Monitoraggio dell'accesso alla dialisi utilizzando un sistema di deep learning basato su uno stetoscopio digitale

L'emodialisi (HD) viene condotta attraverso un accesso vascolare per emodialisi, in modo tale che il sangue del paziente possa essere rimosso dal paziente, fatto circolare attraverso la macchina per la dialisi e quindi restituito al paziente. Gli accessi vascolari HD possono assumere la forma di una fistola arterovenosa (AVF), un innesto arterovenoso (AVG) o un catetere per dialisi temporaneo o permanente. A causa del suo basso tasso di complicanze e della buona longevità (durevolezza), l'AVF è l'accesso preferito; Gli attuali esiti della malattia renale Miglioramento della qualità Le raccomandazioni "Fistula First" sono che qualsiasi paziente con una velocità di filtrazione glomerulare stimata di 25 ml/min debba essere sottoposto a intervento chirurgico per la creazione di AVF in preparazione per l'eventuale HD.

Lo stadio IV viene scelto come momento ottimale per la creazione di FAV, anche se il paziente non ha ancora bisogno della MH. Questo perché (1) di solito ci vogliono circa 8 settimane per programmare un paziente per l'intervento di creazione di AVF, (2) ci vogliono altre 12-16 settimane dopo la creazione perché l'AVF "maturi" e diventi pronto per l'uso, e (3) ben il 60% degli AVF creati chirurgicamente non riesce a maturare affatto. Considerando il tempo di maturazione e l'eventuale necessità di intervenire su un accesso che non riesce a maturare, è necessario un lead time significativo per evitare di incontrare un paziente in stadio V CKD che ha bisogno di HD immediatamente e deve quindi ricorrere a un catetere per dialisi tunnellizzato con tutti i relativi rischi di infezione, trombosi e stenosi della vena centrale.

Essere in grado di monitorare attivamente una FAV dal momento della creazione chirurgica con un dispositivo in grado di prevedere se tale FAV fallirà o maturerà, consentirà ai pazienti e ai loro medici di decidere molto prima di intervenire e rimettere quella FAV "sulla buona strada" per maturazione. Ciò significa che molti più pazienti saranno in grado di iniziare la MH quando necessario, utilizzando la loro FAV come accesso per la dialisi, e quindi ridurre l'uso di cateteri per dialisi tunnellizzati.

Questo tipo di monitoraggio, tuttavia, richiede misurazioni frequenti per monitorare la progressione verso la maturità. Addestrando un algoritmo AI/ML per analizzare i segnali sonori registrati dalla FAV nascente del paziente, l'algoritmo può rilevare quando è probabile che una FAV maturi o meno. Se addestrato correttamente, dovrebbe essere in grado di rilevare una condizione "improbabile che maturi" molto presto dopo l'intervento chirurgico, forse anche entro le prime due settimane. Ciò spingerà il medico del paziente a prendere in considerazione un intervento sull'AVF che aumenterebbe la probabilità di maturazione e aumenterebbe il tasso di maturazione complessivo. Uno stetoscopio digitale abilitato per AI/ML, forse utilizzato anche a casa del paziente in futuro, potrebbe facilmente facilitare tale requisito di monitoraggio e trasmettere le informazioni pertinenti al medico del paziente in modo da poter organizzare un intervento tempestivo.

Eko CORE è uno stetoscopio elettronico approvato dalla FDA e con marchio CE. Il CORE consente la registrazione audio di polmoni, cuore e altri suoni del corpo. Il CORE offre amplificazione audio 40x, riduzione del rumore ambientale, una frequenza di campionamento di 4000Hz e 3 filtri audio. Le registrazioni audio CORE auscultatorie de-identificate vengono trasmesse in modalità wireless tramite Bluetooth all'applicazione Eko sicura e conforme a HIPAA su uno smartphone o tablet, che consente all'utente di riprodurre registrazioni audio, annotare note sull'audio registrato e salvare registrazioni. Questi dati vengono sincronizzati in tempo reale su un server di database Amazon Web Services (AWS) sicuro, conforme a HIPAA e basato su cloud gestito da Eko Devices.

Questo studio prospettico, osservazionale, longitudinale e di prova concettuale arruolerà pazienti presso il Kidney Center dell'Università della Carolina del Nord (UNC). Questo studio arruolerà un minimo di 25, un massimo di 50, pazienti con malattia renale allo stadio terminale (ESRD) pazienti nell'unità di emodialisi (HDU) con FAV in maturazione che vengono dializzati attraverso un catetere per dialisi a tunnel (TDC). Le registrazioni verranno effettuate una volta alla settimana durante l'appuntamento HD del paziente. La durata dello studio si estenderà dal momento dell'arruolamento fino a quando non si verifica prima una delle seguenti condizioni: (a) abbandono dell'AVF, o (b) 2 settimane di misurazione dopo la documentazione dell'incannulamento riuscito definito dall'incannulamento con 2 aghi per 3 dialisi successive trattamenti, o (c) 6 mesi di partecipazione allo studio. Questi set di dati verranno utilizzati per derivare un modello AI/ML per prevedere la probabilità che un nuovo AVF maturi o fallisca.