Uno studio su 48 soggetti che utilizza misurazioni multitecnologiche non invasive per la diagnosi precoce di emorragie in corso

Lo shock emorragico rimane una delle principali cause di morte sul campo di battaglia e nelle comunità civili. La diagnosi precoce dell'emorragia in corso prima della progressione verso uno shock franco consentirebbe un intervento precoce. È ampiamente apprezzato che i classici segni vitali medici funzionino male fino alla fine della progressione allo shock dopo la lesione traumatica. Le tecniche attualmente disponibili, tra cui il monitoraggio intermittente dei segni vitali, le analisi di laboratorio e i singoli dispositivi di misurazione, hanno scarse prestazioni prima di un disagio fisiologico clinicamente evidente.

L'obiettivo generale di questo progetto è lo sviluppo di un sistema multitecnologico non invasivo per la diagnosi precoce dell'emorragia in corso. L'ipotesi di fondo è che gli algoritmi sviluppati dal deep learning che ottengono segnali diagnostici da più fonti supereranno le singole soluzioni tecnologiche.

Sebbene la promessa di test innovativi non invasivi abbia ricevuto ampia attenzione, lo sviluppo di tecnologie efficaci al posto letto è stato finora limitato e le loro prestazioni deludenti. Nel 2014, Kim et al hanno affermato che "i risultati di questa meta-analisi hanno rilevato che l'inesattezza e l'imprecisione dei dispositivi di monitoraggio continuo della pressione arteriosa non invasiva sono maggiori di quanto definito accettabile" e la misurazione della pressione sanguigna non invasiva è tra le più sviluppate di queste tecnologie. Il fallimento delle tecnologie non invasive nel rilevamento o nella diagnosi di stati patologici complessi è stato sostanzialmente completo. I ricercatori ritengono che questo fallimento rifletta i limiti dei sistemi uniplex (un singolo sensore in un'unica posizione) e la variazione da paziente a paziente nella risposta fisiologica. I sistemi Uniplex sacrificano l'intero segnale diagnostico in schemi anatomo-temporali, che probabilmente hanno un potere discriminante significativo.

Ad oggi, l'innovazione tecnologica nella diagnosi precoce dell'emorragia in corso è stata di due grandi categorie: 1) una ricerca per scoprire una singola nuova misurazione dello stato del tessuto o dell'organo o 2) applicazione di tecniche matematiche più sofisticate basate sull'apprendimento automatico e sull'elaborazione del segnale.

I ricercatori propongono di sviluppare un sistema che combini tecnologie di rilevamento non invasive all'avanguardia e algoritmi statistici multivariabili avanzati. Questo sistema sarà sviluppato fin dall'inizio per essere economico e facilmente applicabile, anche in ambienti austeri.

Per evitare l'uso non necessario di emoderivati, le epatectomie vengono eseguite con una bassa pressione venosa centrale (CVP). Ciò si ottiene attraverso l'uso restrittivo di fluidi per via endovenosa e talvolta di farmaci per abbassare la pressione venosa centrale. La bassa pressione venosa centrale durante l'epatectomia è un modello eccellente per lo sviluppo di tecnologie come la nostra e non è stata utilizzata in precedenza per questo scopo.

Durante ciascuna procedura, gli investigatori otterranno un insieme completo di segnali fisiologici ottici, elettromagnetici e di impedenza non invasivi durante la procedura LCVPLR. Il lavoro qui proposto valuterà queste tecnologie durante resezioni epatiche standard a bassa pressione venosa centrale (LCVPLR). Questi dati saranno utilizzati per l'ulteriore sviluppo di algoritmi basati sull'apprendimento automatico. Lo studio proposto sarà a basso rischio poiché i dati misurati non saranno disponibili per i medici.

Obiettivi specifici:

1. Valuta le prestazioni delle tecnologie di rilevamento non invasive esistenti e degli algoritmi multivariabili in LCVPLR.
2. Ottieni set di dati di addestramento e convalida del modello umano durante LCVPLR per un ulteriore perfezionamento degli algoritmi.

Potenza e dimensione del campione: gli investigatori prevedono di acquisire dati da ogni soggetto arruolato. I dati ottenuti prima dell'inizio della resezione parenchimale saranno utilizzati come controllo "nessuna emorragia". I calcoli della potenza e della dimensione del campione indicano che una dimensione del campione di 48 soggetti dovrebbe essere sufficiente per: 1) identificare ulteriormente il sottoinsieme minimo di tecnologie di misurazione non invasive necessarie per le prestazioni diagnostiche desiderate, 2) convalidare gli algoritmi esistenti e 3) addestrare inizialmente un essere umano iterazione clinica degli algoritmi, con un sufficiente grado di accuratezza (p <0,05 per ROC-AUC).

Come studio a rischio minimo, non ci sarà alcun cambiamento rispetto allo standard di cura per i pazienti sottoposti a intervento chirurgico. Le procedure chirurgiche e le farmacoterapie procederanno secondo la gestione clinica standard. I pazienti arruolati saranno sottoposti a monitoraggio fisiologico preoperatorio, anestetico e postoperatorio standard.