Uno studio sull'accuratezza diagnostica dell'algoritmo dell'indice di previsione dell'ipotensione (HPI) nelle resezioni polmonari

L'Hypotension Prediction Index (HPI) è un punteggio emodinamico progettato specificamente per la previsione degli episodi di ipotensione intraoperatoria (IOH). Si basa su un algoritmo programmato nella piattaforma clinica di monitoraggio HemoSphere di Edwards Lifesciences (Irvine, CA, USA). L'HPI si basa sull'analisi continua della forma d'onda della pressione arteriosa. Viene elaborato in aggiunta all'algoritmo FloTrac tramite il sensore proprietario Acumen IQ e utilizza una tecnologia di intelligenza artificiale. Dopo la validazione interna, l’algoritmo è stato validato in modo prospettico, esterno e clinico in pazienti chirurgici generali, perioperatori, pazienti chirurgici cardiovascolari e pazienti in terapia intensiva COVID-19 ventilati meccanicamente.

A differenza dei sistemi di monitoraggio convenzionali, che visualizzano i parametri fisiologici nella vita reale, un algoritmo HPI rileva i primi cambiamenti, la variabilità multivariata e le interazioni nei dati fisiologici correlati su precarico, postcarico e contrattilità per fornire un indice che prevede un evento ipotensivo imminente . Le variabili utilizzate dall'algoritmo protetto da brevetto per calcolare l'HPI sono le seguenti: variabilità della frequenza cardiaca (cambiamenti nella frequenza cardiaca/cambiamenti nella MAP); complessità della forma d'onda della pressione arteriosa (entropia approssimativa della forma d'onda, entropia della forma d'onda campione, misura nel dominio della frequenza delle armoniche di ordine superiore); parametri di precarico (variazione della pressione di impulso PPV, variazione del volume della corsa SVV); parametri di contrattilità (pendenza della parte ascendente della forma d'onda della pressione nel tempo, dP/dt); e parametri di postcarico (SVR, elastanza arteriosa dinamica Eadyn), ma il loro contributo relativo all'indice finale non è stato rivelato.

I valori finali dell'indice dell'HPI vanno da 1 a 100, con numeri crescenti che rappresentano una maggiore probabilità di un evento ipotensivo imminente. Questi eventi sono definiti come pressione arteriosa media (MAP) <65 mmHg che si verifica per più di un minuto. I valori HPI prevedono il verificarsi di ipotensione da cinque a quindici minuti prima dell'evento, con sensibilità e specificità in entrambi gli intervalli di tempo superiori all'80%. Nella maggior parte degli studi, un valore di 85 HPI predice un episodio ipotensivo e questo valore è arbitrariamente preprogrammato nel monitor HemoSphere per avvisare il medico e consentire risposte proattive per ridurre al minimo o addirittura prevenire completamente l'ipotensione intraoperatoria.

I parametri utilizzati e incorporati nel monitor HemoSphere possono guidare il medico nella gestione ottimale della IOH. Queste variabili dello "schermo secondario" includono il parametro di contrattilità ventricolare sinistra (dP/dt), il parametro di precarico dinamico (SVV) e il parametro di postcarico elastanza arteriosa dinamica Eadyn.

Il massimo aumento della pressione ventricolare sinistra (LV) (LV dP/dt max) è un indicatore classico della performance del LV e della funzione sistolica. È convenzionalmente definita come la variazione di pressione nella cavità ventricolare sinistra durante il periodo di contrazione isovolumetrica e richiede originariamente il cateterismo del ventricolo sinistro. Nella pratica clinica viene utilizzata una forma d'onda surrogata della pressione arteriosa periferica per stimare il valore dP/dt e per prevedere la necessità di supporto inotropo.

SVV è un parametro di precarico dinamico e rappresenta la differenza nel volume sistolico ventricolare sinistro secondario alle variazioni della pressione intratoracica indotte dalla ventilazione meccanica.

L'elastanza arteriosa dinamica Eadyn rappresenta la proporzione tra la variazione della pressione pulsatoria (PPV) e la SVV. Può essere utilizzato per valutare il tono vascolare, che può predire la risposta della pressione arteriosa dopo il carico di volume e/o la potenziale risposta alla somministrazione di vasopressori.

Sia PPV che SVV sono considerati superiori agli indici statici per prevedere la reattività ai fluidi. Entrambi si basano sulle interazioni cuore-polmone e riflettono i cambiamenti ciclici emodinamici indotti dalla ventilazione meccanica nella condizione di torace chiuso. I loro valori sono significativamente correlati con l’entità della VT. L’attuale strategia ventilatoria intraoperatoria a basso volume corrente protegge i polmoni, ma allo stesso tempo riduce l’affidabilità degli indici dinamici, in particolare in condizioni di torace aperto. A causa delle variazioni limitate della pressione intratoracica durante il ciclo respiratorio in condizioni di polmone aperto, esiste il rischio di ricevere valori dei parametri falsi negativi. PPV e SVV sembrano essere imprecisi nel predire la reattività ai fluidi in un contesto a torace aperto durante un intervento cardiotoracico.

L'HPI è stato convalidato nei casi di chirurgia generale e di terapia intensiva, ma non nelle procedure a torace aperto unilaterale di chirurgia toracica. Queste procedure includono non solo condizioni fisiologiche significativamente anormali (pleura aperta e ventilazione protettiva di un solo polmone), ma anche un'elevata incidenza di interventi chirurgici manuali improvvisi. Tutti questi fattori possono influenzare e compromettere in modo significativo le prestazioni dell’HPI.

Lo scopo di questo studio è validare la tecnologia HPI nelle procedure di resezione polmonare a torace aperto con l'uso della ventilazione monopolmonare. Il gruppo di studio comprenderà 60 pazienti adulti consecutivi qualificati per procedure di resezione polmonare in anestesia generale con ventilazione a torace aperto e monopolmone.

I pazienti saranno monitorati durante l'intervento utilizzando il monitoraggio emodinamico invasivo standard con trasduttore di pressione arteriosa e in concomitanza con il monitor HemoSphere con il software HPI collegato al trasduttore Acumen IQ (Edwards LifeSciences, Irvine, CA, USA). I medici saranno accecati dall'output del monitor HemoSphere. Le forme d'onda emodinamiche e i dati di previsione dell'HPI inclusi gli eventi ipotensivi (IOH) verranno registrati dal momento dell'inserimento della cannula arteriosa fino all'uscita dalla sala operatoria. I dati registrati saranno divisi in sette coorti, rappresentate da intervalli temporali separati:

0. Pre-induzione basale, supina, respirazione spontanea (se disponibile e cannula arteriosa inserita prima dell'induzione)

1. Ventilazione bipolmonare supina, a torace chiuso anestetizzato, intubata
2. Decubito laterale, torace chiuso, ventilazione bipolmonare
3. Decubito laterale, torace chiuso, ventilazione monopolmonare (OLV)
4. Decubito laterale, torace aperto, ventilazione monopolmonare (OLV)
5. Decubito laterale, torace chiuso, ventilazione bipolmonare post-resezione
6. Ventilazione supina, a torace chiuso, a due polmoni

Stimeremo la sensibilità (richiamo) e il valore predittivo positivo (precisione) dell'algoritmo HPI e descriveremo il numero di falsi allarmi e gli eventi mancati senza fare riferimento esplicitamente alla specificità o al valore predittivo negativo.

La conduzione e la rendicontazione dello studio saranno eseguite secondo le linee guida STARD.