Evaluación y mejora del algoritmo de medición de la saturación de oxígeno del tejido cerebral (SctO2) de Brainex (POC-SctO2)

PATROCINADOR BRAINDEX sas Parc Eurasanté 12 avenue Pierre Mauroy 59120 Loos

INVESTIGADOR COORDINADOR Profesor 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, ​​Francia

TÍTULO Estudio de optimización in vivo del algoritmo de medición de la saturación de oxígeno tisular cerebral (SctO2) por Braindex en comparación con un valor de referencia mixto de saturación venosa yugular y arterial sistémica durante una pérdida demostrada de autorregulación cerebral.

NÚMERO ID-RCB 2022-A02770-43

JUSTIFICACIÓN / ANTECEDENTES La incidencia de deterioro cognitivo postoperatorio (POCD) en cirugía cardiaca es del orden del 30-50%. La pérdida de la autorregulación cerebral es un factor en la POCD y el deterioro cognitivo. La oximetría de infrarrojo cercano cerebral (NIRS), un sistema de monitorización no invasivo disponible comercialmente, tiene como objetivo detectar y limitar la pérdida de autorregulación cerebral durante la inestabilidad hemodinámica intraoperatoria.

NIRS actualmente mide la saturación de oxígeno del tejido cerebral (SctO2) en un volumen de tejido irregular y corresponde a muestras de sangre que comprenden componentes arteriales, venosos y capilares.

El rendimiento de los dispositivos de oximetría cerebral actualmente en el mercado ha sido validado clínicamente de forma limitada, a menudo en voluntarios sanos sin comorbilidad, o en situaciones cardiovasculares (pruebas de hipoxemia) fuera de cualquier procedimiento quirúrgico. Para una serie de dispositivos, los resultados de las pruebas se han extrapolado y comercializado sin ninguna validación clínica real por procedimiento y sin poder afirmar completamente la correlación entre una pérdida real de la autorregulación cerebral, que es difícil de afirmar, y la caída de SctO2. . Más allá de la validación clínica, los diversos dispositivos presentan una serie de limitaciones e imperfecciones técnicas, en particular, una zona de muestreo restringida, un bajo número de transmisores y receptores y una calidad de algoritmo de procesamiento de señal variable. Todos estos factores pueden explicar los resultados mixtos de los metanálisis clínicos recientes sobre los beneficios de esta tecnología.

El sensor BRAINDEX ofrece la ventaja de un generador de imágenes óptico equipado con 60 LED que emiten 6 longitudes de onda (660, 730, 780, 810, 850 y 900 nm) y 28 fotodiodos (sensores ópticos). Este conjunto de optodos se traduce en una medida de 420 vectores ópticos por hemisferio cerebral, mejorando la resolución de medida de la oxigenación cerebral y el número de zonas de análisis en comparación con los dispositivos actuales del mercado.

Ya se han realizado pruebas iniciales de eficiencia in silico utilizando modelos de simulación y en banco de pruebas. Ahora deseamos optimizar y calibrar el algoritmo de análisis de señal para medir la saturación de oxígeno tisular cerebral (SctO2) in vivo, en un contexto de pérdida comprobada de autorregulación cerebral, y compararlo con un valor mixto de saturación venosa yugular y arterial sistémica, un valor comúnmente referencia aceptada.

En este sentido, el reemplazo valvular aórtico percutáneo o TAVI (Sapiens valve, Edwards) ofrece la ventaja decisiva de generar una parada circulatoria estandarizada y perfectamente reproducible, que conduce a una pérdida planificada de la autorregulación cerebral, durante todo el tiempo que dure la oclusión valvular aórtica por el despliegue valvular. globo.

El objetivo de la investigación es optimizar el algoritmo Brainex in vivo durante el procedimiento TAVI y, en particular, durante la pérdida de la autorregulación cerebral relacionada con la parada circulatoria inducida sistemáticamente por el despliegue de la válvula. Este estudio también se basará en la medición de la saturación de oxígeno venoso yugular (SvjO2) y la saturación de oxígeno arterial (SaO2), que son las mediciones de referencia para los dispositivos anteriores.

OBJETIVOS El objetivo principal de esta investigación es optimizar un algoritmo para estimar SctO2 (SctO2Exp.), in vivo, en pacientes programados para un procedimiento de TAVI femoral y sistemáticamente expuestos a un período de pérdida de autorregulación cerebral durante el despliegue de la válvula aórtica percutánea.

Los objetivos secundarios son:

• Para evaluar la calidad de las señales EEG (electroencefalograma) de los electrodos en el sensor BRAINDEX,
• Evaluar la posibilidad de calcular el ANI (Analgesia Nociception Index) a partir de señales PPG (fotopletismografía) obtenidas con el sensor BRAINDEX
• Estudiar las prestaciones técnicas del sensor BRAINDEX.

ESQUEMA DE INVESTIGACIÓN Se trata de una investigación clínica exploratoria, prospectiva, intervencionista, abierta, cuyo objetivo es desarrollar y optimizar el algoritmo de estimación de SctO2Exp.

CRITERIOS DE INCLUSIÓN

• Paciente, hombre o mujer, mayor de 18 años
• Paciente sometido a reemplazo valvular aórtico percutáneo con despliegue de balón valvular aórtico (válvula de Edwards Sapien) bajo sedación simple con remifentanilo en AIVOC, con ventilación espontánea
• Paciente afiliado o con derecho a un régimen de seguridad social
• Paciente que haya recibido información escrita e informada sobre el estudio y que haya firmado un consentimiento libre e informado para participar en el estudio.

CRITERIOS DE NO INCLUSIÓN

• Cirugía de emergencia
• Paciente con peso inferior a 40 kg.
• Paciente con antecedentes de ictus isquémico
• Paciente con contraindicación para cateterismo con catéteres arteriales
• Paciente con contraindicación para el dispositivo Braindex
• Paciente protegido: mayor de edad bajo tutela, curaduría u otra protección legal privado de libertad por decisión judicial o administrativa
• Mujeres embarazadas, parturientas o en período de lactancia
• Paciente hospitalizado sin consentimiento

PROCEDIMIENTO DE INVESTIGACIÓN El procedimiento de investigación consiste en optimizar el algoritmo Brainex para la medición in vivo de SctO2Exp antes, durante y después de una pérdida comprobada de autorregulación cerebral vinculada a parada circulatoria programada por despliegue percutáneo de válvula aórtica vía balón transvalvular, en un paciente vigoroso sedado con remifentanilo en IVCA .

La medición continua de SvjO2, la medición de referencia habitual para los dispositivos disponibles comercialmente, se realizará implantando una fibra óptica (CEVOX,PULSIONMedicalSystemsSEHans-Riedl-Str.17 85622 Feldkirchen Alemania) a través de un catéter yugular interno, además del catéter de impulso electrosistólico externo convencional. Los siguientes parámetros se registrarán cada 2 segundos: presión arterial invasiva (sistólica, media y diastólica), frecuencia cardíaca, SaO2 en la onda de pulso. SvjO2 se registrará continuamente durante todo el procedimiento de implantación. Los momentos en que comienza la incisión quirúrgica, el inicio de la taquicardia sinusal (sobremarcha) inducida por estimulación electrosistólica externa, el inicio del inflado del balón aórtico intraavalvular, la oclusión máxima del balón, el final del desinflado completo del balón, el final de estimulación y se registrará el final del cierre de la piel.

Se tomará gasometría yugular venosa y arterial (1 ml por muestra) para realizar la calibración inicial de la fibra CEVOX al inicio del procedimiento (incisión en la piel), luego antes de la sobremarcha, luego cuando se detiene la sobremarcha y finalmente al final del cierre de la piel , para garantizar que no se deriva el valor continuo estimado de la fibra CEVOX.

ACTO AGREGADO La colocación de la sonda CEVOX para la monitorización continua de SvjO2 se realizará bajo anestesia local, además de la sedación con remifentanilo, bajo control ecográfico.

Instalación del sensor frontal no invasivo BRAINDEX.

CRITERIOS DE EVALUACIÓN

Puntos finales primarios:

• Señales NIRS (espectroscopia de infrarrojo cercano) registradas a través del sensor BRAINDEX para optimizar el algoritmo
• Valor de SctO2Exp obtenido de la medición yugular para optimizar el algoritmo.

Puntos finales secundarios:

• Señales EEG registradas a través del sensor BRAINDEX e información de aceleración de tres ejes a través del acelerómetro
• Señales PPG (fotopletismocardiografía) a través del sensor BRAINDEX y señales ANI a través del monitor ANIv2
• Funcionamiento del sensor, desprendimiento de optodos, desprendimiento de electrodos

TAMAÑO DEL ESTUDIO Al tratarse de un estudio exploratorio, no se pudo definir ninguna hipótesis estadística. Dado que el principal objetivo del estudio es optimizar un algoritmo in vivo para la estimación de SctO2Exp, es importante obtener una muestra representativa de la diversidad de situaciones hemodinámicas observadas durante los procedimientos TAVI, que ofrece la ventaja de ser altamente estandarizada y reproducible. La inclusión de 40 pacientes debería permitirnos alcanzar esta diversidad. La inclusión de 40 pacientes debería permitirnos alcanzar esta diversidad.

NÚMERO PREVISTO DE CENTROS Un centro: Institut de Perfusion, de Réanimation et d'Anesthésie de Chirurgie Cardiaque Paris Sud (IPRA) en el Hôpital Privé Jacques Cartier (Massy).

DURACIÓN DE LA INVESTIGACIÓN

• Duración del período de inclusión: 10 meses (fecha de inicio proyectada de IC: 03/01/2023)
• Duración de la participación de cada participante: duración del procedimiento quirúrgico con seguimiento de eventos adversos durante las 24 horas postoperatorias.
• Duración total de la investigación: 10 meses y 24 horas (fin proyectado de IC: 01/05/2024).

ANÁLISIS ESTADÍSTICO DE DATOS Los análisis se realizarán en todos los pacientes incluidos. Análisis principal Las señales NIRS recopiladas durante todo el período operativo del procedimiento TAVI se utilizarán para desarrollar el algoritmo para calcular SctO2Exp.

Los datos sin procesar se eliminarán utilizando un filtro de paso bajo de orden 6 de valor de mantequilla de 0,05 Hz y restando los artefactos potenciales, la interferencia de luz externa y la interferencia de alta frecuencia (fisiológica y causada por el entorno electromagnético). A continuación, se calculará la concentración regional de oxígeno SctO2Exp utilizando la ley de Beer-Lambert modificada, expresada por la siguiente ecuación, en todos los vectores ópticos. Con el fin de optimizar el algoritmo obtenido, las concentraciones así estimadas, SctO2Exp, se compararán con la medida de referencia. , SctO2Ref (estimado igual a 25% SaO2 y 75% SvjO2), y se utilizará para agrupar las distancias y vectores necesarios para una estimación más precisa de la saturación de oxígeno.

Análisis secundario

Evaluación de la calidad de la señal EEG:

- La calidad de la señal del EEG ante artefactos fisiológicos y ambientales Los artefactos ambientales asociados al procedimiento TAVI (manejo del paciente, entorno electromagnético, etc.), se evaluarán calculando una relación señal/ruido definida por la densidad de potencia en el espectro banda de interés (0.1 - 4hz) dividida por el contenido espectral restante y los indicadores de saturación de la señal (considerada saturada si es mayor a ±200mV). Se describirá la proporción de relación saturada, - Se calcularán las variaciones de la señal en relación con los movimientos voluntarios o involuntarios de la cabeza del paciente medidos a lo largo de 3 ejes. Una variación de más de 0,5 g en cualquier eje se considerará como un movimiento de cabeza (voluntario o involuntario). Se describirá la proporción de variación sobre 0,5 g.

Valoración de la posibilidad de calcular el ANI:

- Las señales PPG registradas por el sensor BRAINDEX se utilizarán para calcular ANI. La concordancia entre el ANI obtenido de las señales PPG a través del sensor BRAINDEX y el ANI obtenido del monitor ANIv2 se evaluará mediante el coeficiente de correlación intraclase (ICC) y el método gráfico de Bland y Altman. El ICC y su intervalo de confianza del 95 % se determinarán mediante un análisis aleatorio de varianza de 2 factores, paciente y método.

Estudie el rendimiento técnico del sensor BRAINDEX:

• La confiabilidad operativa del sensor BRAINDEX se evaluará mediante un archivo de registro que indica un posible funcionamiento anormal del sistema.
• La identificación del desprendimiento de optodos durante la medición se evaluará estimando la varianza del ruido ambiental con los diodos apagados
• La indicación de desprendimiento de electrodos durante la medición se evaluará estimando la impedancia de los electrodos por parte del componente de adquisición.

BENEFICIOS ESPERADOS Los resultados esperados de esta investigación son optimizar el algoritmo de cálculo SctO2Exp del sensor BRAINDEX in vivo, en condiciones reales de manejo del paciente, en situaciones comprobadas de pérdida de autorregulación cerebral.