und Nachbeobachtung benötigt werden, werden unter Aufsicht des Hauptuntersuchers und autorisierten Studienpersonals behandelt. Elektronische Daten werden in verschlüsselten REDCap- oder vergleichbaren sicheren Systemen aufbewahrt, und Papierunterlagen werden, soweit anwendbar, an verschlossenen Orten mit eingeschränktem Zugang gelagert. Sobald die Verknüpfung abgeschlossen ist, werden Daten kodiert und anonymisiert zur Langzeitspeicherung und Analyse. Das Protokoll besagt, dass die digitale Speicherung unter institutioneller Aufsicht unbegrenzt sein kann. Externe Nutzung von Registerdaten erfordert angemessene Genehmigung, und alle geteilten Daten werden anonymisiert, auf die minimal notwendigen Variablen beschränkt und durch Datennutzungserwartungen geregelt, die unbefugte Weiterverteilung oder Re-Identifikationsversuche verhindern sollen.

Monitoring- und Datenqualitätsverfahren sind enthalten, um die Integrität des Registers zu unterstützen. Das Protokoll beschreibt systematische Datenqualitätssicherungsprozesse, Screening- und Eignungsdokumentation, kontrollierten Zugang zu Aufzeichnungen, internes Monitoring durch den Registerleiter oder Hauptuntersucher und periodische Aufsicht über Datenanfragen und Protokolländerungen. Diese Verfahren sollen mit den für eine Registerstudie anwendbaren Good Clinical Practice-Prinzipien übereinstimmen, obwohl das Projekt nicht-interventionell ist. Die Registerstruktur ermöglicht auch die Dokumentation von Rücktritten, administrativen Entfernungen, unvollständigen Tests und anderen Umständen, die die analytische Eignung beeinflussen können.

Teilnehmer können aus dem Register entfernt werden aufgrund freiwilligen Rücktritts, administrativer Gründe oder klinischer Umstände. Freiwilliger Rücktritt kann jederzeit ohne Nachteile und ohne Auswirkungen auf die klinische Versorgung erfolgen. Administrative Entfernung kann erfolgen, wenn die laufende Einwilligung nicht aufrechterhalten werden kann oder andere Registerbedingungen nicht mehr erfüllt sind. Klinische Entfernung kann in Fällen wie Unfähigkeit zur Durchführung von smCPET, unzureichender Testqualität oder Änderung des Operationsstatus erfolgen. Das Studienteam dokumentiert den Entfernungsstatus und bestimmt das Ausmaß, in dem bereits gesammelte Daten gemäß Einwilligung, institutioneller Politik und regulatorischen Anforderungen aufbewahrt oder zurückgezogen werden können.

Die breitere langfristige Bedeutung von SAMPO ist es, festzustellen, ob eine kurze, skalierbare physiologische Bewertung, die während routinemäßiger präoperativer Versorgung durchgeführt wird, bedeutsame prognostische Informationen für Erwachsene beitragen kann, die sich mittel- bis hochrisikobehafteten nichtkardialen Operationen unterziehen. Wenn smCPET-Messwerte reproduzierbare Assoziationen mit früher postoperativer Morbidität, schwerwiegenden Komplikationen und späteren Ergebnissen zeigen, können die Befunde eine breitere perioperative Einführung kurzer objektiver Belastungstests, effizientere Identifizierung höherrisikobehafteter Patienten und bessere Ausrichtung perioperativer Ressourcen unterstützen. Das Register soll auch eine Grundlage für zukünftige externe Validierungsstudien, klinische Prädiktionstool-Entwicklung, Implementierungsevaluationen und schließlich Interventionsstudien schaffen, die testen, ob smCPET-informierte Versorgungspfade Ergebnisse verbessern können.

Zusammenfassend ist SAMPO eine Einzelzentren-Beobachtungsregisterstudie, die routinemäßige präoperative submaximale kardiopulmonale Belastungstestdaten erfasst und diese mit detaillierten perioperativen und postoperativen Ergebnissen bei Erwachsenen verknüpft, die sich mittel- bis hochrisikobehafteten nichtkardialen Operationen unterziehen. Die Studie kombiniert prospektive Aufnahme klinisch bewerteter Patienten mit retrospektiven historischen Vergleichsdaten, verwendet sichere Registermethoden zur Datenspeicherung und Anonymisierung und konzentriert sich auf die Validierung praktikabler physiologischer Marker perioperativen Risikos. Durch diese Arbeit streben die Forscher an, die objektive präoperative Risikobewertung zu verbessern und eine praktische Evidenzbasis für die Integration kurzer kardiopulmonaler Belastungsmaße in chirurgische Evaluationspfade aufzubauen.