Koneoppimisen käyttäminen varhaisen syntyneen vastasyntyneiden sepsisriskin mallintamiseen Ugandassa ja Zimbabwessa (NeoRisk)

Tässä tutkimuksessa on kolme päävaihetta, joka on havainnollinen kohorttitutkimus.

Vaihe 1 järjestetään Kawempen sairaalassa Kampalassa, Ugandassa. Tutkimushenkilöstö rekrytoi osallistujat työosastoilta, ja välianalyysi valmistuu, kun 10 % kokonaisotoksesta on rekrytoitu. Katso lisätietoja kohdasta 7.3.

Tiedot kerätään online-CRF:n kautta, mukaan lukien osan 3 taulukossa luetellut tekijät.

Lisäksi:

• Kaikilta tutkimukseen osallistuvilta vastasyntyneiltä on nimetty tutkimushenkilöstö ottanut vastasyntyneen laskimoverinäytteen viljelyä varten

  o Tämä on otettava ennen antibioottien antamista tai 48 tunnin kuluessa syntymästä sen mukaan, kumpi on aikaisemmin, ja riippumatta siitä, tutkitaanko ja hoidetaanko vastasyntynyt sepsiksen varalta.

• Synnytyksen jälkeiset tiedot kerätään puhelimitse 1 kuukauden kuluttua, mukaan lukien äidin ja vauvan tulokset, sairaalan takaisinotto tai kliiniset sairaudet ja rokotteet. Tutkimusryhmän jäsen tarkistaa kaikki tiedot laadunvalvontaa varten. Kaikilta vastasyntyneiltä otetaan veriviljely syntyessään ennen antibioottihoidon aloittamista aina, kun se on turvallista. Viljelyyn otettavan veren tilavuuden tulee olla 1-2 ml ja se varmistetaan punnitsemalla veriviljelypulloja. Lasten- ja tutkimusryhmille tarjotaan koulutusta veriviljelynäytteenottomenetelmistä, mukaan lukien ihon riittävä puhdistus ennen näytteenottoa. Palaute näytemääristä ja kontaminaatiomääristä (katso määritelmä kohdasta 7.3) palautetaan lastenlääketieteen konsulteille, ja henkilöstölle tarjotaan lisäkoulutusta. Jos näytettä jää jäljelle sen jälkeen, kun 3ml on lisätty viljelypulloon, ylimäärä säilytetään veripistenäytteenä tulevaa eettisesti hyväksyttyä tutkimusta varten, mikäli osallistuja on siihen suostunut.

Mikrobiologisten testien tulokset välitetään osallistujan kliiniselle tiimille reaaliajassa - katso kohta 7.3.4 lisätietoja. Kliinikon sepsisdiagnoosi kirjataan, jos vähintään rekisteröintitason lääkäri on kirjannut sepsisdiagnoosin 48 tunnin sisällä syntymästä. Tämän toimenpiteen subjektiivisuuden vähentämiseksi myös sepsisdiagnoosin GAIA-varmuustaso arvioidaan (35) ja diagnostisen varmuuden taso kirjataan (1-5, GAIA-kriteerien mukaisesti). Sairaustiedot kirjataan paperille Kawempen sairaalassa, ennen kuin tietovirkailijat koodaavat ne sähköiseen sairauskertomukseen. PDF-skannaukset lääketieteellisistä tiedoista ovat saatavilla, jos yksityiskohtaista tarkistusta tarvitaan.

Koulutettu tutkimushenkilöstö kerää kaikki osallistujatiedot ja tallentaa ne online-CRF:ään, jota isännöi REDCap, turvallinen verkkosovellus. REDCap-päätietokantaan ei tallenneta potilaan tunnistetietoja. Katso kohdasta 8.6 lisätietoja tiedonhallintasuunnitelmista.

Synnytyksen jälkeiset tiedot täydennetään tutkimushenkilöstön tekemällä puhelimitse 28 päivää synnytyksen jälkeen. Osallistujien yhteysnumero, kumppanin yhteysnumero ja toisen ystävän tai perheenjäsenen puhelinnumero otetaan käyttöön rekrytoinnin yhteydessä, jotta matkapuhelinnumeron muutoksista aiheutuvat vahingot minimoidaan. Osallistujan henkilöllisyys vahvistetaan kolmella tekijällä (syntymäaika, koko nimi, osoite/kylä). Seuraavat tiedot kerätään:

• Äidin ja vauvan terveydentila

• Kaikki vastasyntyneen sairaanhoitokäynnit

  • Jos osallistut Kawempen sairaaloihin tai joudut niihin, tutkimushenkilöstö tarkistaa nämä sähköiset potilastiedot
  • Jos hän on muualla, äidiltä kysytään esiintymisen syytä, onko vastasyntynyt otettu sairaalaan, päädiagnoosia ja mahdollisia hoitoja.

Ensimmäisen 160 osallistujan rekrytointi työvoimaosastolta (10 % kokonaisotoksesta) käsitellään pilottina, ja sekä rekrytointia että tietoja tarkastellaan tässä vaiheessa kiinnittäen erityistä huomiota seuraaviin seikkoihin:

• Demografinen vertailu värvättyjen naisten ja Kawempeen osallistuvan väestön välillä
• Tietojen viimeistely
• Otettujen veriviljelynäytteiden määrä
• Tappio seurantahinnat
• Mahdollisten riskitekijöiden ja kliinisen sepsiksen tai viljelypositiivisen sepsiksen välinen yhteys Tämän pilottianalyysin jälkeen tiedonkeruuvälinettä voidaan säätää tiiviimmiksi, jos joillakin riskitekijöillä ei näytä olevan yhteyttä vastasyntyneiden tuloksiin. Lisäksi rekrytointistrategiaa voidaan mukauttaa ottamaan mukaan synnytysneuvolaan käyvät naiset otoksen edustavuuden parantamiseksi, jos pilottiotos eroaa demografisesti merkittävästi samassa tutkimuspaikassa ennen synnytystä käyvien raskaana olevien naisten väestöstä. Lopuksi palautetta ja henkilöstöä koulutetaan tarvittaessa optimaalisen näytemäärän ja tietojen täydellisyyden varmistamiseksi.

Vaiheen 1 aikana järjestetään kaksi erillistä fokusryhmäkeskustelua, joissa kussakin on 10 osallistujaa Kawempen sairaalan henkilökunnan kanssa. Yksi keskustelu käydään vanhempien kliinikkojen kanssa ja yksi nuorempien kliinikkojen ja kätilöiden kanssa. Fokusryhmät pidetään paikan päällä Kawempessa englanniksi. Fokusryhmiä pidetään täydentämään tämän hankkeen kvantitatiivisia tuloksia korostamalla tällä hetkellä merkittäviksi koetut riskitekijät (jotka sitten pitäisi olla keskeinen osa analyysiä ja tulosten levittämistä niiden hyödyllisyyden varmistamiseksi), tiedottaa nykyisistä diagnostisista vaikeuksista tulevaisuuden ohjaamiseksi. työskennellä riskikerrostusmallin kanssa ja tarjota konteksti mallin kehittämiselle ja viestimiselle sen hyödyllisyyden maksimoimiseksi. Fokusryhmät käsittelevät seuraavia asioita:

• Varmista tieto ja tietoisuus vastasyntyneiden sepsisestä
• Vastasyntyneiden sepsiksen hoito
• vastasyntyneen sepsiksen riskeistä ja seurauksista sekä
• Nykyiset diagnostiset strategiat ja niiden vahvuudet ja vaikeudet
• Käsitykset vastasyntyneiden sepsisestä ja kuinka tämä voi vaikuttaa diagnoosiin ja hoitoon
• Suosituksia vastasyntyneiden sepsiksen diagnosoinnin ja hoidon tehostamiseksi Fokusryhmiä johtavat MUJHU:n yhteiskuntatieteiden tiimin jäsenet ja tohtori Sarah Sturrock. Yhteiskuntatieteiden tiimi ja tohtori Sturrock ovat kehittäneet työkalun näitä keskusteluja varten (katso liite). Keskustelut tallennetaan ja tallenteet tuhotaan, kun keskustelut on litteroitu. Yhteiskuntatieteiden ryhmä suorittaa sitten keskustelujen temaattisen analyysin.

Tutkijat ennakoivat ensimmäisen vaiheen tapahtuvan tammi-heinäkuun 2024 välisenä aikana.

Vaihe 2 käyttää vaiheessa 1 kerättyjä tietoja riskien kerrostumismallin rakentamiseen yhteistyössä University College Londonin Advanced Research Computing Centerin kanssa.

Tutkijat ennakoivat toisen vaiheen tapahtuvan maalis-syyskuussa 2024.

Vaihe 3 sisältää riskien ositustyökalun ulkoisen validoinnin. Tämä vaihe tapahtuu Sally Mugaben keskussairaalassa Zimbabwen Hararessa. Tutkimushenkilöstö rekrytoi osallistujat synnytysneuvoloilta ja synnytysosastoilta.

Vaiheen 3 osallistujilta kerätään samanlaisia ​​tietoja kuin vaiheessa 1; Vaiheen 2 jälkeen malliin tarvittavat tietokentät määritetään ja nämä kentät kerätään vaiheen 3 osallistujilta.

Tiedonkeruu tapahtuu Neotree-alustan kautta, joka on käytössä Sally Mugabella(41). Vaihe 1 kerää tietoja tavaroista, jotka eivät kuulu normaaliin sairaushistoriaan (kuten sanitaatioon ja elintarviketurvaan). Mikäli jokin näistä kohdista on tärkeä osa tilastollista mallia, mahdollisuudesta lisätä nämä kohteet Neotree-alustalle keskustellaan Neotree-tiimin kanssa. Neotree-tietojoukosta poimitaan vain pseudonyymidata, ja vaiheen 2 mallia sovelletaan vastasyntyneen sepsiksen riskin määrittämiseen.

Vaiheen 3 ensisijainen tulos on vanhempi kliinikko sepsiksen diagnoosi, joka on kirjattu 48 tunnin sisällä synnytyksestä, ja veriviljelmiä (jos saatavilla) otetaan vain vastasyntyneiltä, ​​joiden katsotaan olevan vaarassa saada sepsis tai joilla on kliinisiä sepsiksen oireita tavallisen kliinisen tavan mukaisesti. ohjeita. Vanhemman lääkärin sepsisdiagnoosin käyttäminen tuloksena johtuu siitä, että veriviljelypullojen toimittaminen ja viljelmien laboratorioanalyysit ovat epäluotettavia ja eivät todennäköisesti ole kaikkien tutkimuksen osallistujien saatavilla, kuten vaiheen 1 asetuksissa.

Tilastollisen mallin tehokkuus määritetään laskemalla sen herkkyys, spesifisyys, positiiviset ja negatiiviset ennustearvot vertaamalla laskettua riskiä kliiniseen sepsiksen diagnoosiin 72 tunnin sisällä syntymästä.

Tutkijat ennakoivat vaiheen 3 tapahtuvan vuoden 2024 lopun ja maaliskuun 2025 välisenä aikana.

Tämän tutkimuksen suunnittelussa on noudatettu TRIPOD-lausetta (Transparent Reporting of a Multivariable Prediction Model for Individual ennuste tai diagnoosi) ja sitä seurataan myös sen raportoinnissa(42). Mukautuksia tehdään tarvittaessa tulevien tekoälykohtaisten ohjeiden julkaisemisen myötä.