Research on Respiratory Support Decision-Making for Mechanically Ventilated ICU Patients Based on a Physiological World Model
Mechanical ventilation is essential for ICU patients with respiratory failure, yet ventilator adjustment and weaning decisions remain experience-dependent and highly variable. Current single-point metrics such as the oxygenation index cannot distinguish true recovery from support-dependent stability-the same oxygenation level may reflect either. This study uses EHR data from 4,232 invasively ventilated ICU patients at Ruijin Hospital (2016-2026) to develop LAVENT, a deep learning-based physiological world model of respiratory dynamics. LAVENT learns the co-evolution of patient physiology and respiratory support, generates 96-hour multivariate trajectories under candidate FiO₂/PEEP settings, and compares alternative ventilation strategies within the same patient state. External validation uses the MIMIC-IV database (n = 29,899). This retrospective observational study uses only existing EHR data, with no prospective intervention or biospecimen collection.
Tutkimuksen yleiskatsaus
Tila
Tila
Ehdot
Ehdot
Yksityiskohtainen kuvaus
Mechanical ventilation is the cornerstone of life support for critically ill patients with respiratory failure in the ICU. However, adjustments to ventilator settings and decisions regarding weaning remain highly dependent on clinical experience, resulting in substantial inter-clinician variability. A fundamental limitation of current practice is that commonly used single-point metrics-such as the oxygenation index-cannot reliably reflect a patient's true recovery state across different levels of respiratory support. The same oxygenation level may indicate genuine recovery in a patient on low support, or persistent respiratory failure masked by high ventilatory support. This conflation of "true recovery" with "support-dependent stability" is a major contributor to weaning failure and delayed extubation.
To address this challenge, this study will leverage electronic health record (EHR) data from ICU patients who received invasive mechanical ventilation at Ruijin Hospital, Shanghai Jiao Tong University School of Medicine, between 2016 and 2026 (RuiICU-P1 cohort, n = 4,232), to develop a deep learning-based physiological world model of respiratory dynamics (LAVENT). The model is designed to: (1) learn the co-evolutionary dynamics between a patient's physiological state and respiratory support; (2) generate 96-hour multivariate clinical trajectories given the current patient state and candidate ventilator settings (FiO₂, PEEP); and (3) compare the differential clinical outcomes of alternative ventilator adjustment strategies within the same patient state. External validation will be performed using the public MIMIC-IV database (n = 29,899) to assess model transferability across healthcare systems.
This is a retrospective, observational study using only existing EHR data, without any prospective patient intervention, additional examinations, or biospecimen collection.
Opintotyyppi
Opintotyyppi
Ilmoittautuminen (Arvioitu)
Ilmoittautuminen
Yhteystiedot ja paikat
Opiskeluyhteys
Opiskeluyhteys
- Nimi: Jing Xu
- Puhelinnumero: +8618217732985
- Sähköposti: xj40952@rjh.com.cn
Opiskelupaikat
-
-
Shanghai Municipality
-
Shanghai, Shanghai Municipality, Kiina, 200025
- Ruijin hospital
-
Ottaa yhteyttä:
- Jing Xu
- Puhelinnumero: +8618217732985
- Sähköposti: xj40952@rjh.com.cn
-
-
Osallistumiskriteerit
Kelpoisuusvaatimukset
Kelpoisuusvaatimukset
Opintokelpoiset iät
Hyväksyy terveitä vapaaehtoisia
Sukupuolet, jotka voivat opiskella
Näytteenottomenetelmä
Tutkimusväestö
Adult ICU patients (≥18 years) who received invasive mechanical ventilation at the Department of Critical Care Medicine, Ruijin Hospital, Shanghai Jiao Tong University School of Medicine, between January 2016 and June 2026.
Kuvaus
Inclusion Criteria:
- Inclusion criteria:
- age ≥ 18 years
- received invasive mechanical ventilation during ICU stay
- had complete 48hour baseline data and 96hour followup data.
Exclusion Criteria:
- age < 18 years
- duration of mechanical ventilation < 24 hours
- missing rate > 50% for key variables (FiO₂, PEEP, SpO₂, respiratory rate)
- received ECMO therapy.
Opintosuunnitelma
Miten tutkimus on suunniteltu?
Suunnittelun yksityiskohdat
- Havaintomallit: COHORT
- Aikanäkymät: RETROSPECTIVE
Mitä tutkimuksessa mitataan?
Ensisijaiset tulostoimenpiteet
Ensisijaiset tulostoimenpiteet
Tulosmittaus |
Toimenpiteen kuvaus |
Aikaikkuna |
|---|---|---|
|
success rate of ventilator weaning
Aikaikkuna: 28 days
|
The proportion of participants who successfully achieve liberation from invasive mechanical ventilation (weaning success), expressed as a percentage of all participants who undergo a weaning attempt |
28 days
|
Yhteistyökumppanit ja tutkijat
Sponsori
Sponsori
Opintojen ennätyspäivät
Opi tärkeimmät päivämäärät
Opiskelun aloitus (Arvioitu)
Opiskelun aloitus
Ensisijainen valmistuminen (Arvioitu)
Ensisijainen valmistuminen
Opintojen valmistuminen (Arvioitu)
Opintojen valmistuminen
Opintoihin ilmoittautumispäivät
Ensimmäinen lähetetty
Ensimmäinen lähetetty
Ensimmäinen toimitettu, joka täytti QC-kriteerit
Ensimmäinen toimitettu, joka täytti QC-kriteerit
Ensimmäinen Lähetetty (Todellinen)
Ensimmäinen Lähetetty
Tutkimustietojen päivitykset
Viimeisin päivitys julkaistu (Todellinen)
Viimeisin päivitys julkaistu
Viimeisin lähetetty päivitys, joka täytti QC-kriteerit
Viimeisin lähetetty päivitys, joka täytti QC-kriteerit
Viimeksi vahvistettu
Viimeksi vahvistettu
Lisää tietoa
Tähän tutkimukseen liittyvät termit
Avainsanat
Muut tutkimustunnusnumerot
Muut tutkimustunnusnumerot
- RJ2026681
Yksittäisten osallistujien tietojen suunnitelma (IPD)
Aiotko jakaa yksittäisten osallistujien tietoja (IPD)?
IPD-suunnitelman kuvaus
Privacy and confidentiality constraints: The source data contain sensitive clinical information derived from electronic medical records. Although all data are de-identified before analysis, the combination of detailed longitudinal physiological variables, ventilator parameters, and clinical outcomes carries a residual risk of re-identification. Institutional privacy policies and the approved ethics protocol do not permit public deposition of individual-level data.
Ethics approval and consent limitations: This study is approved with a waiver of informed consent for retrospective use of existing EHR data. The ethics approval covers secondary analysis for the specified research purpose only, and does not extend to unrestricted sharing or redistribution of individual-level records.
Lääke- ja laitetiedot, tutkimusasiakirjat
Tutkii yhdysvaltalaista FDA sääntelemää lääkevalmistetta
Tutkii yhdysvaltalaista FDA sääntelemää laitetuotetta
Nämä tiedot haettiin suoraan verkkosivustolta clinicaltrials.gov ilman muutoksia. Jos sinulla on pyyntöjä muuttaa, poistaa tai päivittää tutkimustietojasi, ota yhteyttä register@clinicaltrials.gov. Heti kun muutos on otettu käyttöön osoitteessa clinicaltrials.gov, se päivitetään automaattisesti myös verkkosivustollemme .