Ennustemallin rakentaminen ja validointi kaikille - Syykuolleisuus 30 päivän sisällä leikkauksesta kriittisesti sairaille potilaille, joille tehdään kiireellinen maha-suolikanavan leikkaus (EGS-30MP)

1. Tutkimuksen tausta Ruoansulatuskanavan leikkaukset ovat keskeinen rooli ruoansulatuskanavan häiriöiden hoidossa. Kuitenkin johtuen niiden pitkistä kestoista, erilaisten bakteerien esiintymisestä suolistossa, mikä voi johtaa bakteerien siirtymiseen leikkauksen aikana, yhdistettynä heikentyneeseen immuunitoimintaan ja heikentyneeseen suolen toimintaan leikkauksen jälkeen, postoperatiivisten infektioiden ilmaantuvuus on suhteellisen korkea. Tämä ei ainoastaan ​​vaaranna leikkauksen tehokkuutta ja potilaan toipumista, vaan myös pidentää sairaalassaoloaikaa ja lisää taloudellisia rasituksia. Vakavissa tapauksissa voi esiintyä sepsis, joka voi johtaa kuolemaan. Aiemmat tutkimukset ovat osoittaneet, että kiireellisiin maha-suolikanavan leikkauksiin liittyvä kuolleisuusriski voi vaihdella 15–25 prosentin välillä.

   Vaikka laajalti käytettyjä pisteytysjärjestelmiä, kuten APACHE - Ⅱ ja SOFA, käytetään kriittisesti sairaiden potilaiden riskien arvioimiseen ja ennusteen ennustamiseen, ne on suunniteltu pääasiassa tehohoitoyksikön (ICU) potilaille. Tämän seurauksena ne eivät ota riittävästi huomioon kriittisesti sairaiden potilaiden ainutlaatuisia ominaisuuksia kiireellisten maha-suolikanavan leikkausten jälkeen, kuten kirurgisiin liittyvien tekijöiden puuttumista, ja näin ollen niiltä puuttuu sairauskohtainen ennustekyky kuolemanriskille. Lisäksi, vaikka joitain koneoppimismalleja on kehitetty ennustamaan tavallisia maha- ja paksusuolensyöpiä sairastavien potilaiden kuolemanriskiä, ​​näiltä malleilta puuttuu riippumaton mahdollinen validointi, mikä rajoittaa niiden kliinistä soveltuvuutta.

2. Tutkimuksen tavoitteet 2.1 Ensisijainen tavoite Tämän tutkimuksen päätavoitteena on rakentaa ennustemalli kaikista syistä kuolleelle kriittisesti sairaiden potilaiden 30 päivän sisällä kiireellisen maha-suolikanavan leikkauksen jälkeen. Hyödyntämällä kehittyneitä koneoppimisalgoritmeja pyrimme tunnistamaan kuolleisuuteen liittyvät keskeiset tekijät ja kehittämään luotettavan mallin, joka voi ennustaa tarkasti kuoleman todennäköisyyden tässä kriittisessä ajassa.

   2.2 Toissijainen tavoite Mallin tuottamien kuolleisuusennusteiden perusteella pyrimme kvantifioimaan potilaiden sairauksien vakavuuden. Näin kliinikot voivat tunnistaa riskipotilaat varhaisessa vaiheessa ja toteuttaa oikea-aikaisia ​​ja kohdennettuja toimenpiteitä. Tällä tavoin toivomme parantavamme potilaiden tuloksia, vähentävän kuolleisuutta ja parantavamme näille potilaille tarjotun hoidon yleistä laatua.

3. Tutkimussuunnittelu 3.1 Tutkimusympäristö ja osallistujat Tutkimus suoritetaan Jilinin yliopiston ensimmäisessä sairaalassa ja se on jaettu kahteen erilliseen vaiheeseen.

Kehitysvaiheessa tehdään retrospektiivinen tutkimus kriittisesti sairaille potilaille, joille tehtiin kiireellinen maha-suolikanavan leikkaus heinäkuun 2019 ja heinäkuun 2024 välisenä aikana. Potilaskuolemiin liittyvät kliiniset tiedot kerätään systemaattisesti sairaalan sähköisestä sairauskertomusjärjestelmästä. Potilaat, jotka täyttävät sisällyttämiskriteerit, mutta eivät täytä poissulkemiskriteerejä, otetaan mukaan kehityskohorttiin. Näitä potilaiden tietoja käytetään alustavan ennustemallin luomiseen.

Potilaiden mukaanottokriteerit ovat seuraavat: heidän on oltava yli 18-vuotiaita, heillä on oltava kiireellinen maha-suolikanavan leikkaus kansainvälisen tautiluokituksen (ICD - 10) kymmenennen tarkistuksen mukaisesti ja heidän on täytettävä jokin seuraavista kriittisistä potilaan diagnostisista vaatimuksista kriteerit leikkauksen jälkeen: hengityslaitteen avun tarve leikkauksen lopussa, norepinefriini-infuusioannoksen tarve yli 1,0 μg/kg/min tai jopa yhdessä muiden kanssa vasopressorilääkkeet verenpaineen ylläpitämiseksi, vaikea rytmihäiriö tai muiden elinten toimintojen vajaatoiminta.

Poissulkemiskriteerit sisältävät potilaat, joilla on pinnallisia leikkauskohtia, jotka eivät koske vatsaonteloa, potilaat, joilta puuttuu yli 30 % tiedoista, potilaat, jotka kuolivat leikkauksen aikana tai joiden hoito keskeytettiin, potilaat, joilla on useita vammoja sekä potilaat, jotka osallistuvat muihin kliinisiin tutkimuksiin. .

Validointivaiheessa tehdään prospektiivinen yhden keskuksen havainnointitutkimus. Potilasilmoittautumisjakson on suunniteltu kestävän 5 kuukautta ja leikkauksen jälkeinen seurantajakso kullekin potilaalle on 30 päivää. Koko tutkimuksen alustamisesta data-analyysin valmistumiseen arvioidaan kestävän puoli vuotta.

3.2 Näytteen koon määritys Tämän tutkimuksen otoskoko lasketaan Harrell et al.:n ehdottamilla menetelmillä. ja Peduzzi et ai. Kun otetaan huomioon noin 8 keskeistä kliinistä tekijää, on arvioitu, että vähintään 80 potilasta, joilla on tapahtumia (eli 30 vuorokauden yleiskuolleisuus), tarvitaan. Ennustetun 15 %:n tapahtumien ilmaantuvuusasteen perusteella koulutussarja vaatii noin 534 tapausta ja validointisarja 229 tapausta. Kun mallinnusryhmän ja validointiryhmän välinen suhde on 7:3, otoskoko on yhteensä 763 tapausta. Lisäksi suunnitellaan ulkopuolista noin 100 tapauksen validointikohorttia mallin yleistettävyyden arvioimiseksi.

3.3 Tiedonkeruu 3.3.1 Altistustekijät Demografiset ominaisuudet: Tietoja kerätään potilaiden sukupuolesta ja iästä. Nämä tekijät voivat vaikuttaa kehon fysiologisiin reaktioihin ja palautumiskykyyn, mikä saattaa vaikuttaa kuolleisuusriskiin.

Lääketieteellinen historia: Tiedot potilaiden aiemmista sairauksista, mukaan lukien verenpainetauti, diabetes, sydän- ja verisuonitaudit, aivoverenkiertosairaudet, aiemmat 颅脑- tai selkäydinleikkaukset, munuaissairaudet, immuunijärjestelmän häiriöt, eteisvärinä, krooninen obstruktiivinen keuhkosairaus (COPD) ja muut asiaan liittyvät olosuhteet, kirjataan. Lisäksi dokumentoidaan elintapojen riskitekijät, kuten tupakointi ja alkoholin käyttö.

Preoperatiiviset indikaattorit: Tämä sisältää kattavan joukon laboratoriotutkimustuloksia, kuten hematokriitti, hemoglobiini, verihiutaleiden määrä, valkosolujen määrä, kansainvälinen normalisoitu suhde, protrombiiniaika, aktivoitunut osittainen tromboplastiiniaika, valtimoveren pH, hapen osapaine, osapaine hiilidioksidi, laktaattitasot, aspartaattiaminotransferaasi, kokonaisbilirubiini, albumiini, seerumin natrium, seerumi kalium, erittäin herkkä C - reaktiivinen proteiini, prokalsitoniini, aivojen natriureettinen peptidi (BNP), troponiini, D - dimeeri, kreatiniini ja veren ureatyppi. Myös muita preoperatiivisia tietoja, kuten American Society of Anesthesiologists (ASA) fyysisen tilan luokittelu, ruumiinlämpö, ​​syke, hengitystiheys, keskimääräinen valtimopaine ja hapetusindeksi kerätään.

Leikkauksensisäiset indikaattorit: Tiedot, kuten leikkauksen kesto, leikkauksensisäisen nesteen infuusion määrä, leikkauksensisäisen punasolusiirron määrä, leikkauksensisäinen virtsan eritys, leikkauksensisäinen verenhukka, leikkauksen sisäinen keskimääräinen valtimopaine ja vatsatulehduksen esiintyminen tai puuttuminen tallennetaan. Nämä tekijät voivat vaikuttaa suoraan potilaan fysiologiseen tilaan leikkauksen aikana ja sen jälkeen.

Leikkauksen jälkeiset indikaattorit: Leikkausta edeltävien laboratoriotestien tapaan kerätään sarja leikkauksen jälkeisiä laboratoriotuloksia. Lisäksi dokumentoidaan tiedot siitä, onko verituotteita siirretty, ASA-luokitus ja elintärkeät merkit, kuten ruumiinlämpö, ​​syke, hengitystiheys, keskimääräinen valtimopaine ja hapetusindeksi.

Postoperatiivinen patologia: Tiedot postoperatiivisesta patologiasta, mukaan lukien kasvaimen pituus, kasvaimen erilaistuminen, pT-, pN-, pM- ja pTNM-vaiheet sekä syöpäkyhmyjen lukumäärä, saadaan. Nämä patologiset ominaisuudet voivat antaa ratkaisevaa tietoa taudin vakavuudesta ja potilaan ennusteesta.

3.3.2 Tulostoimenpiteet Ensisijainen päätepiste: Tämän tutkimuksen ensisijainen päätetapahtuma on kaikki aiheuttava kuolema 30 päivän kuluessa leikkauksesta. Kaiken syyn aiheuttamalla kuolemalla tarkoitetaan mistä tahansa syystä johtuvaa kuolemaa, ja se tarjoaa kattavan mittarin potilaan lopputuloksesta.

Toissijainen päätepiste: Toissijainen päätetapahtuma on komplikaatioiden tila 30 päivän sisällä leikkauksesta. Komplikaatiot arvioidaan käyttämällä Clavien - Dindo -luokitusjärjestelmää, ja luokkaa Ⅱ tai sitä korkeammat komplikaatiot kirjataan ja analysoidaan. Näitä voivat olla, mutta niihin rajoittumatta, vatsansisäinen verenvuoto, maha-suolikanavan verenvuoto, anastomoottinen vuoto, kylofisteli, leikkauskohdan infektio (mukaan lukien vatsansisäiset ja viiltoinfektiot), suolitukos, leikkauksen jälkeinen ripuli, keuhkoinfektio, virtsatieinfektio, sydän- ja verisuonionnettomuudet, aivoverenkiertohäiriöt ja tromboottiset sairaudet.

3.4 Tiedonhallinta ja tilastollinen analyysi 3.4.1 Tiedonhallinta Kliiniset tutkimuskoordinaattorit (CRC) ovat vastuussa potilaiden seulonnasta, joille on tehty kiireellinen maha-suolikanavan leikkaus heinäkuun 2019 ja toukokuun 2024 välisenä aikana. Tiedot kerätään sähköisestä potilaskertomusjärjestelmästä ja kirjataan potilaat, jotka täyttävät mukaanottokriteerit mutta eivät poissulkemiskriteerit. Sairaalahoidon aikana kuolleiden potilaiden tiedot tallennetaan suoraan. Tiedot komplikaatioista 30 päivän sisällä leikkauksesta ja kuolemantapauksista kotiutuksen jälkeen saadaan seurannan avulla.

Jokaisen kirurgisen toimenpiteen aikana leikkaavan kirurgin nimi kirjataan sairauskertomukseen. Kaikki potilaat, jotka täyttävät osallistumiskriteerit, mukaan lukien ne, jotka kieltäytyivät osallistumasta, suljettiin pois poissulkemiskriteerien vuoksi tai jotka on myöhemmin poistettu poissulkemiskriteerien vuoksi, dokumentoidaan sekä poissulkemisen syyt.

CRC kerää tietoja päivittäin, ja se tarkistaa ja tallentaa potilaiden rekisteröinnin, poistumisen, ensisijaisen päätepisteen saavuttamisen ja toissijaisen päätetapahtuman mittauksen. Tiedonsyöttöoperaattoreina toimii kaksi jatko-opiskelijaa, jotka yhdessä CRC:n kanssa keräävät perustietoja. Käytössä on kaksinkertainen tiedonsyöttöjärjestelmä, jossa toinen henkilö syöttää tiedot ja toinen tarkistaa niiden oikeellisuuden. Sekä paperipohjaisia ​​että sähköisiä tapausraporttilomakkeita (CRF) käytetään. Perustiedot syötetään leikkauspäivänä. Sairaalahoidon aikana kuolleiden potilaiden ensisijaiset päätepistetiedot syötetään ennen heidän kuolemaansa. Patologiset ja muut sairaalatiedot syötetään viikon kuluessa potilaan kotiuttamisesta. Tiedot komplikaatioista 30 päivän sisällä leikkauksesta ja kuolemantapauksista kotiutuksen jälkeen syötetään 30 päivän kuluessa leikkauksesta.

3.4.2 Tilastollinen analyysi Tietokanta perustetaan ja tilastollinen analyysi suoritetaan käyttämällä SPSS 25.0 ja R 4.0.2 ohjelmisto. Jatkuville tiedoille, jotka noudattavat normaalijakaumaa, kuvauksessa käytetään keskiarvoa ± keskihajontaa (x ± s) ja t-testiä ryhmävertailuihin. Tiedoille, jotka eivät noudata normaalijakaumaa, käytetään mediaania ja kvartiiliväliä [M(P25 - P75)], ja Mann - Whitney U -testiä käytetään ryhmävertailuihin. Kategoriset tiedot esitetään prosentteina ja ryhmävertailuissa käytetään chi-neliö -testiä. Puuttuvat tiedot imputoidaan käyttämällä Monte Carlon moninkertaista imputointimenetelmää.

Ensin suoritetaan yksimuuttujaanalyysi sellaisten tekijöiden tunnistamiseksi, jotka liittyvät merkittävästi tulokseen. Sitten muuttujat, jotka osoittavat tilastollista merkitsevyyttä yksimuuttujaanalyysissä, sisällytetään LASSO (Least Absolute Shrinkage and Selection Operator) -regressioon lopullisten muuttujien valitsemiseksi mallin rakentamista varten. Mallin suorituskykyä arvioidaan käyttämällä useita mittareita, mukaan lukien vastaanottimen toimintakäyrän alla oleva alue (AUC), herkkyys, spesifisyys, positiivinen ennustearvo, negatiivinen ennustearvo, Youden-indeksi ja F1-pisteet. Kaikki tilastolliset testit ovat kaksipuolisia, ja tilastollinen merkitsevyys asetetaan arvoon P < 0,05.

3.5 Vihan valvonta ja laadunhallinta Vihan minimoimiseksi kirurgien valinnalle asetetaan tiukat kriteerit. Tutkimukseen osallistuvien päivystyslääkäreiden tulee olla päteviä maha-suolikanavan hätäleikkaustekniikoissa ja suoritettuaan vähintään 50 tällaista leikkausta. Perustetaan kokeen ohjauskomitea, joka koostuu kirurgista, jolla on yli 10 vuoden kokemus maha-suolikanavan leikkauksista. Ennen kuin kirurgi saa ottaa potilaita mukaan, hänen on toimitettava videoita viimeisimmästä kolmesta peräkkäisestä kiireellisestä maha-suolikanavan leikkauksestaan. Toimikunta käyttää Delphi-menetelmää leikkauksen laadun arvioimiseen ja sen selvittämiseen, täyttääkö kirurgi ilmoittautumiskriteerit.

Kliinisen tutkimuksen aikana leikkauslaatua arvioidaan videoiden ja valokuvien avulla. Kirurgien on hankittava kuvia lantion tutkimuksesta leikkauksen aikana. Jos tällaisia ​​kuvantamistietoja ei ole mahdollista saada, syyt siihen, miksi sitä ei voida tehdä, on dokumentoitava.

Kirurgien on tallennettava kirurginen prosessi tutkimuskeskuksen toimittamaan muistikirjaan ja selitettävä mahdolliset poikkeamat standardoiduista kirurgisista toimenpiteistä. Kokeen ohjauskomitea tarkastelee rekisteröityjen tapausten rekisteröinnin tilaa ja laatua kuukausittain varmistaakseen kunkin kirurgin ilmoittamien tapausten määrän ja laadun.

Ensisijaisten päätepisteiden ja ennakoivien tekijöiden tarkan keräämisen varmistamiseksi kliinisen tutkimuksen koordinaattoriksi (CRC) nimitetään ylihoitaja. CRC tarkistaa päivittäin potilaiden rekisteröinnin, vetäytymisen ja ensisijaisen päätepisteen saavuttamisen. Kaksi jatko-opiskelijaa yhdessä CRC:n kanssa syöttää tiedot viipymättä sähköiseen tapausraporttilomakkeeseen (ECRF).

3.6 Turvallisuusarviointi Ennen tutkimuksen aloittamista mitataan osallistujien fyysiset perusmerkit ja -oireet, mukaan lukien ruumiinlämpö, ​​pulssi, hengitystiheys ja verenpaine. Ennen leikkausta suoritetaan hematologiset ja kuvantamistutkimukset sen varmistamiseksi, että osallistujat täyttävät osallistumis- ja poissulkemiskriteerit.

Leikkauksen jälkeen jatkuvilla muuttujilla kuvataan kunkin osallistujan leikkauksen jälkeisiä mittauksia ja niiden muutoksia suhteessa leikkausta edeltävään perustilaan. Laboratorioindikaattorit luokitellaan matalaksi, normaaliksi tai korkeaksi normaalin vertailualueen perusteella. Muutokset normaaleista tai korkeista perusarvoista alhaisiin arvoihin leikkauksen jälkeen ja normaalista tai matalista perusarvoista korkeisiin arvoihin leikkauksen jälkeen kirjataan. Alhaisimpia tai korkeimpia havaittuja arvoja leikkauksen jälkeen käytetään laskettaessa lähtötilanteen jälkeiset matalat tai korkeat arvot. Lääkärit arvioivat nämä epänormaalit indikaattorit määrittääkseen, onko niillä kliinistä merkitystä, ja raportoidaan niiden osallistujien osuuden, joilla on "epänormaaleja ja kliinisesti merkittäviä" muutoksia.

Fyysiset tutkimukset, mukaan lukien yleistutkimukset, pään, kaulan, rintakehän, keuhkojen, sydämen, verisuonten, vatsan, selkärangan, raajojen ja hermoston tutkimukset sekä elintärkeät tutkimukset, kuten verenpaine, syke ja ruumiinlämpö. suoritettu. Fyysisten tutkimusten, elintoimintojen ja painon mittaukset ennen ja jälkeen hoitoa sekä niiden muutokset suhteessa lähtötilanteeseen kuvataan tilastollisesti. Kaikki elintoiminnot, jotka ylittävät normaalin alueen tai osoittavat epänormaaleja muutoksia, dokumentoidaan.

3.7 Eettiset näkökohdat Ennen tutkimuksen aloittamista Jilinin yliopiston ensimmäisen sairaalan eettiseltä komitealta hankitaan eettinen hyväksyntä. Hoitavat kirurgit tiedottavat kelpoisille potilaille kasvokkain, ja heidän on allekirjoitettava tietoinen suostumuslomake. Tietoisen suostumuksen prosessin suorittavat hoitavat lääkärit tai korkeammat lääkärit.

Tietoon perustuvassa suostumuksessa potilaille annettavat tiedot sisältävät: lausunnon tutkimuksen tutkimusluonteesta; kattava ja oikeudenmukainen selvitys noudatettavista menettelyistä; yksityiskohtainen kuvaus tutkimuksen luonteesta, odotetusta kestosta ja tarkoituksesta; kuvaus kaikista ennakoitavissa olevista riskeistä tai epämukavuudesta; kuvaus mahdollisista hyödyistä; lausunto potilastietojen huolellisesta käsittelystä ja luottamuksellisuudesta sekä tietojen säilytysajasta 15 vuotta; lausunto siitä, että potilaan biologisia materiaaleja säilytetään 15 vuotta; ja lausunto vapaaehtoisesta osallistumisesta ja vetäytymisestä, jossa selvennetään, että osallistumisesta kieltäytyminen ei johda rangaistukseen tai etuuksien menettämiseen, joihin potilas on oikeutettu, ja että potilas voi vetäytyä tutkimuksesta milloin tahansa ilman rangaistusta tai etujen menetystä. Peruuttamisen yhteydessä potilas saa saman tason tavanomaista hoitoa.