Construction et validation d'un modèle de prédiction pour toutes les causes de mortalité dans les 30 jours suivant la chirurgie chez les patients gravement malades subissant une chirurgie gastro-intestinale d'urgence (EGS-30MP)

1. Contexte de la recherche Les chirurgies gastro-intestinales jouent un rôle fondamental dans le traitement des troubles du tube digestif. Néanmoins, en raison de leur durée prolongée, de la présence de diverses bactéries dans l'intestin, pouvant entraîner une translocation bactérienne pendant la chirurgie, associées à une diminution de la fonction immunitaire et à une fonction intestinale réduite après la chirurgie, l'incidence des infections postopératoires est relativement élevée. Cela compromet non seulement l’efficacité de l’intervention chirurgicale et le rétablissement des patients, mais allonge également les séjours à l’hôpital et alourdit le fardeau économique. Dans les cas graves, une septicémie peut survenir, entraînant potentiellement la mort. Des études antérieures ont indiqué que le risque de mortalité associé aux chirurgies gastro-intestinales d'urgence peut varier de 15 à 25 %.

   Bien que des systèmes de notation largement utilisés tels qu'APACHE - Ⅱ et SOFA soient utilisés pour évaluer le risque et prédire le pronostic des patients gravement malades, ils sont principalement conçus pour les patients de l'unité de soins intensifs (USI). En conséquence, ils ne tiennent pas compte de manière adéquate des caractéristiques uniques des patients gravement malades après des chirurgies gastro-intestinales d'urgence, telles que l'absence de facteurs liés à la chirurgie, et manquent donc de pouvoir prédictif spécifique à la maladie pour le risque de décès. De plus, bien que certains modèles d’apprentissage automatique aient été développés pour prédire le risque de décès des patients atteints de cancers gastriques et colorectaux courants, ces modèles manquent de validation prospective indépendante, ce qui limite leur applicabilité clinique.

2. Objectifs de recherche 2.1 Objectif principal L'objectif principal de cette étude est de construire un modèle de prédiction de la mortalité toutes causes confondues dans les 30 jours suivant une chirurgie gastro-intestinale d'urgence chez des patients gravement malades. En tirant parti d’algorithmes avancés d’apprentissage automatique, nous cherchons à identifier les facteurs clés associés à la mortalité et à développer un modèle fiable capable de prédire avec précision la probabilité de décès au cours de cette période critique.

   2.2 Objectif secondaire Sur la base des prédictions de mortalité générées par le modèle, nous visons à quantifier la gravité des maladies des patients. Cela permettra aux cliniciens d'identifier les patients à haut risque à un stade précoce et de mettre en œuvre des interventions opportunes et ciblées. Ce faisant, nous espérons améliorer les résultats pour les patients, réduire les taux de mortalité et améliorer la qualité globale des soins prodigués à ces patients.

3. Conception de la recherche 3.1 Cadre de recherche et participants L'étude sera menée au premier hôpital de l'Université de Jilin et est divisée en deux phases distinctes.

En phase de développement, une étude rétrospective sera réalisée sur des patients gravement malades ayant subi une chirurgie gastro-intestinale en urgence entre juillet 2019 et juillet 2024. Les données cliniques relatives aux décès de patients seront systématiquement collectées à partir du système de dossier médical électronique de l'hôpital. Les patients qui répondent aux critères d'inclusion mais ne répondent pas aux critères d'exclusion seront inscrits dans la cohorte de développement. Les données de ces patients seront utilisées pour établir le modèle de prédiction initial.

Les critères d'inclusion des patients sont les suivants : ils doivent être âgés de plus de 18 ans, avoir subi une chirurgie gastro-intestinale d'urgence telle que définie par la dixième révision de la Classification internationale des maladies (CIM - 10) et répondre à l'un des diagnostics critiques suivants pour le patient. critères postopératoires : nécessité d'une assistance respiratoire en fin d'intervention, nécessité d'une dose de perfusion de noradrénaline supérieure à 1,0 μg/kg/min ou même en association avec d'autres médicaments vasopresseurs pour maintenir la tension artérielle, éprouver des symptômes sévères arythmie ou défaillance d’autres fonctions organiques.

Les critères d'exclusion incluent les patients présentant des sites chirurgicaux superficiels n'impliquant pas la cavité abdominale, ceux pour lesquels plus de 30 % des données sont manquantes, les patients décédés pendant l'opération ou dont le traitement a été arrêté, ceux présentant des blessures multiples et les patients participant à d'autres études cliniques. .

Dans la phase de validation, une étude observationnelle prospective monocentrique sera menée. La période d'inscription des patients devrait durer 5 mois et la période de suivi postopératoire pour chaque patient sera de 30 jours. L’ensemble de l’étude, depuis le début jusqu’à la fin de l’analyse des données, devrait durer six mois.

3.2 Détermination de la taille de l'échantillon La taille de l'échantillon pour cette étude sera calculée à l'aide des méthodes proposées par Harrell et al. et Peduzzi et al. Compte tenu d'environ 8 facteurs cliniques clés, on estime qu'au moins 80 patients présentant des événements (c'est-à-dire une mortalité toutes causes confondues sur 30 jours) sont nécessaires. Sur la base d'un taux d'incidence d'événements projeté de 15 %, l'ensemble de formation nécessitera environ 534 cas et l'ensemble de validation, 229 cas. Avec un ratio de 7 : 3 entre le groupe de modélisation et le groupe de validation, la taille totale de l'échantillon s'élève à 763 cas. De plus, une cohorte de validation externe d'environ 100 cas est prévue pour évaluer davantage la généralisabilité du modèle.

3.3 Collecte de données 3.3.1 Facteurs d'exposition Caractéristiques démographiques : Des informations sur le sexe et l'âge des patients seront collectées. Ces facteurs peuvent influencer les réponses physiologiques et les capacités de récupération du corps, affectant potentiellement le risque de mortalité.

Antécédents médicaux : détails sur les problèmes de santé antérieurs des patients, notamment l'hypertension, le diabète, les maladies cardiovasculaires, les maladies cérébrovasculaires, les chirurgies antérieures de la colonne vertébrale ou de la colonne vertébrale, les maladies rénales, les troubles du système immunitaire, la fibrillation auriculaire, la maladie pulmonaire obstructive chronique (MPOC) et d'autres informations pertinentes. conditions, seront enregistrées. De plus, les facteurs de risque liés au mode de vie tels que le tabagisme et la consommation d'alcool seront documentés.

Indicateurs préopératoires : cela comprend un ensemble complet de résultats de tests de laboratoire, tels que l'hématocrite, l'hémoglobine, la numération plaquettaire, la numération des globules blancs, le rapport international normalisé, le temps de prothrombine, le temps de céphaline activée, le pH du sang artériel, la pression partielle d'oxygène, la pression partielle. de dioxyde de carbone, taux de lactate, aspartate aminotransférase, bilirubine totale, albumine, sodium sérique, potassium sérique, protéine C réactive haute sensibilité, procalcitonine, cerveau peptide natriurétique (BNP), troponine, D-dimère, créatinine et azote uréique du sang. D'autres données préopératoires, telles que la classification de l'état physique de l'American Society of Anesthesiologists (ASA), la température corporelle, la fréquence cardiaque, la fréquence respiratoire, la pression artérielle moyenne et l'indice d'oxygénation, seront également collectées.

Indicateurs peropératoires : des données telles que la durée de l'intervention chirurgicale, le volume de perfusion peropératoire de liquide, le volume de transfusion peropératoire de globules rouges, le débit urinaire peropératoire, la perte de sang peropératoire, la pression artérielle moyenne peropératoire et la présence ou l'absence d'infection abdominale. être enregistré. Ces facteurs peuvent avoir un impact direct sur l’état physiologique du patient pendant et après l’intervention chirurgicale.

Indicateurs postopératoires : Semblables aux tests de laboratoire préopératoires, une série de résultats de laboratoire postopératoires seront collectés. De plus, des informations indiquant si des produits sanguins ont été transfusés, la classification ASA et les signes vitaux tels que la température corporelle, la fréquence cardiaque, la fréquence respiratoire, la pression artérielle moyenne et l'indice d'oxygénation seront documentés.

Pathologie postopératoire : des détails sur la pathologie postopératoire, y compris la longueur de la tumeur, la différenciation tumorale, le stade pT, pN, pM et pTNM, ainsi que le nombre de nodules cancéreux, seront obtenus. Ces caractéristiques pathologiques peuvent fournir des informations cruciales sur la gravité de la maladie et le pronostic du patient.

3.3.2 Mesures des résultats Critère d'évaluation principal : Le critère d'évaluation principal de cette étude est le décès toutes causes confondues dans les 30 jours suivant la chirurgie. Le décès toutes causes confondues fait référence au décès quelle qu'en soit la cause, fournissant une mesure complète de l'évolution du patient.

Critère d'évaluation secondaire : Le critère d'évaluation secondaire est l'état des complications dans les 30 jours suivant la chirurgie. Les complications seront évaluées à l'aide du système de classification Clavien - Dindo, et les complications de grade Ⅱ et supérieur seront enregistrées et analysées. Ceux-ci peuvent inclure, sans toutefois s'y limiter, une hémorragie intra-abdominale, une hémorragie gastro-intestinale, une fuite anastomotique, une fistule chyleuse, une infection du site opératoire (y compris des infections intra-abdominales et des incisions), une occlusion intestinale, une diarrhée postopératoire, une infection pulmonaire, une infection des voies urinaires, accidents cardiovasculaires, accidents vasculaires cérébraux et maladies thrombotiques.

3.4 Gestion des données et analyse statistique 3.4.1 Gestion des données Les coordonnateurs de recherche clinique (CRC) seront responsables du dépistage des patients ayant subi une chirurgie gastro-intestinale d'urgence entre juillet 2019 et mai 2024. Les données seront collectées à partir du système de dossier médical électronique et les patients qui répondent aux critères d'inclusion mais pas aux critères d'exclusion seront enregistrés. Pour les patients décédés pendant l'hospitalisation, les données seront directement enregistrées. Les données sur les complications dans les 30 jours suivant la chirurgie et les décès après la sortie seront obtenues grâce au suivi.

Lors de chaque intervention chirurgicale, le nom du chirurgien opérateur sera inscrit dans le dossier médical. Tous les patients qui répondent aux critères d'inclusion, y compris ceux qui ont refusé de participer, ont été exclus en raison de critères d'exclusion, ou ont ensuite été retirés en raison de critères d'exclusion, seront documentés, ainsi que les raisons de leur exclusion.

La collecte des données sera effectuée quotidiennement par le CRC, qui vérifiera et enregistrera l'inscription, le retrait, l'atteinte du critère d'évaluation principal et la mesure du critère d'évaluation secondaire. Deux étudiants de troisième cycle serviront d'opérateurs de saisie de données et, en collaboration avec le CRC, collecteront des données de base. Un système de saisie de données à double entrée sera utilisé, où une personne saisira les données et l'autre vérifiera leur exactitude. Des formulaires de rapport de cas (CRF) sur papier et électroniques seront utilisés. Les données de base seront saisies le jour de la chirurgie. Pour les patients décédés pendant l'hospitalisation, les données du critère d'évaluation principal seront saisies avant leur décès. Les informations pathologiques et autres informations hospitalières seront saisies dans la semaine suivant la sortie du patient. Les données sur les complications dans les 30 jours suivant la chirurgie et les décès après la sortie seront saisies dans les 30 jours suivant la chirurgie.

3.4.2 Analyse statistique Une base de données sera créée et une analyse statistique sera effectuée à l'aide de SPSS 25.0 et R 4.0.2. logiciel. Pour les données continues qui suivent une distribution normale, la moyenne ± écart type (x ± s) sera utilisée pour la description et le test t sera utilisé pour les comparaisons de groupes. Pour les données qui ne suivent pas une distribution normale, la médiane et l'intervalle interquartile [M(P25 - P75)] seront utilisés, et le test Mann - Whitney U sera utilisé pour les comparaisons de groupes. Les données catégorielles seront présentées sous forme de pourcentages et le test du chi carré sera utilisé pour les comparaisons de groupes. Les données manquantes seront imputées à l'aide de la méthode d'imputation multiple de Monte Carlo.

Premièrement, une analyse univariée sera menée pour identifier les facteurs significativement associés au résultat. Ensuite, les variables qui montrent une signification statistique dans l'analyse univariée seront incluses dans la régression de l'opérateur de retrait et de sélection le moins absolu (LASSO) pour sélectionner les variables finales pour la construction du modèle. Les performances du modèle seront évaluées à l'aide de plusieurs mesures, notamment l'aire sous la courbe caractéristique de fonctionnement du récepteur (AUC), la sensibilité, la spécificité, la valeur prédictive positive, la valeur prédictive négative, l'indice de Youden et le score F1. Tous les tests statistiques seront bilatéraux et la signification statistique sera fixée à P <0,05.

3.5 Contrôle des biais et gestion de la qualité Pour minimiser les biais, des critères stricts seront fixés pour la sélection des chirurgiens. Les médecins urgentistes participant à l'étude doivent maîtriser les techniques de chirurgie gastro-intestinale d'urgence et avoir effectué au moins 50 de ces chirurgies. Un comité directeur de l'essai, composé de chirurgiens ayant plus de 10 ans d'expérience en chirurgie gastro-intestinale, sera mis en place. Avant qu'un chirurgien ne soit autorisé à inscrire des patients, il devra fournir des vidéos de ses trois récentes chirurgies gastro-intestinales d'urgence consécutives. Le comité utilisera la méthode Delphi pour évaluer la qualité chirurgicale et déterminer si le chirurgien répond aux critères d'inscription.

Lors de l'essai clinique, la qualité chirurgicale sera évaluée à travers des vidéos et des photos. Les chirurgiens devront obtenir des images de l’exploration pelvienne pendant l’intervention chirurgicale. S’il n’est pas possible d’obtenir de telles données d’imagerie, les raisons de cette impossibilité doivent être documentées.

Les chirurgiens devront enregistrer le processus chirurgical dans un carnet chirurgical fourni par le centre de recherche et expliquer tout écart par rapport aux procédures chirurgicales standardisées. Le comité directeur de l'essai examinera mensuellement l'état d'inscription et la qualité des cas inscrits pour garantir la quantité et la qualité des cas inscrits par chaque chirurgien.

Pour garantir la collecte précise du critère d'évaluation principal et des facteurs prédictifs, une infirmière en chef sera nommée coordonnateur de la recherche clinique (CRC). Le CRC vérifiera quotidiennement l'inscription, le retrait et l'atteinte du critère d'évaluation principal des patients. Deux étudiants de troisième cycle, en collaboration avec le CRC, saisiront rapidement les données dans le formulaire électronique de rapport de cas (ECRF).

3.6 Évaluation de la sécurité Avant le début de l'étude, les signes et symptômes physiques de base des participants, y compris la température corporelle, le pouls, la fréquence respiratoire et la tension artérielle, seront mesurés. Des examens hématologiques et d'imagerie préopératoires seront effectués pour garantir que les participants répondent aux critères d'inclusion et d'exclusion.

Après la chirurgie, des variables continues seront utilisées pour décrire les mesures postopératoires de chaque participant et leurs changements par rapport à la ligne de base préopératoire. Les indicateurs de laboratoire seront classés comme faibles, normaux ou élevés en fonction de la plage de référence normale. Les changements des valeurs de base normales ou élevées aux valeurs faibles après la chirurgie, et des valeurs de base normales ou faibles aux valeurs élevées après la chirurgie, seront enregistrés. Les valeurs observées les plus basses ou les plus élevées après la chirurgie seront utilisées pour calculer les valeurs basses ou élevées après la ligne de base. Les médecins évalueront ces indicateurs anormaux pour déterminer s'ils ont une signification clinique, et la proportion de participants présentant des changements « anormaux et cliniquement significatifs » sera rapportée.

Des examens physiques, y compris des examens généraux, des examens de la tête, du cou, de la poitrine, des poumons, du cœur, des vaisseaux sanguins, de l'abdomen, de la colonne vertébrale, des membres et du système nerveux, ainsi que des signes vitaux tels que la tension artérielle, la fréquence cardiaque et la température corporelle, seront effectué. Les mesures des examens physiques, des signes vitaux et du poids corporel avant et après le traitement, ainsi que leurs changements par rapport à la ligne de base, seront décrits statistiquement. Tous les signes vitaux dépassant la plage normale ou présentant des changements anormaux seront documentés.

3.7 Considérations éthiques Avant le début de l'étude, l'approbation éthique sera obtenue du comité d'éthique du premier hôpital de l'Université de Jilin. Les patients éligibles seront informés en face à face par leurs chirurgiens traitants et devront signer un formulaire de consentement éclairé. Le processus de consentement éclairé sera mené par les médecins traitants ou supérieurs.

Les informations fournies aux patients dans le consentement éclairé comprennent : une déclaration sur la nature de la recherche de l'essai ; une explication complète et juste des procédures à suivre ; une description détaillée de la nature, de la durée prévue et du but de l'étude ; une description de tout risque ou inconfort prévisible ; une description de tous les avantages potentiels ; une déclaration concernant le traitement soigneux et la confidentialité des données des patients, ainsi que la période de conservation des données de 15 ans ; une déclaration selon laquelle le matériel biologique du patient sera conservé pendant 15 ans ; et une déclaration sur la participation volontaire et le retrait, précisant que le refus de participer n'entraînera aucune punition ni perte des avantages auxquels le patient a droit, et que le patient peut se retirer de l'étude à tout moment sans pénalité ni perte d'avantages. En cas de retrait, le patient recevra un traitement standard du même niveau de soins.