Construcción y validación de un modelo de predicción de la mortalidad por todas las causas dentro de los 30 días posteriores a la cirugía en pacientes críticamente enfermos sometidos a cirugía gastrointestinal de emergencia (EGS-30MP)

1. Antecedentes de la investigación Las cirugías gastrointestinales juegan un papel fundamental en el tratamiento de los trastornos del tracto digestivo. Sin embargo, debido a su duración prolongada, la presencia de diversas bacterias en el intestino, que pueden provocar una translocación bacteriana durante la cirugía, junto con una función inmune disminuida y una función intestinal reducida después de la cirugía, la incidencia de infecciones postoperatorias es relativamente alta. Esto no sólo compromete la eficacia de la cirugía y la recuperación del paciente, sino que también alarga las estancias hospitalarias y aumenta las cargas económicas. En casos graves, puede producirse sepsis, que podría provocar la muerte. Estudios anteriores han indicado que el riesgo de mortalidad asociado con las cirugías gastrointestinales de emergencia puede oscilar entre el 15% y el 25%.

   Aunque se emplean sistemas de puntuación ampliamente utilizados, como APACHE - Ⅱ y SOFA, para evaluar el riesgo y predecir el pronóstico de pacientes críticamente enfermos, están diseñados predominantemente para pacientes en la Unidad de Cuidados Intensivos (UCI). Como resultado, no tienen en cuenta adecuadamente las características únicas de los pacientes críticamente enfermos después de cirugías gastrointestinales de emergencia, como la ausencia de factores relacionados con la cirugía, y por lo tanto carecen de poder predictivo específico de la enfermedad para el riesgo de muerte. Además, si bien se han desarrollado algunos modelos de aprendizaje automático para predecir el riesgo de muerte de pacientes con cánceres gástricos y colorrectales comunes, estos modelos carecen de validación prospectiva independiente, lo que limita su aplicabilidad clínica.

2. Objetivos de la investigación 2.1 Objetivo principal El objetivo principal de este estudio es construir un modelo de predicción de la mortalidad por todas las causas dentro de los 30 días posteriores a la cirugía gastrointestinal de emergencia en pacientes críticos. Al aprovechar algoritmos avanzados de aprendizaje automático, buscamos identificar factores clave asociados con la mortalidad y desarrollar un modelo confiable que pueda predecir con precisión la probabilidad de muerte dentro de este período de tiempo crítico.

   2.2 Objetivo secundario Con base en las predicciones de mortalidad generadas por el modelo, nuestro objetivo es cuantificar la gravedad de las enfermedades de los pacientes. Esto permitirá a los médicos identificar a los pacientes de alto riesgo en una etapa temprana e implementar intervenciones oportunas y específicas. Al hacerlo, esperamos mejorar los resultados de los pacientes, reducir las tasas de mortalidad y mejorar la calidad general de la atención brindada a estos pacientes.

3. Diseño de la investigación 3.1 Entorno de la investigación y participantes El estudio se llevará a cabo en el Primer Hospital de la Universidad de Jilin y se dividirá en dos fases distintas.

En la fase de desarrollo se realizará un estudio retrospectivo de pacientes críticos sometidos a cirugía gastrointestinal de urgencia entre julio de 2019 y julio de 2024. Los datos clínicos relevantes sobre las muertes de los pacientes se recopilarán sistemáticamente del sistema de registros médicos electrónicos del hospital. Los pacientes que cumplan con los criterios de inclusión pero no con los de exclusión se inscribirán en la cohorte de desarrollo. Los datos de estos pacientes se utilizarán para establecer el modelo de predicción inicial.

Los criterios de inclusión para pacientes son los siguientes: deben ser mayores de 18 años, haberse sometido a una cirugía gastrointestinal de emergencia según lo definido por la décima revisión de la Clasificación Internacional de Enfermedades (CIE - 10) y cumplir cualquiera de los siguientes diagnósticos de paciente crítico. criterios después de la cirugía: requerir asistencia respiratoria al final de la operación, necesitar una dosis de infusión de norepinefrina superior a 1,0 μg/kg/min o incluso en combinación con otros fármacos vasopresores para mantener la presión arterial, experimentar síntomas graves arritmia o insuficiencia de las funciones de otros órganos.

Los criterios de exclusión incluyen pacientes con sitios quirúrgicos superficiales que no involucran la cavidad abdominal, aquellos a los que les faltan más del 30% de los datos, pacientes que murieron durante la operación o a los que se les retiró el tratamiento, aquellos con lesiones múltiples y pacientes que participan en otros estudios clínicos. .

En la fase de validación se realizará un estudio observacional prospectivo unicéntrico. Está previsto que el período de inscripción de pacientes dure 5 meses y el período de seguimiento posoperatorio de cada paciente será de 30 días. Se espera que todo el estudio, desde su inicio hasta la finalización del análisis de datos, dure medio año.

3.2 Determinación del tamaño de la muestra El tamaño de la muestra para este estudio se calculará utilizando los métodos propuestos por Harrell et al. y Peduzzi et al. Considerando aproximadamente 8 factores clínicos clave, se estima que se requieren al menos 80 pacientes con eventos (es decir, mortalidad por todas las causas a 30 días). Según una tasa de incidencia de eventos proyectada del 15 %, el conjunto de capacitación requerirá aproximadamente 534 casos y el conjunto de validación necesitará 229 casos. Con una proporción de 7:3 entre el grupo de modelado y el grupo de validación, el tamaño total de la muestra asciende a 763 casos. Además, está prevista una cohorte de validación externa de aproximadamente 100 casos para evaluar más a fondo la generalización del modelo.

3.3 Recopilación de datos 3.3.1 Factores de exposición Características demográficas: Se recopilará información sobre el sexo y la edad de los pacientes. Estos factores pueden influir en las respuestas fisiológicas y las capacidades de recuperación del cuerpo, afectando potencialmente el riesgo de mortalidad.

Historial médico: detalles de las afecciones médicas pasadas de los pacientes, incluidas hipertensión, diabetes, enfermedades cardiovasculares, enfermedades cerebrovasculares, cirugías espinales o de columna previas, enfermedades renales, trastornos del sistema inmunológico, fibrilación auricular, enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC) y otras enfermedades relevantes. condiciones, quedarán registradas. Además, se documentarán los factores de riesgo del estilo de vida, como el tabaquismo y el consumo de alcohol.

Indicadores preoperatorios: esto incluye un conjunto completo de resultados de pruebas de laboratorio, como hematocrito, hemoglobina, recuento de plaquetas, recuento de glóbulos blancos, índice normalizado internacional, tiempo de protrombina, tiempo de tromboplastina parcial activada, pH de la sangre arterial, presión parcial de oxígeno, presión parcial. de dióxido de carbono, niveles de lactato, aspartato aminotransferasa, bilirrubina total, albúmina, sodio sérico, potasio sérico, proteína C reactiva de alta sensibilidad, procalcitonina, natriurético cerebral péptido (BNP), troponina, dímero D, creatinina y nitrógeno ureico en sangre. También se recopilarán otros datos preoperatorios, como la clasificación del estado físico de la Sociedad Estadounidense de Anestesiólogos (ASA), temperatura corporal, frecuencia cardíaca, frecuencia respiratoria, presión arterial media e índice de oxigenación.

Indicadores intraoperatorios: Se utilizarán datos como la duración de la cirugía, el volumen de infusión de líquido intraoperatorio, el volumen de transfusión de glóbulos rojos intraoperatorio, la producción de orina intraoperatoria, la pérdida de sangre intraoperatoria, la presión arterial media intraoperatoria y la presencia o ausencia de infección abdominal. ser grabado. Estos factores pueden impactar directamente el estado fisiológico del paciente durante y después de la cirugía.

Indicadores posoperatorios: similar a las pruebas de laboratorio preoperatorias, se recopilará una serie de resultados de laboratorio posoperatorios. Además, se documentará información sobre si se transfundieron hemoderivados, la clasificación ASA y signos vitales como temperatura corporal, frecuencia cardíaca, frecuencia respiratoria, presión arterial media e índice de oxigenación.

Patología posoperatoria: se obtendrán detalles de la patología posoperatoria, incluida la longitud del tumor, la diferenciación del tumor, la estadificación pT, pN, pM y pTNM, así como la cantidad de nódulos cancerosos. Estas características patológicas pueden proporcionar información crucial sobre la gravedad de la enfermedad y el pronóstico del paciente.

3.3.2 Medidas de resultado Criterio de valoración principal: El criterio de valoración principal de este estudio es la muerte por todas las causas dentro de los 30 días posteriores a la cirugía. La muerte por todas las causas se refiere a la muerte resultante de cualquier causa, lo que proporciona una medida integral del resultado del paciente.

Criterio de valoración secundario: el criterio de valoración secundario es el estado de las complicaciones dentro de los 30 días posteriores a la cirugía. Las complicaciones se evaluarán utilizando el sistema de clasificación de Clavien-Dindo y se registrarán y analizarán las complicaciones de grado Ⅱ y superiores. Estos pueden incluir, entre otros, hemorragia intraabdominal, hemorragia gastrointestinal, fuga anastomótica, fístula quilosa, infección del sitio quirúrgico (incluidas infecciones intraabdominales y de la incisión), obstrucción intestinal, diarrea posoperatoria, infección pulmonar, infección del tracto urinario, accidentes cardiovasculares, accidentes cerebrovasculares y enfermedades trombóticas.

3.4 Gestión de datos y análisis estadístico 3.4.1 Gestión de datos Los coordinadores de investigación clínica (CRC) serán responsables de evaluar a los pacientes que se sometieron a una cirugía gastrointestinal de emergencia entre julio de 2019 y mayo de 2024. Los datos se recopilarán del sistema de registros médicos electrónicos y se registrarán los pacientes que cumplan con los criterios de inclusión pero no con los de exclusión. Para los pacientes que fallezcan durante la hospitalización, los datos se registrarán directamente. Los datos sobre las complicaciones dentro de los 30 días posteriores a la cirugía y las muertes después del alta se obtendrán mediante seguimiento.

Durante cada procedimiento quirúrgico, el nombre del cirujano operador quedará registrado en la historia clínica. Se documentarán todos los pacientes que cumplan con los criterios de inclusión, incluidos aquellos que se negaron a participar, fueron excluidos debido a criterios de exclusión o posteriormente fueron eliminados debido a criterios de exclusión, junto con los motivos de su exclusión.

La recopilación de datos la llevará a cabo CRC diariamente, quien verificará y registrará la inscripción, el retiro, el logro del criterio de valoración principal y la medición del criterio de valoración secundario. Dos estudiantes de posgrado actuarán como operadores de entrada de datos y, junto con el CRC, recopilarán datos de referencia. Se empleará un sistema de ingreso de datos de doble entrada, donde una persona ingresa los datos y la otra verifica su exactitud. Se utilizarán formularios de informes de casos (CRF) tanto en papel como electrónicos. Los datos iniciales se ingresarán el día de la cirugía. Para los pacientes que mueren durante la hospitalización, los datos del criterio de valoración principal se ingresarán antes de su muerte. La información patológica y otra información hospitalaria se ingresará dentro de una semana después del alta del paciente. Los datos sobre las complicaciones dentro de los 30 días posteriores a la cirugía y las muertes después del alta se ingresarán dentro de los 30 días posteriores a la cirugía.

3.4.2 Análisis estadístico Se establecerá una base de datos y se realizará un análisis estadístico utilizando SPSS 25.0 y R 4.0.2. software. Para datos continuos que siguen una distribución normal, se utilizará la media ± desviación estándar (x ± s) para la descripción y se empleará la prueba t para comparaciones de grupos. Para los datos que no siguen una distribución normal, se utilizará la mediana y el rango intercuartílico [M(P25 - P75)] y se utilizará la prueba U de Mann - Whitney para comparaciones de grupos. Los datos categóricos se presentarán como porcentajes y se utilizará la prueba de chi cuadrado para comparaciones de grupos. Los datos faltantes se imputarán utilizando el método de imputación múltiple de Monte Carlo.

Primero, se realizará un análisis univariado para identificar factores que estén significativamente asociados con el resultado. Luego, las variables que muestren significancia estadística en el análisis univariado se incluirán en la regresión del Operador de selección y contracción mínima absoluta (LASSO) para seleccionar las variables finales para la construcción del modelo. El rendimiento del modelo se evaluará utilizando varias métricas, incluido el área bajo la curva característica operativa del receptor (AUC), sensibilidad, especificidad, valor predictivo positivo, valor predictivo negativo, índice de Youden y puntuación F1. Todas las pruebas estadísticas serán bilaterales y la significación estadística se establecerá en P <0,05.

3.5 Control de sesgos y gestión de calidad Para minimizar los sesgos, se establecerán criterios estrictos para la selección de cirujanos. Los médicos de urgencias que participen en el estudio deben dominar las técnicas de cirugía gastrointestinal de emergencia y haber realizado al menos 50 cirugías de este tipo. Se establecerá un comité directivo del ensayo, compuesto por cirujanos con más de 10 años de experiencia en cirugía gastrointestinal. Antes de que a un cirujano se le permita inscribir pacientes, se le pedirá que proporcione videos de sus tres cirugías gastrointestinales de emergencia consecutivas más recientes. El comité utilizará el método Delphi para evaluar la calidad quirúrgica y determinar si el cirujano cumple con los criterios de inscripción.

Durante el ensayo clínico se evaluará la calidad quirúrgica a través de videos y fotografías. Los cirujanos deberán obtener imágenes de la exploración pélvica durante la cirugía. Si no es posible obtener dichos datos de imágenes, se deben documentar los motivos de la imposibilidad de hacerlo.

Los cirujanos deberán registrar el proceso quirúrgico en un cuaderno quirúrgico proporcionado por el centro de investigación y explicar cualquier desviación de los procedimientos quirúrgicos estandarizados. El comité directivo del ensayo revisará mensualmente el estado de inscripción y la calidad de los casos inscritos para garantizar la cantidad y calidad de los casos inscritos por cada cirujano.

Para garantizar la recopilación precisa del criterio de valoración principal y los factores predictivos, se nombrará una jefa de enfermería como coordinadora de investigación clínica (CRC). El CRC verificará diariamente la inscripción, el retiro y el logro del criterio de valoración principal de los pacientes. Dos estudiantes de posgrado, junto con el CRC, ingresarán rápidamente los datos en el formulario electrónico de informe de caso (ECRF).

3.6 Evaluación de seguridad Antes del inicio del estudio, se medirán los signos y síntomas físicos iniciales de los participantes, incluida la temperatura corporal, la frecuencia del pulso, la frecuencia respiratoria y la presión arterial. Se completarán exámenes hematológicos y de imágenes preoperatorios para garantizar que los participantes cumplan con los criterios de inclusión y exclusión.

Después de la cirugía, se utilizarán variables continuas para describir las mediciones posoperatorias de cada participante y sus cambios con respecto a la línea de base preoperatoria. Los indicadores de laboratorio se clasificarán como bajos, normales o altos según el rango de referencia normal. Se registrarán los cambios desde valores iniciales normales o altos a valores bajos después de la cirugía, y desde valores iniciales normales o bajos a valores altos después de la cirugía. Los valores más bajos o más altos observados después de la cirugía se utilizarán para calcular los valores bajos o altos posteriores al inicio. Los médicos evaluarán estos indicadores anormales para determinar si tienen importancia clínica y se informará la proporción de participantes con cambios "anormales y clínicamente significativos".

Se realizarán exámenes físicos, incluidos exámenes generales, exámenes de cabeza, cuello, tórax, pulmones, corazón, vasos sanguíneos, abdomen, columna, extremidades y sistema nervioso, así como signos vitales como presión arterial, frecuencia cardíaca y temperatura corporal. realizado. Se describirán estadísticamente las mediciones de los exámenes físicos, los signos vitales y el peso corporal antes y después del tratamiento, así como sus cambios con respecto al valor inicial. Se documentará cualquier signo vital que exceda el rango normal o muestre cambios anormales.

3.7 Consideraciones éticas Antes del inicio del estudio, se obtendrá la aprobación ética del Comité de Ética del Primer Hospital de la Universidad de Jilin. Los pacientes elegibles serán informados cara a cara por sus cirujanos tratantes y deberán firmar un formulario de consentimiento informado. El proceso de consentimiento informado será realizado por médicos tratantes o superiores.

La información proporcionada a los pacientes en el consentimiento informado incluye: una declaración sobre la naturaleza de investigación del ensayo; una explicación completa y justa de los procedimientos a seguir; una descripción detallada de la naturaleza, duración prevista y propósito del estudio; una descripción de cualquier riesgo o malestar previsible; una descripción de cualquier beneficio potencial; una declaración sobre el manejo cuidadoso y la confidencialidad de los datos de los pacientes, así como el período de conservación de los datos de 15 años; una declaración de que los materiales biológicos de los pacientes se almacenarán durante 15 años; y una declaración sobre la participación y el retiro voluntarios, aclarando que la negativa a participar no resultará en ningún castigo o pérdida de beneficios a los que el paciente tiene derecho, y que el paciente puede retirarse del estudio en cualquier momento sin penalización ni pérdida de beneficios. En caso de retirada, el paciente recibirá un tratamiento estándar del mismo nivel de atención.