Braindex-aivokudoksen happisaturaatio (SctO2) -mittausalgoritmin arviointi ja parantaminen (POC-SctO2)

SPONSOR BRAINDEX sas Parc Eurasanté 12 avenue Pierre Mauroy 59120 Loos

TUTKIJAKOORDINAATTORI Professori 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, ​​Ranska

OTSIKKO In vivo -optimointitutkimus algoritmista, jolla mitataan aivokudoksen happisaturaatiota (SctO2) Braindexin avulla verrattuna kaulalaskimon ja systeemisen valtimosaturaatioon yhdistettyyn viitearvoon aivojen autosäätelyn todistetun häviämisen aikana.

ID-RCB NUMERO 2022-A02770-43

PERUSTELUT / TAUSTA Postoperatiivisen kognitiivisen vajaatoiminnan (POCD) ilmaantuvuus sydänkirurgiassa on luokkaa 30-50 %. Aivojen autoregulaation menetys on tekijä POCD:ssä ja kognitiivisessa heikkenemisessä. Aivojen lähi-infrapunaoksimetria (NIRS), kaupallisesti saatavilla oleva ei-invasiivinen seurantajärjestelmä, pyrkii havaitsemaan ja rajoittamaan aivojen autoregulaation menetystä leikkauksen sisäisen hemodynaamisen epävakauden aikana.

NIRS mittaa tällä hetkellä aivokudoksen happisaturaatiota (SctO2) hajanaisella kudostilavuudella ja vastaa verinäytteitä, jotka sisältävät valtimo-, laskimo- ja kapillaarikomponentteja.

Tällä hetkellä markkinoilla olevien aivooksimetrialaitteiden suorituskyky on kliinisesti validoitu rajoitetusti, usein terveillä vapaaehtoisilla, joilla ei ole samanaikaista sairautta, tai sydän- ja verisuonitilanteissa (hypoksemiatestit) kirurgisten toimenpiteiden ulkopuolella. Useiden laitteiden testitulokset on ekstrapoloitu ja markkinoitu ilman todellista toimenpidekohtaista kliinistä validointia ja ilman, että pystyttiin täysin vahvistamaan korrelaatiota aivojen autoregulaation todellisen menetyksen, jota on vaikea vahvistaa, ja SctO2:n laskun välillä. . Kliinisen validoinnin lisäksi eri laitteissa on useita rajoituksia ja teknisiä puutteita, erityisesti rajoitettu näytteenottoalue, pieni määrä lähettimiä ja vastaanottimia sekä vaihteleva signaalinkäsittelyalgoritmin laatu. Kaikki nämä tekijät voivat selittää tämän tekniikan etuja koskevien viimeaikaisten kliinisten meta-analyysien ristiriitaiset tulokset.

BRAINDEX-anturi tarjoaa optisen kuvantimen, joka on varustettu 60 LEDillä, jotka lähettävät 6 aallonpituutta (660, 730, 780, 810, 850 ja 900 nm) ja 28 valodiodilla (optiset anturit). Tämä optodisarja tarkoittaa 420 optisen vektorin mittausta aivopuoliskoa kohden, mikä parantaa aivojen hapetusmittauksen resoluutiota ja analyysivyöhykkeiden lukumäärää verrattuna nykyisiin markkinoilla oleviin laitteisiin.

Ensimmäiset tehokkuustestit on jo tehty in silico simulaatiomalleilla ja testipenkillä. Haluamme nyt optimoida ja kalibroida signaalianalyysialgoritmin aivokudosten happisaturaation (SctO2) mittaamiseksi in vivo, kun aivojen autosäätely on todistetusti heikentynyt, ja verrata sitä kaulalaskimon ja systeemisen valtimosaturation sekoitettuun arvoon. hyväksytty viite.

Tässä mielessä perkutaaninen aorttaläpän vaihto tai TAVI (Sapiens valve, Edwards) tarjoaa ratkaisevan edun, koska se tuottaa standardoidun ja täydellisesti toistettavan verenkiertopysähdyksen, mikä johtaa aivojen autoregulaation suunniteltuun menettämiseen koko aorttaläpän tukkeuman ajan venttiilin avautuessa. ilmapallo.

Tutkimuksen tavoitteena on optimoida Braindex-algoritmi in vivo TAVI-toimenpiteen aikana ja erityisesti aivojen autoregulaation häviämisen aikana, joka liittyy systemaattisesti venttiilin laukeamisen aiheuttamaan verenkierron pysähtymiseen. Tämä tutkimus perustuu myös kaulalaskimon happisaturaation (SvjO2) ja valtimoiden happisaturaation (SaO2) mittaukseen, jotka ovat vertailumittauksia aikaisemmille laitteille.

TAVOITTEET Tämän tutkimuksen ensisijaisena tavoitteena on optimoida algoritmi SctO2:n (SctO2Exp.) arvioimiseksi in vivo potilailla, joille on suunniteltu reisiluun TAVI-operaatio ja jotka altistuvat systemaattisesti aivojen autosäätelyn katkeamisjaksolle perkutaanisen aorttaläpän käyttöönoton aikana.

Toissijaiset tavoitteet ovat:

• EEG-signaalien (elektroenkefalogrammi) laadun arvioimiseksi BRAINDEX-anturin elektrodeista,
• Arvioi mahdollisuus laskea ANI (Analgesia Nociception Index) PPG (fotoplethysmografia) -signaaleista, jotka on saatu BRAINDEX-sensorilla
• Tutki BRAINDEX-anturin teknistä suorituskykyä.

TUTKIMUSOHJELMA Tämä on tutkiva, prospektiivinen, interventio, avoin kliininen tutkimus, jonka tarkoituksena on kehittää ja optimoida SctO2Exp:n estimointialgoritmi.

SISÄLLYTTÄMISKRITEERIT

• Potilas, mies tai nainen, yli 18-vuotias
• Potilaalle tehdään perkutaaninen aorttaläpän vaihto aorttaläpän ilmapallolla (Edwards Sapien -läppä) yksinkertaisessa sedaatiossa remifentaniililla AIVOC:ssa, spontaanilla ventilaatiolla
• Potilas, joka kuuluu sosiaaliturvajärjestelmään tai on siihen oikeutettu
• Potilas, joka on saanut kirjallista ja informoitua tietoa tutkimuksesta ja allekirjoittanut ilmaisen ja tietoisen suostumuksen osallistua tutkimukseen.

SISÄLTÖPÄÄTÖKSET

• Kiireellinen leikkaus
• Potilas, joka painaa alle 40 kg
• Potilas, jolla on ollut iskeeminen aivohalvaus
• Potilas, jolla on vasta-aihe valtimokatetrien katetrointiin
• Potilas, jolla on vasta-aihe Braindex-laitteen käyttöön
• Suojeltu potilas: holhouksen, huoltajan tai muun laillisen suojan alainen aikuinen, jolta on riistetty vapaus oikeuden tai hallinnon päätöksellä
• Raskaana olevat, synnyttäneet tai imettävät naiset
• Potilas sairaalaan ilman suostumusta

TUTKIMUSMENETTELY Tutkimusmenettely koostuu Braindex-algoritmin optimoinnista in vivo SctO2Exp:n mittaamiseen ennen, sen aikana ja sen jälkeen aivojen autosäätelyn todistettua menetystä, joka liittyy verenkierron pysähtymiseen, joka on ohjelmoitu perkutaanisella aorttaläpän käyttöönotolla transvalvulaarisen pallon kautta, voimakkaalla potilaalla, joka on rauhoitettu IVCAmifeenilla .

SvjO2:n jatkuva mittaus, tavallinen kaupallisesti saatavien laitteiden vertailumittaus, suoritetaan implantoimalla optinen kuitu (CEVOX,PULSIONMedicalSystemsSEHans-Riedl-Str.17 85622 Feldkirchen Saksa) sisäisen kaulakatetrin kautta tavanomaisen ulkoisen sähkösystolisen käyttökatetrin lisäksi. Seuraavat parametrit tallennetaan 2 sekunnin välein: invasiivinen verenpaine (systolinen, keskimääräinen ja diastolinen), syke, SaO2 pulssiaallossa. SvjO2 tallennetaan jatkuvasti koko implantoinnin ajan. Ajat, jolloin kirurginen viilto alkaa, ulkoisen sähkösystolisen stimulaation aiheuttama sinustakykardian (yliajo) alkaminen, avalvulaarisen aorttapallon täytön alkaminen, pallon maksimitukos, pallon täydellisen tyhjentymisen loppu, loppu stimulaation ja ihon sulkeutumisen päättyminen tallennetaan.

Kaulalaskimo- ja valtimogasometria (1 ml näytettä kohti) suoritetaan CEVOX-kuidun alustava kalibrointi toimenpiteen alussa (ihon viilto), sitten ennen yliajoa, sitten kun yliajo lopetetaan ja lopuksi ihon sulkemisen lopussa. , jotta varmistetaan, ettei CEVOX-kuidun arvioitua jatkuvaa arvoa johdeta.

LISÄTYYDET CEVOX-anturin sijoittaminen jatkuvaan SvjO2-seurantaan suoritetaan paikallispuudutuksessa, remifentaniili-sedationin lisäksi ultraääniohjauksessa.

Ei-invasiivisen BRAINDEX-otsan anturin asennus.

ARVIOINTIKRITEERI

Ensisijaiset päätepisteet:

• NIRS (Near-infrared spectroscopy) -signaalit, jotka on tallennettu BRAINDEX-anturin kautta algoritmin optimoimiseksi
• SctO2Exp-arvo, joka saadaan kaulamittauksesta algoritmin optimoimiseksi.

Toissijaiset päätepisteet:

• EEG-signaalit tallennettu BRAINDEX-anturin kautta ja kolmiakseliset kiihtyvyystiedot kiihtyvyysmittarilla
• PPG (fotopletysmokardiografia) -signaalit BRAINDEX-anturin kautta ja ANI-signaalit ANIv2-näytön kautta
• Anturin toiminta, optodien irtoaminen, elektrodin irrotus

TUTKIMUKSEN KOKO Koska tämä on tutkiva tutkimus, tilastollista hypoteesia ei voitu määritellä. Koska tutkimuksen päätavoitteena on optimoida in vivo -algoritmi SctO2Exp:n estimoimiseksi, on tärkeää saada näyte, joka edustaa TAVI-toimenpiteiden aikana havaittujen hemodynaamisten tilanteiden monimuotoisuutta, jonka etuna on erittäin standardoitu ja toistettava. 40 potilaan sisällyttämisen pitäisi mahdollistaa tämän monimuotoisuuden saavuttaminen. 40 potilaan sisällyttämisen pitäisi mahdollistaa tämän monimuotoisuuden saavuttaminen.

KESKUSTEN TARKOITETTU MÄÄRÄ Yksi keskus: Institut de Perfusion, de Réanimation et d'Anesthésie de Chirurgie Cardiaque Paris Sud (IPRA) Hôpital Privé Jacques Cartierissa (Massy).

TUTKIMUKSEN KESTO

• Osallistumisjakson pituus: 10 kuukautta (IC:n arvioitu alkamispäivä: 01.03.2023)
• Kunkin osallistujan osallistumisen kesto: kirurgisen toimenpiteen kesto ja haittatapahtumien seuranta 24 leikkauksen jälkeisen tunnin aikana.
• Tutkimuksen kokonaiskesto: 10 kuukautta ja 24 tuntia (arvioitu tutkimusajan päättymispäivä: 05.01.2024).

TIETOJEN TILASTOANALYYSI Analyysit suoritetaan kaikille mukana oleville potilaille. Pääanalyysi TAVI-proseduurin koko toimintajakson ajalta kerättyjä NIRS-signaaleja käytetään SctO2Exp:n laskenta-algoritmin kehittämiseen.

Raakadata poistetaan kohinalla käyttämällä voita, jonka arvo on 0,05 Hz, 6 alipäästösuodatinta ja vähentämällä mahdolliset artefaktit, ulkoisen valon häiriöt ja suurtaajuiset häiriöt (fysiologiset ja sähkömagneettisen ympäristön aiheuttamat). Alueellinen happipitoisuus SctO2Exp lasketaan sitten käyttäen modifioitua Beer-Lambertin lakia, joka ilmaistaan ​​alla olevalla yhtälöllä, kaikilla optisilla vektoreilla. Saadun algoritmin optimoimiseksi näin arvioituja pitoisuuksia, SctO2Exp, verrataan vertailumittaukseen. , SctO2Ref (arviolta 25 % SaO2 ja 75 % SvjO2), ja sitä käytetään ryhmittelemään yhteen etäisyydet ja vektorit, joita tarvitaan tarkempaan happisaturaatioarvioon.

Toissijainen analyysi

EEG-signaalin laadun arviointi:

- EEG-signaalin laatu fysiologisten ja ympäristöön liittyvien artefaktien varalta TAVI-menettelyyn liittyviä ympäristöartefakteja (potilaan käsittely, sähkömagneettinen ympäristö jne.) arvioidaan laskemalla signaali-kohinasuhde, joka määritellään spektrin tehotiheydellä. kiinnostava kaista (0,1 - 4 Hz) jaettuna jäljellä olevalla spektrisisällöllä ja signaalin kyllästymisindikaattoreilla (katsotaan kyllästetyksi, jos se on suurempi kuin ±200 mV). Kyllästyssuhteen osuus kuvataan, - Signaalivaihtelut suhteessa potilaan pään tahallisiin tai tahattomiin liikkeisiin mitattuna 3 akselia pitkin. Yli 0,5 g:n vaihtelu millä tahansa akselilla katsotaan pään liikkeeksi (tahtona tai tahattomana). Yli 0,5 g:n vaihtelun osuus kuvataan.

ANI:n laskentamahdollisuuden arviointi:

- BRAINDEX-anturin tallentamia PPG-signaaleja käytetään ANI:n laskemiseen. PPG-signaaleista BRAINDEX-anturin kautta saadun ANI:n ja ANIv2-monitorista saadun ANI:n välinen sopimus arvioidaan käyttämällä luokan sisäistä korrelaatiokerrointa (ICC) ja Blandin ja Altmanin graafista menetelmää. ICC ja sen 95 %:n luottamusväli määritetään käyttämällä 2-faktorista satunnaista varianssianalyysiä, potilasta ja menetelmää.

Tutki BRAINDEX-anturin teknistä suorituskykyä:

• BRAINDEX-anturin toimintavarmuus arvioidaan käyttämällä lokitiedostoa, joka ilmaisee järjestelmän mahdollisen epänormaalin toiminnan
• Optodien irtoamisen tunnistaminen mittauksen aikana arvioidaan arvioimalla ympäristön kohinan varianssi diodit pois päältä
• Elektrodien irtoamisen ilmaisu mittauksen aikana arvioidaan arvioimalla elektrodien impedanssi hankintakomponentilla

ODOTETUT EDUT Tämän tutkimuksen odotetut sivuvaikutukset ovat BRAINDEX-anturin SctO2Exp-laskentaalgoritmin optimointi in vivo, todellisissa potilashoitoolosuhteissa, todistetusti tilanteissa, joissa aivojen automaattinen säätely häviää.