Función cardíaca fetal automatizada en bebés afectados por enfermedades cardíacas

Plan de Investigación

A las pacientes participantes se les ofrecerá una ecocardiografía de función cardiaca fetal entre las semanas 27+6 y 29+6 de gestación y otra entre las semanas 34+6 y 36+6.

En la etapa en la que las pacientes acudirán para realizar una ecocardiografía de la función cardiaca fetal ya sabrán si el bebé está afectado por una cardiopatía congénita, ya que el cribado de malformaciones se realiza entre las 18 y las 20 semanas de gestación y ya se habrá realizado. En el caso remoto de detectar una malformación fetal no diagnosticada durante una de las exploraciones de investigación, se tranquilizará a los pacientes y se concertarán citas en la clínica de medicina materna y fetal (MFM) para consultas adicionales junto con la notificación a su propio médico tratante.

A cada participante se le asignará un número de estudio siguiendo el orden de reclutamiento de participación. Los médicos realizarán la desidentificación en la adquisición de la imagen antes de que los ingenieros la revisen. Los investigadores accederán a un sistema de formularios de pacientes en línea, recopilarán el número de pacientes asignado y agregarán la información de resultados necesaria. Las imágenes de ultrasonido se guardarán localmente en la máquina de ultrasonido con el mismo número de estudio del paciente asignado y se cargarán en una carpeta específica de Microsoft (OneDrive) creada en Sydney. Estos datos se almacenarán durante un mínimo de 5 años después de la publicación, luego el registro de datos se destruirá de manera segura de acuerdo con los procesos de eliminación de registros de la Universidad de Nueva Gales del Sur (UNSW).

Las ecografías de investigación serán realizadas por un ecografista capacitado utilizando un sistema de ultrasonido clínico o un sistema de ultrasonido de investigación que esté aprobado por la Administración de Productos Terapéuticos (TGA) para imágenes de investigación. La máquina utilizada clínicamente es de uno de los fabricantes comerciales habituales (en este caso General Electric E10) y es un modelo idéntico al utilizado en el Departamento de Medicina Materno Fetal. La máquina utilizada para la investigación de marsopas se llama Vantage 256 y es fabricada por una empresa privada en los Estados Unidos (Verasonics). Utiliza los mismos transductores y circuitos electrónicos fundamentales que las máquinas comerciales convencionales y, de hecho, utiliza los mismos transductores que las máquinas comerciales. Sin embargo, la forma en que se administra el ultrasonido difiere. En lugar de transmitir haces como se usa en las máquinas de ultrasonido convencionales, Verasonics escanea el área de interés mediante ondas desenfocadas, lo que permite obtener imágenes de alta calidad con un número limitado de ondas planas compuestas y un tiempo de adquisición reducido.

Las mujeres se colocarán en una posición semirrecostada, como estándar para las ecografías de embarazo. Después de la biometría de rutina, se realizará la ecografía de la función cardíaca fetal de investigación.

Cada examen de la función cardíaca fetal incluirá los siguientes parámetros:

1. Parámetros biométricos fetales (diámetro biparietal, perímetro cefálico, perímetro abdominal, longitud de la diáfisis femoral)
2. Parámetros Doppler fetal estándar (arteria umbilical, arteria cerebral media, conducto venoso)
3. Frecuencia cardiaca fetal
4. Presencia de derrame pericárdico o hidropesía

5. Morfometría cardíaca: todas las mediciones realizadas al final de la diástole, con excepción de las dimensiones auriculares medidas en sístole (en su extensión máxima)

   • Medición del área del corazón/tórax
   • Mediciones de 4 cámaras del corazón (vista apical/basal de 4 cámaras en 2D)
   • Áreas auricular y ventricular (vista apical/basal de 4 cámaras en 2D)
   • Cálculo de esfericidad ventricular y auricular
   • Medición del grosor del tabique interventricular y de las paredes miocárdicas (vista transversal de 4 cámaras en modo 2D o M)

6. contractilidad cardiaca

   • Correlación espacio-temporal de imágenes (STIC) Volumen sistólico en modo M, fracción de eyección y fracción de acortamiento
   • Excursión sistólica del plano anular mitral automatizado (MAPSE), Excursión sistólica del plano anular tricuspídeo (TAPSE), Excursión sistólica del plano anular septal (SAPSE)
   • Doppler de onda pulsada automatizado (PWD) Índice de rendimiento miocárdico modificado izquierdo y derecho (Mod-MPI)

7. Evaluación de la función de las válvulas auriculoventriculares

   • Evaluación Cine-loop de apertura y cierre correctos
   • Doppler color anterógrado sin regurgitación
   • Evaluación Doppler pulsado de la velocidad del flujo (monofásico o bifásico)
   • Cálculo de la relación E/A izquierda y derecha
   • Si hay regurgitación: velocidad máxima y duración cuantificadas

8. Evaluación del flujo de salida de la aorta

   • Medición de la arteria aorta (a nivel del anillo valvular en sístole)
   • Evaluación del flujo aórtico (evaluación Doppler color de la velocidad máxima sistólica)

9. Evaluación del flujo de salida pulmonar

   • Medición de arteria pulmonar (a nivel de anillo valvular en sístole)
   • Evaluación del flujo pulmonar (evaluación Doppler color de la velocidad máxima sistólica)

10. Evaluación del signo V

    • Confirmación de flujo anterógrado en toda la longitud de las arterias
    • Índice de pulsatilidad del istmo aórtico y del conducto arterioso

Todos los parámetros cardíacos funcionales y morfométricos fetales se normalizarán a la puntuación Z por edad gestacional cuando sea posible. Se excluirán los volúmenes cardíacos fetales y las imágenes 2D con calidad inadecuada debido a los movimientos fetales, la presencia de sombras acústicas de las costillas o la columna fetal y la respiración materna. Si se desarrolla hidropesía, se agregará la puntuación del perfil cardiovascular a la exploración rutinaria de la función cardíaca.

La población del estudio será seguida hasta el parto y el alta tanto de la madre como del recién nacido. La información de los pacientes se recopilará de forma anónima. Se evaluará el historial de cada paciente y se recopilará información sobre embarazos anteriores (enfermedades maternas o fetales durante el embarazo) y resultados (tipo de parto, condiciones maternas y neonatales al nacer, resultado a largo plazo del embarazo). Además, los investigadores planean recopilar información sobre el embarazo actual (observaciones maternas y fetales durante el embarazo) y los resultados (tipo de parto, condiciones maternas y neonatales al nacer y hasta el alta hospitalaria de ambos).

Riesgos del procedimiento de estudio

No existe un mayor riesgo relacionado con la participación en este estudio. El estudio utiliza maquinaria de ultrasonido convencional como la que se usa en la evaluación fetal de rutina, sin alteración en la potencia de salida (según lo definido por el Índice Térmico o el Índice Mecánico). El sistema de ultrasonido de investigación de Verasonics también es comparable a los ultrasonidos convencionales en términos de riesgos.

Se prevé una duración de escaneo de aproximadamente 20 a 30 minutos para la adquisición de los datos de investigación necesarios, lo cual está en consonancia con los exámenes de ultrasonido estándar y el principio Tan bajo como sea razonablemente posible (ALARA) que se aplica convencionalmente en imágenes fetales.

Cálculo del tamaño de la muestra

El resultado primario del estudio es la diferencia en la media de los parámetros cardíacos funcionales fetales automatizados entre los casos y controles de CHD. Esto se analizará utilizando una prueba t de dos muestras.

Para estimar el tamaño de la muestra, se utilizó el parámetro funcional fetal más comúnmente aplicado, específicamente el MPI del ventrículo izquierdo (LV-MPI) como proxy de todos los parámetros cardíacos fetales automatizados.

Debido a la rareza de las cardiopatías congénitas, el cálculo del tamaño de la muestra se realizó en base al reclutamiento de dos controles para cada caso. Agrupados entre casos con estenosis de válvula pulmonar aislada (n = 16) y controles (n = 48), un trabajo anterior observó una desviación estándar de 0,098 en las mediciones de LV-MPI. Usando esta Desviación Estándar (SD) agrupada observada, se requiere una muestra total de 381 embarazos (127 CHD + 254 controles) con mediciones completas para lograr al menos un 80% de poder para detectar una diferencia de 0.03 en la media de LV-MPI, con un dos Tasa de error tipo I de dos caras del 5%.

Los investigadores reconocen que pueden ser necesarios algunos datos piloto para evaluar el número limitado de casos patológicos y, por lo tanto, son necesarias algunas aproximaciones, p. para la desviación estándar dentro de la población. Por esta razón, los investigadores se han propuesto reclutar un mayor número de participantes (aproximadamente el 30 %), 165 CHD y 330 controles, lo que también permite algunas exclusiones de pacientes debido a abandonos de pacientes, dificultades en la exploración debido a movimientos fetales, etc. y datos incompletos. conjuntos

El objetivo sería reclutar suficientes casos para poder estimar si existe una diferencia significativa en cuanto a los parámetros de la función cardíaca fetal entre los fetos afectados y los no afectados para informar futuras investigaciones.

Plan de análisis de datos

Los datos de ultrasonido sin procesar (radiofrecuencia) generados con Verasonics permitirán a los investigadores analizar el procesamiento de la señal/imagen que tiene lugar antes de la visualización, lo que permitirá refinar esta técnica de imagen.

El análisis de imágenes se llevará a cabo primero manualmente mediante evaluación óptica y luego mediante el uso de algoritmos matemáticos que reconocerán y analizarán solo imágenes de alta calidad. Esto podría ser una limitación porque automáticamente solo se incluirán imágenes de alta calidad (que no son representativas del trabajo clínico real), pero también garantiza que los parámetros se recopilen solo de material de investigación casi perfecto (que muestre diferencias reales, si existen).

Las imágenes de ultrasonido serán analizadas y los parámetros de la función cardíaca interpretados por investigadores del Distrito de Salud Local del Sudeste de Sídney (SESLHD)/UNSW con sede en el Royal Hospital for Women (RHW), Randwick. Las imágenes serán analizadas por un equipo de médicos de medicina fetal en el Royal Hospital for Women e ingenieros de la UNSW para garantizar que los algoritmos se apliquen correctamente para calcular los parámetros de la función cardíaca fetal.

Las comparaciones de interés entre casos y controles en las características iniciales se realizarán mediante pruebas t de dos muestras, pruebas de suma de rangos de Wilcoxon o pruebas de chi-cuadrado de Pearson, según corresponda.

Los resultados secundarios que comparan casos y controles en un solo momento se analizarán de manera similar al resultado primario, sujetos a comprobaciones de supuestos. Los análisis de los cambios en los parámetros de la función fetal a lo largo del tiempo (es decir, entre las exploraciones de 27+6-29+6 y 34+6-36+6 semanas) y la comparación de estos cambios entre casos y controles emplearán modelos mixtos lineales generalizados, como apropiado para el parámetro.

Se utilizará la regresión logística para estimar la asociación entre los parámetros cardíacos fetales y la incidencia de hidropesía. Se llevará a cabo un análisis de la curva de las características operativas del receptor para evaluar los parámetros cardíacos funcionales en comparación con la puntuación del perfil cardiovascular utilizada de forma rutinaria para predecir la insuficiencia cardíaca en fetos con cardiopatía congénita.

El análisis estadístico se realizará utilizando SPSS versión 22.0 (SPSS Inc., Chicago, Illinois (IL), EE. UU.).

Para aquellos casos sin adquisición completa de datos (es decir, con la intención pero sin realizar un segundo escaneo), el análisis se llevará a cabo solo para el valor aislado y no para ningún cambio temporal. Su único conjunto de datos gestacionales de mediciones de ultrasonido aún se incluirá en el análisis, pero se excluirá de cualquier análisis de cambio secuencial.

Consejo de Supervisión y Seguridad de Datos

Para asegurar una recopilación de datos de alta calidad, las imágenes serán recopiladas en cada centro participante por médicos con experiencia en medicina fetal que han practicado la medicina fetal durante más de 10 años. Cada imagen se almacenará de forma segura. Los datos serán anonimizados y monitoreados por investigadores de SESLHD/UNSW. Los investigadores de la UNSW también revisarán y completarán la recopilación de datos en caso de que falten datos.

Nuestro equipo de RHW supervisará y garantizará la calidad de los datos. Cada centro participante tendrá un investigador del sitio, un cardiólogo fetal que discutirá y firmará el formulario de consentimiento, recopilará imágenes de ultrasonido y datos relevantes de los pacientes. Los datos recopilados se cargarán y almacenarán de forma segura en la plataforma UNSW.

Una vez que se otorgue la aprobación ética para cada centro en el extranjero, el equipo de UNSW descargará los datos de todos los centros, fusionará la información en una base de datos única y la analizará con la ayuda de un estadístico. El equipo de UNSW será responsable del análisis de imágenes y análisis de datos. Todos los participantes colaborarán luego en la redacción de manuscritos para su publicación.

Solo los investigadores autorizados tendrán acceso a los datos de resultados utilizando un código cifrado para la protección de datos. Los borradores finales para su publicación serán revisados ​​por todos los autores de cada sitio de investigación.

Difusión de resultados y política de publicaciones

Los resultados del estudio se publicarán en revistas científicas revisadas por pares, presentaciones en conferencias u otros foros profesionales. En cualquier publicación, se protegerá la privacidad del paciente y se presentará de forma anonimizada.