Tutkimus hypotension ennustusindeksin (HPI) algoritmin diagnostisesta tarkkuudesta keuhkojen resektioissa

Hypotension Prediction Index (HPI) on hemodynaaminen pistemäärä, joka on suunniteltu erityisesti intraoperatiivisen hypotension (IOH) ennustamiseen. Se perustuu Edwards Lifesciences HemoSphere -monitorin kliiniseen alustaan ​​(Irvine, CA, USA) ohjelmoituun algoritmiin. HPI perustuu jatkuvaan valtimopaineen aaltomuodon analyysiin. Se käsitellään FloTrac-algoritmin lisäksi patentoidulla Acumen IQ Sensorilla ja käyttää tekoälyteknologiaa. Sisäisen validoinnin jälkeen algoritmi validoitiin prospektiivisesti, ulkoisesti ja kliinisesti yleiskirurgisilla, perioperatiivisilla potilailla, sydän- ja verisuonikirurgisilla potilailla sekä koneellisesti ventiloiduilla COVID-19-tehohoitopotilailla.

Toisin kuin perinteiset seurantajärjestelmät, jotka näyttävät fysiologisia parametreja tosielämässä, HPI-algoritmi havaitsee varhaisimmat muutokset, monimuuttujavaihtelut ja vuorovaikutukset fysiologisissa toisiinsa liittyvissä esikuormitusta, jälkikuormitusta ja supistumista koskevissa tiedoissa ja tuottaa indeksin, joka ennustaa tulevan verenpainetapahtuman. . Patentilla suojatun algoritmin HPI:n laskemiseen käyttämät muuttujat ovat seuraavat: sykevaihtelu (muutokset sykkeessä/muutokset MAP:ssa); valtimopaineen aaltomuodon monimutkaisuus (likimääräinen aaltomuodon entropia, näyteaaltomuodon entropia, korkeamman kertaluvun harmonisten taajuusalueen mitta); esijännitysparametrit (pulssin paineen vaihtelu PPV, iskutilavuuden vaihtelu SVV); supistumisparametrit (paineaaltomuodon nousevan osan kaltevuus ajan yläpuolella, dP/dt); ja jälkikuormitusparametrit (SVR, dynaaminen valtimon elastanssi Eadyn), mutta niiden suhteellista panosta lopulliseen indeksiin ei paljasteta.

HPI:n lopulliset indeksiarvot vaihtelevat välillä 1-100, ja kasvavat luvut edustavat suurempaa todennäköisyyttä uhkaavasta verenpainetapahtumasta. Nämä tapahtumat määritellään keskimääräiseksi valtimopaineeksi (MAP) < 65 mmHg, joka kestää yli minuutin. HPI-arvot ennustavat hypotension esiintymisen viidestä viiteentoista minuuttia ennen tapahtumaa, ja herkkyys ja spesifisyys molemmilla aikajaksoilla ovat yli 80 %. Useimmissa tutkimuksissa arvo 85 HPI ennustaa hypotensiivisen episodin, ja tämä arvo on mielivaltaisesti ohjelmoitu HemoSphere-monitoriin varoittamaan lääkäriä ja mahdollistamaan ennakoivat vasteet intraoperatiivisen hypotension minimoimiseksi tai jopa kokonaan estämiseksi.

HemoSphere-monitoriin käytetyt ja siihen sisällytetyt parametrit voivat ohjata lääkäriä IOH:n optimaalisessa hallinnassa. Nämä "toissijaisen näytön" muuttujat sisältävät vasemman kammion supistumisparametrin (dP/dt), dynaamisen esikuormitusparametrin (SVV) ja jälkikuormitusparametrin dynaamisen valtimon elastanssin Eadyn.

Vasemman kammion (LV) maksimaalinen paineen nousu (LV dP/dt max) on klassinen LV-toiminnan ja systolisen toiminnan merkki. Se määritellään tavanomaisesti paineen muutokseksi vasemman kammion ontelossa isovolummetrisen supistumisjakson aikana ja se vaatii alun perin LV-katetrosoinnin. Kliinisessä käytännössä perifeerisen valtimopaineen korvikeaaltomuotoa käytetään arvioimaan dP/dt-arvoa ja ennustamaan inotrooppisen tuen tarvetta.

SVV on dynaaminen esikuormitusparametri, ja se edustaa eroa vasemman kammion aivohalvaustilavuudessa, joka johtuu mekaanisen ventilaation aiheuttamista muutoksista rintakehän paineessa.

Dynaaminen valtimon elastanssi Eadyn edustaa pulssipainevaihtelun (PPV) suhdetta SVV:hen. Sitä voidaan käyttää verisuonten sävyn arvioimiseen, mikä voi ennustaa valtimopainevasteen tilavuuslatauksen jälkeen ja/tai mahdollisen vasteen vasopressorin antamisen jälkeen.

Sekä PPV:tä että SVV:tä pidetään parempana kuin staattiset indeksit nesteen reagoivuuden ennustamiseksi. Ne perustuvat molemmat sydämen ja keuhkon vuorovaikutukseen ja heijastavat mekaanisen ventilaation aiheuttamia hemodynaamisia syklisiä muutoksia suljetussa rintatilassa. Niiden arvot korreloivat merkittävästi VT:n suuruuden kanssa. Nykyinen matalan hengityksen tilavuuden intraoperatiivinen ventilaatiostrategia suojaa keuhkoja, mutta samalla alentaa dynaamisten indeksien luotettavuutta erityisesti avoimessa rintakehässä. Hengityssyklin aikana avoimissa keuhkotiloissa tapahtuvien rajoitettujen rintakehän paineen muutosten vuoksi on olemassa riski saada vääriä negatiivisia parametriarvoja. PPV ja SVV näyttävät olevan epätarkkoja ennustamaan nestevastetta avoimessa rintakehässä sydän- ja rintakehäleikkauksen aikana.

HPI validoitiin yleiskirurgia- ja tehohoitotapauksissa, mutta ei rintakehäkirurgisissa yksipuolisissa avoimissa rintakehän toimenpiteissä. Näihin toimenpiteisiin sisältyvät paitsi merkittävästi epänormaalit fysiologiset tilat (avoin keuhkopussin ja yhden keuhkon suojaava ventilaatio), myös äkillisten manuaalisten kirurgisten toimenpiteiden korkea ilmaantuvuus. Kaikki nämä tekijät voivat merkittävästi vaikuttaa HPI:n suorituskykyyn ja heikentää sitä.

Tämän tutkimuksen tavoitteena on validoida HPI-teknologiaa keuhkojen avoimessa resektiossa yhden keuhkon ventilaatiolla. Tutkimusryhmään kuuluu 60 peräkkäistä aikuista potilasta, jotka ovat päteviä keuhkojen resektiotoimenpiteisiin yleisanestesiassa avorinta- ja yhden keuhkon ventilaatiolla.

Potilaita seurataan leikkauksen aikana tavallisella invasiivisella hemodynaamisella monitorilla valtimopaineanturilla ja samanaikaisesti HemoSphere-monitorilla, jossa on Acumen IQ -anturiin liitetty HPI-ohjelmisto (Edwards LifeSciences, Irvine, CA, USA). HemoSphere-monitorin lähdöt eivät näe lääkäreitä. Hemodynaamiset aaltomuodot ja HPI-ennustetiedot, mukaan lukien hypotensiiviset tapahtumat (IOH), tallennetaan valtimokanyylin asettamisesta leikkaussalista poistumiseen saakka. Tallennetut tiedot jaetaan seitsemään kohorttiin, joita edustavat erilliset aikakehykset:

0. Induktiota edeltävä lähtötaso, makuuasennossa, spontaani hengitys (jos saatavilla ja valtimokanyyli asetettu ennen induktiota)

1. Selässä, umpinainen, nukutettu, intuboitu, kahden keuhkon ventilaatio
2. Lateraalinen decubitus, suljettu rintakehä, kahden keuhkon tuuletus
3. Lateraalinen decubitus, suljettu rintakehä, yhden keuhkon ventilaatio (OLV)
4. Lateraalinen decubitus, avoin rintakehä, yhden keuhkon ventilaatio (OLV)
5. Lateraalinen decubitus, suljettu rintakehä, kahden keuhkon ventilaatio leikkauksen jälkeen
6. Makuuasennossa, suljettu rintakehä, kahden keuhkon tuuletus

Arvioimme HPI-algoritmin herkkyyden (palautus) ja positiivisen ennustusarvon (tarkkuuden) ja kuvailemme väärien hälytysten ja ohitettujen tapahtumien määrän viittaamatta nimenomaisesti spesifisyyteen tai negatiiviseen ennustusarvoon.

Tutkimus suoritetaan ja raportointi suoritetaan STARD-ohjeiden mukaisesti.